[发明专利]一种基于自适应分段子空间投影的干扰抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应分段子空间投影的干扰抑制方法，能够对具有锯齿型频率突变特性的干扰机的干扰信号进行有效抑制。本发明根据干扰扫频特性通过划分A类和B类区间对投影块长度进行自适应分段：A类区间中，当干扰信号瞬时频率线性变化时，采用一个覆盖整个区间的投影块，保证彻底抑制干扰的同时也减轻投影运算对期望信号的影响；B类区间中，当干扰信号瞬时频率突变时，采用多个较短的投影块，以一定期望信号失真为代价来减轻干扰抑制残差。由于本发明方法采用分段子空间投影，投影块长度变小，因此相对常规方法，计算复杂度变小。

技术领域

本发明属于导航接收机干扰抑制技术领域，具体涉及一种基于自适应分段子空间投影的干扰抑制方法。

背景技术

导航接收机通过计算卫星信号发射和接收的时间差获得至少与四颗卫星之间的伪距观测值，即可使用户获得其三维位置和时钟信息。由于传输距离远，GNSS信号到达接收天线时通常功率极其微弱，使得接收机周围环境的干扰信号功率能够轻易超过GNSS信号。虽然GNSS信号具有一定的抗干扰能力，但是干扰环境中GNSS接收机导航定位性能会受到影响。

近年来出现了大量的人为干扰机，传播GNSS频带内的频率调制干扰信号，有效范围可达几十米甚至上千米。因此人为干扰成为GNSS领域的一个主要问题。为了保证接收机的性能，需要在GNSS接收机基带信号处理模块加入干扰抑制功能，消除接收信号中的干扰分量。

由于人为干扰具有整体宽带瞬时窄带的性质，时频域方法对于抑制人为干扰较为有效。一类常见的时频域方法基于子空间投影运算，利用干扰信号瞬时频率估计值构造干扰信号子空间，将接收信号投影到和干扰信号子空间正交的一个子空间来完成干扰抑制。

当干扰信号瞬时频率估计值较为准确时，即假设干扰信号瞬时相位估计误差服从高斯分布时，采用常规子空间投影方法能够有效抑制干扰信号，且投影运算对期望信号的影响可以忽略不计。但是当干扰信号瞬时频率估计值存在较大误差时，关于瞬时相位估计误差的高斯性统计假设不再成立，常规子空间投影方法的干扰抑制性能明显恶化，且干扰信号功率越强性能恶化越明显。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于自适应分段子空间投影的干扰抑制方法，能够对具有锯齿型频率突变特性的干扰机的干扰信号进行有效抑制。

本发明的基于自适应分段子空间投影的干扰抑制方法，包括如下步骤：

步骤1，利用时频观测窗内接收信号的时频分布，获得该时频观测窗内各个时间点对应的干扰信号瞬时频率估计值；基于各个时间点的干扰信号瞬时频率估计值，得到各个时间点对应的干扰信号调频斜率估计值；

步骤2，将各个时间点对应的干扰信号调频斜率估计值的局部极小值对应的时刻，作为瞬时频率突变点时刻；

将所述时频观测窗内时频观测窗左边界到其右侧W时刻之间的区间、时频观测窗右边界到其左侧W时刻之间的区间以及所有瞬时频率突变点时刻左右两侧共2W个时刻之间的区间定义为B类区间，时频观测窗内剩余区间定义为A类区间；其中，W的取值根据时频分布的边界效应所影响的采样点数目来确定；

在所有A类、B类区间中设置投影块；其中，A类区间中的投影块个数为1，B类区间中的投影块个数大于或等于2；

步骤3，在该时频观测窗内利用各个时间点对应的干扰信号瞬时频率估计值，计算各个对应投影块内的投影矩阵，并将各个投影矩阵和接收信号矢量相乘，实现接收信号在该时频观测窗内的干扰抑制，移动时频观测窗，重复步骤1-3，实现接收信号在所有时间段的干扰抑制。

其中，所述步骤1中，通过检测接收信号时频分布中各个时间切片峰值对应的频点即为干扰信号瞬时频率估计值。

其中，所述步骤1中，所述干扰信号调频斜率估计值获得方式为：