[发明专利]通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星导航系统干扰抑制方法。特别是涉及一种不改变现有卫星导航系统接收机结构，能够抑制各类干扰的通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法。

背景技术

卫星导航系统是以人造卫星作为导航台的星基无线电导航系统，能全天时，全天候，为全球任何地方提供高精度的三维位置、速度和时间信息，从而从根本上改变了众多行业的导航定位格局及水平，为无数海、陆、空、天军民用户提供了便利和安全，已成为信息体系的重要基础设施，直接关系到国计民生的关键性技术支撑系统。目前，已经建成的系统包括美国的GPS系统，俄罗斯的GLONASS系统以及我国的BD-1(北斗一号)区域卫星导航系统；正在实施开发建设的系统包括我国和欧盟将共同研制的Galileo(伽利略)系统，印度的卫星导航定位系统，日本的QZSS(准天顶卫星系统)，以及我国的BD-2(北斗二号)卫星导航系统等。

然而由于卫星导航系统的卫星离地球很远，卫星信号非常微弱(比噪声低近20dB以上)，所以无论是GPS，GLONASS，Galileo还是BD-2系统等，都存在着一个共同的缺点——易受干扰的影响。目前最有效的干扰抑制方法是采用自适应天线阵技术，在卫星导航系统抗干扰中，常用的自适应天线阵技术一般分为两类，一是功率倒置方法，一是利用导航卫星信号特性(如恒模特性，循环平稳特性)的盲自适应波束形成方法。

在卫星导航系统的各类干扰中，常见的有压制性干扰，欺骗式干扰，卫星信号多径干扰。当这三类干扰共存时，由于欺骗式干扰和导航卫星信号特性一样，因此利用导航卫星信号特性的盲自适应波束形成方法失效，当卫星信号多径干扰存在时，功率倒置方法也失效。因此，需要研究一种通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不改变现有卫星导航系统接收机结构，能够抑制各类干扰的通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法，是利用自适应阵列天线抑制干扰来实现，包括有以下步骤：

(1)将阵列天线接收到的模拟射频信号转换为数字中频信号；

(2)将转换后的数字中频数据向干扰正交补空间投影；

所述的将转换后的数字中频数据向干扰正交补空间投影，是通过先估计干扰子空间求对阵列协方差矩阵做特征值分解求得干扰子空间，然后再利用正交补空间计算公式来 求得的，所述的干扰子空间的估计分两种情况来计算，当在欺骗式干扰和卫星信号部分相关或完全不相关这种一般情况下，干扰子空间的估计是通过对阵列协方差矩阵做特征值分解获得的；当在欺骗式干扰和卫星信号相干这种极限情况下，干扰子空间的估计是通过空间平滑技术获得的。

(3)对投影后的数据进行低副瓣常规波束形成抑制多径；

(4)计算阵列加权矢量；

(5)将波束形成后的卫星导航信号转换为模拟射频信号送入接收机。

所述的利用自适应阵列天线抑制干扰，是通过在阵列天线和卫星导航系统接收机之间嵌入一个二级干扰处理器来实现的，不改变卫星导航系统接收机的内部结构。

步骤(3)所述的对投影后的数据进行低副瓣常规波束形成抑制多径，是通过契比雪夫静态加权来降低阵列方向图的副瓣电平，达到衰减卫星多径信号的目的。

本发明的通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法，分析了欺骗式干扰和卫星多径信号的特性，首先考虑欺骗式干扰和卫星信号的相关性，采用干扰正交补空间投影技术抑制欺骗式干扰和压制性干扰，其次利用低副瓣常规波束形成技术减轻多径信号。本发明无需改变普通导航接收机的内部结构，和现有的接收机有很好的兼容性，能在常见的欺骗式干扰、压制性干扰和卫星多径干扰共存的情况下，保证卫星导航接收机正常工作。

附图说明

图1是本发明的通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法的流程图；

图2是通用的多类干扰抑制原理框图；

图3是本发明得到的阵列天线方向图；

图4是干扰抑制前和采用本发明进行干扰抑制后的捕获结果的比较；

图5是图4所示比较结果的局部放大图；

图6是极限情况下的多类干扰抑制原理框图；

图7是极限情况下本发明得到的阵列方向图；

图8a是极限情况下Capon方法得到的捕获结果；

图8b是极限情况下本发明得到的捕获结果。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的通用的卫星导航系统多类干扰抑制方法做出详细说明。