GPS信号建模及空时抗干扰技术研究

论文摘要

对位置的确定在现代社会中应用非常广泛,无论是军事上还是民用上。随着社会的发展,人们对定位精度的要求越来越高,同时,由于无线电应用的越来越广泛,GPS信号受到的干扰也在不断的增多,这些干扰包括人为干扰和潜在干扰两种。因此,提高GPS接收机的抗干扰性能和定位的精度,有着重要的意义。理论和实践证明,在众多的抗干扰方法中,空时抗干扰具有抗干扰性能高、体积小、成本低和改造成本低的优点。本文首先建立了GPS信号和一些常见干扰的模型。GPS信号建模包括C／A码的产生、导航电文的产生；干扰建模主要是压制性干扰的建模,包括噪声调幅干扰和噪声调频干扰等。接着介绍了多通道GPS自适应抗干扰接收机的总体方案和空时自适应抗干扰方法的基本原理。根据所建立的GPS接收机空时信号模型,分析了空时处理的最优准则。仿真验证了传统压制性干扰抑制算法和空时抗干扰处理方法的抗干扰效果。最后本文研究了GPS空时滤波技术的降维简化处理问题。空时处理计算量相对于一维处理提高了很多。所以减小计算量在工程应用中是当务之急。通过比较,本文得出基于多级维纳滤波的多步迭代降维方法具有很好的稳态和瞬态性能,能够在迭代次数远远小于信号维数的情况下达到最优性能。与传统方法相比,这种方法避免了矩阵求逆、特征值分解等复杂的计算,具有较高的实用价值。本论文的主要任务是建立GPS信号的模型和研究空时抗干扰算法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究工作
• 2 GPS信号和干扰建模
• 2.1 GPS信号建模
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 C/A码的产生
• 2.1.3 导航电文的产生
• 2.1.4 单天线GPS数据的仿真
• 2.2 干扰建模
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 噪声调幅干扰
• 2.2.3 噪声调频干扰
• 3 四通道GPS自适应抗干扰接收机硬件及空时自适应抗干扰原理
• 3.1 概述
• 3.2 四通道GPS自适应调零接收机
• 3.2.1 功能描述及系统组成
• 3.2.2 信号处理板介绍
• 3.3 空时处理原理
• 3.3.1 原理介绍
• 3.3.2 空时处理的抗干扰性能
• 3.4 自适应处理的最优准则
• 3.4.1 最小均方误差准则（MMSE）
• 3.4.2 最大信噪比准则（MaxSNR）
• 3.4.3 线性约束最小方差准则（LCMV）
• 3.4.4 最小二乘准则（LS）
• 3.5 空时处理方法验证
• 3.5.1 传统有源干扰抑制
• 3.5.2 空时处理方法仿真验证
• 3.5.3 空时处理维数的选择
• 3.5.4 仿真小结
• 4 降维空时自适应抗干扰处理算法研究
• 4.1 概述
• 4.2 线性约束广义旁瓣对消器
• 4.3 多级维纳滤波器（MWF）
• 4.4 简化多步迭代降维方法
• 4.5 降秩算法性能仿真
• 4.5.1 降维性能仿真
• 4.5.2 收敛性能仿真
• 4.5.3 仿真小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献