基于周期平稳特性的GPS自适应抗干扰技术研究

论文摘要

作为诸多卫星导航系统中在技术上最具典型性的全球定位系统(Global Positioning System ,简称GPS),无论在军事领域还是民用领域都获得了成功的应用。然而由于卫星离地球很远,到达地面的卫星信号电平相当低,使GPS很容易受到各种有意或者无意的干扰,引起接收机的失锁,无法正确地完成导航定位的功能。如何提高GPS系统的抗干扰能力已经成为当前军方及众多民用机构亟待解决的问题,因而展开GPS抗干扰技术的研究是十分必要的。本文主要研究基于自适应阵列信号处理的GPS抗干扰方法。首先从理论上总结了已有的利用传统波束形成技术和盲波束形成技术所提出的GPS抗干扰方法。然后,利用GPS信号中C/A码的周期平稳特性的特性提出了一种用于干扰抑制的新算法。该算法将子空间投影、周期自适应波束形成(Cyclic Adaptive Beamforming,简称CAB)有机结合,能够实现对强干扰的抑制和有用信号的提取。同时,通过对共轭循环相关矩阵(Cyclic Conjugate Correlation Matrix,简称CCC矩阵)的结构分析,引入Hankel化预处理,可以有效地提高较低信噪比下算法的性能。仿真实验证明了算法的有效性。最后,本文将空域处理方法扩展到空时二维处理,研究了GPS信号的周期平稳特性在空时自适应抗干扰中的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 GPS 干扰简介
• 1.3 国内外抗干扰技术研究现状
• 1.4 本文的主要工作及论文结构
• 第二章 基于自适应阵列的GPS 抗干扰方法概述
• 2.1 引言
• 2.2 阵列信号处理技术简介
• 2.3 基于传统波束形成的抗干扰方法
• 2.3.1 功率倒置法
• 2.3.2 正交加权法
• 2.3.3 基于波达方向的抗干扰方法
• 2.4 基于盲波束形成的抗干扰方法
• 2.4.1 周期平稳特性
• 2.4.2 Self-coherence 抗干扰算法
• 2.4.3 基于正交加权约束的CAB 算法
• 2.4.4 一种新的两级抗干扰方法
• 2.4.5 仿真实验
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于HANKEL 预处理的GPS 抗干扰方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 共轭循环相关矩阵结构分析
• 3.3 一种基于HANKEL 预处理的抗干扰方法
• 3.3.1 共轭循环相关矩阵的Hankel 预处理
• 3.3.2 共轭循环矩阵的时间平均估计法
• 3.3.3 Hankel 预处理和时间平均法的结合
• 3.4 仿真实验及性能分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于周期平稳特性的GPS 空时自适应抗干扰算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 GPS 空时自适应抗干扰方法
• 4.2.1 数据模型
• 4.2.2 基于周期平稳特性的空时抗干扰方法
• 4.2.3 基于最小功率输出准则的空时抗干扰方法
• 4.3 仿真实验及性能分析
• 4.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间所发表的论文