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卫星导航系统干扰抑制技术

张文明  
【摘要】: 卫星导航系统的出现是导航技术的一次飞跃,随之在各领域的迅速推广,它易于受到干扰的问题日益显现出来。在强干扰环境,其扩频增益不足以对干扰进行抑制时,需要采用各种抗干扰措施。卫星导航系统在干扰环境中对干扰抑制能力的强弱已经成为其是否能够发挥作用的关键。因此,对卫星导航系统的干扰抑制技术的研究,对我国卫星导航系统的发展具有重要的理论意义及应用价值。 论文主要研究两部分内容,一是采用多天线信号处理技术实现干扰抑制,二是干扰环境中信号捕获问题。主要工作如下: 第二章研究多径干扰抑制问题。首先,系统分析了静态环境中近距多径信号对码环、载波环及接收信噪比的影响。其次,分析了多径信号对小范围多天线系统的影响。最后,利用小范围多天线系统中多径信号对接收机码环、载波环及信噪比影响的相关性,提出了基于扩展卡尔曼滤波器的多径干扰抑制技术,解决了近距多径信号的抑制问题。 第三章研究卫星导航系统中多天线姿态确定问题。首先,系统介绍了GPS定姿中有关的坐标系统和当前常用的定姿算法。其次,结合自适应阵抗干扰方法和卫星信号DOA估计方法,提出了具有抗干扰能力的定姿接收机结构和算法,算法在准确跟踪卫星并得到伪码相位和多普勒的同时,完成姿态确定。最后,作为各种定姿系统的补充,提出了基于信噪比的定姿算法,算法要求天线数目较少,亦可用于整周模糊数的搜索范围确定。 第四章研究自适应阵干扰抑制技术。首先分析了自适应阵最优权值和性能,进而根据卫星导航信号极弱的特点,改进了基于特征结构子空间的自适应阵结构,应用于导航信号干扰抑制,与最佳权值自适应阵相比,在干扰抑制性能上优于前者。 第五章研究GPS信号检测及捕获问题。分析了采用包络检测器及采用平方律检测器数字码环检测特性,以平方律检测器为例分析其捕获特性。分析结果对长周期序列伪随机码直接捕获具有重要参考价值。 论文最后进行了总结,指出进一步研究方向。


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