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频域抗干扰算法在GNSS高精度测量型接收机中的应用

王振伟  
【摘要】:目前全球存在四个独立的卫星导航系统,统称为全球导航卫星系统(GNSS),中国的北斗卫星导航系统于2012年底建成并投入使用,多个卫星导航系统增加了用户可观测的卫星数量,也增加了可观测的频点数量。多系统的组合应用是提高位置精度和可靠性的有效手段。卫星导航系统可以提供导航、授时、测量等应用模式,其高精度测量模式的应用范围越来越广泛。而实际作业环境中存在较多的电磁干扰,最为常见是窄带干扰。频域干扰抑制技术实现较为简单,常被用来剔除窄带干扰信号。本文选用门限检测方式的频域抗干扰算法方案,将其应用于GNSS高精度测量型接收机中,通过仿真试验、实物测试两种方法验证所选方案的有效性。本文首先对选用的频域抗干扰算法的原理进行研究,分析了重叠合成的算法结构,窗函数的特性,时频域变换算法等组成部分,对N-sigma算法、简化干扰抑制算法进行了对比研究,给出了所选频域抗干扰算法的各项参数。通过仿真,对信号与干扰的相关性进行分析,生成连续波、扫频波、窄带噪声等不同干扰信号,用卫星信号、高斯白噪声、干扰信号组成输入信号,使用频域抗干扰算法进行干扰滤除,分析滤除干扰后的信号相关性变化。然后建立了跟踪环路模型,对含有不同干扰形式的输入信号进行干扰滤除并跟踪,统计伪码跟踪相位误差值、载波相位跟踪误差值,分析不同干扰条件时,两种环路测量精度的变化情况。最后,将频域抗干扰算法在GNSS高精度测量型接收机中实现,对设计中遇到的资源限制、功耗高等实际问题给出具体解决方法。对接收机进行抗干扰测试,使用零基线测量方法,对固定电平下不同类型的干扰信号进行抑制,分析了对接收机伪距、载波距离观测量精度的影响。测试结果表明:频域抗干扰算法可以抑制固定电平下的不同类型干扰信号,但测量型接收机的观测量精度、基线解算结果会受到不同程度影响;在测试条件下,受到影响的测试结果仍满足精度要求,因此所选频域抗干扰方案可应用于GNSS高精度测量型接收机中。


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