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GPS接收机的自适应抗干扰系统研究

钟晓玲  
【摘要】: GPS(全球定位系统)是一种高精度的导航定位系统,提供全天候精确的三维空间位置、运动速度以及时间等信息。但由于GPS系统的功能依赖于接收机接收的卫星信号,其通信环境中存在大量的射频干扰,而GPS卫星信号却比较微弱,这可能使GPS接收机的性能不稳定甚至无法工作。针对GPS接收机的抗干扰系统设计进行研究,有利于提高接收机的工作的稳定性和抗干扰能力,使其应用到更广泛的领域中。本文主要针对GPS接收机自适应抗干扰系统研究,提出了系统设计方案,目的在通过自适应抗干扰系统能改善进入接收机中频处理信号的信噪比。文中包含了对GPS系统、接收机的干扰以及自适应控制原理的分析和研究,包括一些信号功率或电平的计算和自适应控制算法的实验仿真。 本文从GPS工作原理及接收机结构和信号特点入手,对接收机的入射有用信号的结构特点进行了分析阐述,其中重点是其功率电平的分析计算。对GPS接收机的信号处理过程进行了分析。对可能存在的射频干扰进行了分析阐述,其中对干扰的类型、度量方法及对信号处理可能造成的影响等进行了分析和计算说明。在干扰分析的基础上,对可能采取的抗干扰方法进行了分析比较,提出采用自适应控制来提高GPS接收机前端的输入信噪比。 对自适应抗干扰的方法和原理进行系统论述,其中较全面地阐述了各种自适应最优化准则的内容,对天线阵的自适应控制进行较详细的说明和阐述。确定采用自适应天线阵的抗干扰GPS接收机的结构组成设计,确立以功率倒置算法作为抗干扰设计的核心。对功率倒置算法的原理进行了阐述,分析了算法的改进之处和算法的优点。最后借助MATLAB软件对算法进行仿真分析,给出了软件仿真的算法流程。仿真实验对算法的合理性进行了研究和证明,仿真实验验证了所选用自适应算法的有效性。


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