[发明专利]一种导航卫星接收机窄带干扰抑制的算法

说明书

本发明公开了一种导航卫星接收机窄带干扰抑制的算法，其在接收机中实现抗干扰功能，主要解决现有接收机抗窄带干扰性能低、实时性差的问题，对于提高卫星导航系统在复杂电磁环境下的工作性能及增强其在各种环境中的适用性具有重要的意义。本方法中窄带干扰抑制算法采用的是相关相减多级维纳滤波算法，这种算法具有计算量小、可靠性高的优点，能够实时处理卫星信号。在工程实现中以FPGA为核心进行技术实现，围绕ZYNQ‑7000芯片以及集成的Microblaze软核的信号处理功能进行设计，通过Microblaze软核完成相关相减多级维纳滤波算法实现权值的更新，将实时更新的权系数传递给FIR滤波器进行信号的滤波处理，完成抗窄带干扰功能。

技术领域

本发明属于导航卫星通信技术领域，具体涉及一种导航卫星接收机窄带干扰抑制的算法。

背景技术

全能全球导航卫星系统(英文全称是Global Navigation Satellite System，简称GNSS)，是依靠先进的现代科学技术而建立发展起来的卫星定位系统，具有全能性、全天候、连续性和实时性等特点，能够为用户提供精确的定位、测速和授时服务，在军事和民用领域得到了广泛应用。因此，世界各国都在争相发展自己的卫星导航系统，如美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的GALILEO系统，以及中国的北斗导航系统。

但是，卫星导航接收机所处的工作环境日益复杂，而且卫星信号容易受到有意或无意的干扰，卫星导航接收机的抗干扰能力成为其能否正常工作的关键问题。研究卫星导航接收机抗干扰技术，对于提高卫星导航系统在复杂电磁环境下的工作性能及增强其在各种环境中的适用性具有重要意义。

在卫星导航系统中，窄带干扰是一个非常重要的问题，影响着整个系统的性能，若窄带干扰信号总功率超过了系统的干扰容限，则系统性能会严重恶化甚至不能工作。

GNSS(Global Navigation Satellite System)即全球卫星导航系统，是伴随着现代科技不断发展起来的一个卫星导航定位系统。地面的接收机接收到卫星的信号进行解算，实现定位授时等功能。GNSS已经在诸如军事、农业、测绘、气象等领域发挥出了巨大的作用。目前全球各个国家都将其视为一个重点发展领域，并将会对国计民生产生重大影响。

早在上世纪80年代，随着GNSS系统的发展，国外已经开始对干扰抑制技术领域进行了初步的探索，到目前，有关干扰方面的研究与实现已成为世界各国导航领域学者研究的一个热点。GNSS系统采取直接序列扩频通信技术，本身会对干扰产生抑制效果，但是当来自外界的干扰过大时，将无法对干扰产生抑制作用，使得系统性能降低，因此这一问题必须得到解决或改善。国内外有关抗窄带的相关理论很多，但是具体实践应用目前仍比较稀缺，不能满足目前的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于针对工程实践上技术的不足，提出了一种基于相关相减多级维纳滤波算法的导航卫星接收机窄带干扰抑制的算法。

实现本发明的技术思路是：以FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)为核心进行了技术实现，重点围绕ZYNQ-7000芯片以及集成的Microblaze软核的信号处理功能进行了设计，完成了基于时域的相关相减多级维纳滤波算法的工程设计。该导航卫星接收机窄带干扰抑制的算法包括如下步骤：

1)天线接收导航卫星信号后首先经过射频模块进行射频前端处理，将高频信号变为模拟中频信号x(t)＝s(t)+j(t)+nos(t)，其中，s(t)为接收到的卫星信号，j(t)为来自外界的窄带干扰信号，nos(t)为系统的白噪声；

2)将模拟中频信号送至ADC转换器中进行采样，变为数字中频信号X(n)＝S(n)+J(n)+N(n)，其中，n表示经过采样后的时间序列,S(n)为采样后的卫星信号，J(n)为采样后的窄带干扰信号，N(n)为采样后的噪声信号；

3)将数字中频信号送至FPGA中，进行窄带干扰抑制。