[发明专利]子空间投影的导航干扰抑制与信号增强方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，涉及阵列信号处理技术，可以用于导航接收机强干扰抑制和弱信号增强，提高导航接收机输出性能，实测数据验证了方法的有效性。

背景技术

卫星导航定位系统可全天候、全天时提供位置、速度以及时间等信息，在民用和国防领域有着广阔的应用需求。但是，由于电磁环境日益恶劣并且到达接收机的导航信号非常微弱，使得导航接收机对干扰极其敏感，这种对干扰敏感的特性严重影响导航接收机的输出性能，因此在干扰背景下提高导航接收机的输出性能是十分重要的。

传统的抗干扰算法如采样协方差矩阵求逆SMI(Sample Matrix Inverse)方法、最小均方误差LMS(Least Mean Square)迭代方法在理想条件下具有良好的抗干扰性能，但在实际中由于存在系统误差，如阵列方向图不一致、多通道幅相误差、指向误差以及训练样本数少等，导致常规抗干扰方法输出性能不佳甚至失效。还有一种比较通用的抗干扰算法是功率倒置PI(Power Inverse)算法，干扰功率越强，抑制效果越好，因此可以有效的抑制强干扰，但是该算法对干扰抑制的同时，对导航信号没有增强效果，甚至有可能将其削弱，无法获得信号的空间增益。还有采用自适应调零天线进行抗干扰的技术，该方法也能通过调节阵列指向，在干扰处形成零陷实现干扰抑制，但也存在着无法获得信号空间增益的问题。

通过阵列优化布阵结合上述抗干扰算法的研究也是抗干扰技术的一个方面，但实际系统中考虑到系统复杂度，一般阵元数有限的情况下阵列优化布阵也就受到限制，主要还是通过传统抗干扰技术实现干扰抑制，而这些干扰技术往往无法获得导航信号空间增益。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出了一种子空间投影的导航干扰抑制与信号增强方法，以在有系统误差和强干扰的情况下，实现干扰稳健抑制和导航卫星信号空间增益的获得，以便于后续导航电文的准确提取。

为实现上述目的，本发明方法包括如下步骤：

(1)对阵列接收数据x(t)进行子空间投影，得到抑制干扰后的数据x₁(t)；

(2)利用导航信号自相关特性，寻找x₁(t)中视野内卫星的最优自相关矢量，利用该相关矢量对数据x₁(t)进行波束形成，获得该卫星信号空间增益：

(2.1)设置外循环变量p＝1，p表示卫星序号；

(2.2)产生本地第p颗卫星2ms的C/A码序列作为本地参考信号并设多普勒频率为：

f_d(q)＝[-5+(q-1)×05]KHz，

其中上标ref表示该信号为本地参考信号，q为内循环变量，表示卫星信号多普勒频率序号，初始化q＝1，多普勒频率f_d从-5KHz变化到5KHz，以0.5KHz为步长；

(2.3)将步骤(1)中产生的数据x₁(t)做频移后与步骤(22)产生的做相关运算，记录相关结果中最大峰值矢量和次大峰值矢量至矩阵的第q列和矩阵的第q列：