一種級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航接收機(jī)抗干擾的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子信息領(lǐng)域的抗干擾技術(shù)，特別是指一種級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航接收機(jī)抗 干擾的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 公知的單級(jí)方案如圖1所示，包括通過(guò)選定陣列天線1中的某根天線作為參考天 線，采用自適應(yīng)濾波處理器2進(jìn)行自適應(yīng)處理，其中自適應(yīng)濾波處理2包括自適應(yīng)空域?yàn)V波 處理或者自適應(yīng)空時(shí)濾波處理；基于自適應(yīng)濾波的抗干擾處理后，干擾信號(hào)仍有少量殘留， 同時(shí)GNSS信號(hào)（Global Navigation Satellite System全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）仍然淹沒(méi)在 噪聲之中，如果不對(duì)GNSS信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，就無(wú)法估計(jì)GNSS期望信號(hào)的空間特征。公知 的級(jí)聯(lián)方案如圖2所示，首先對(duì)陣列天線1中的每根天線做窄帶抗干擾處理，例如頻域自 適應(yīng)處理，然后選定某根天線作為參考天線，對(duì)上一級(jí)的處理結(jié)果采用自適應(yīng)濾波處理器2 進(jìn)行自適應(yīng)處理，自適應(yīng)濾波處理器2包括自適應(yīng)空域?yàn)V波處理或者自適應(yīng)空時(shí)域?yàn)V波處 理。在上述的自適應(yīng)濾波處理過(guò)程中，參考天線為隨機(jī)選取或固定選取，由于各參考天線本 身存在著差別，因此導(dǎo)致參考天線本身對(duì)系統(tǒng)的抗干擾性能造成了影響。
[0003] 由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是以人造衛(wèi)星作為導(dǎo)航臺(tái)的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，且衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 發(fā)送信號(hào)的功率很低，面臨著復(fù)雜惡劣的信道環(huán)境，易受到多種形式的有意或無(wú)意干擾，導(dǎo) 致導(dǎo)航接收機(jī)導(dǎo)航定位性能的下降。因此，本申請(qǐng)人有鑒于上述現(xiàn)有之缺失與不便之處，秉 持著研究創(chuàng)新、精益求精之精神，利用其專(zhuān)業(yè)眼光和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，研究出一種聯(lián)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航接 收機(jī)抗干擾的方法和裝置，對(duì)抗這些干擾從而保證導(dǎo)航接收機(jī)的定位效能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于為了避免參考天線的選取帶來(lái)的性能影響，而提供一種級(jí)聯(lián)結(jié) 構(gòu)的導(dǎo)航接收機(jī)抗干擾的方法和裝置。采用輪詢(xún)處理和級(jí)聯(lián)處理，通過(guò)輪詢(xún)各天線的方式， 即逐個(gè)選擇各個(gè)天線作為參考天線進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理。
[0005] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，包括陣列天線和自適應(yīng)濾波處理器，陣列天線和 自適應(yīng)濾波處理器構(gòu)成的兩級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中由陣列天線和自適應(yīng)濾波處理器構(gòu)成的第一 級(jí)，與自適應(yīng)濾波處理器構(gòu)成的第二級(jí)聯(lián)接；第一級(jí)采用輪詢(xún)處理，通過(guò)輪詢(xún)各天線的方 式，即逐個(gè)選擇各個(gè)天線作為參考天線進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理；第二級(jí)，以第一級(jí)自適應(yīng)濾波 處理器的輸出為第二級(jí)自適應(yīng)濾波處理器的輸入。
[0006] 由M根天線組成的陣列天線與M根天線對(duì)應(yīng)的M個(gè)自適應(yīng)濾波處理器構(gòu)成的第一 級(jí)。
[0007] 所述第一級(jí)自適應(yīng)濾波處理器進(jìn)行自適應(yīng)空時(shí)濾波處理或者自適應(yīng)空域處理。
[0008] 所述第二級(jí)自適應(yīng)濾波處理器進(jìn)行自適應(yīng)空域處理。
[0009] 本發(fā)明包括以下方法： 步驟1，第一級(jí)輪詢(xún)處理，將陣列天線中的單根天線輪流作為參考天線，通過(guò)自適應(yīng)濾 波處理器進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理，輸出的結(jié)果為M路包含抗干擾處理后的數(shù)據(jù)； 步驟2,第二級(jí)級(jí)聯(lián)處理，采用擴(kuò)頻通信體制的雙方預(yù)先約定，并由收端生成的偽碼信 號(hào)，對(duì)第一級(jí)濾波輸出的JT路信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，所述解擴(kuò)處理為采用擴(kuò)頻信號(hào)體制的通 用技術(shù)； 步驟3,用解擴(kuò)處理后的數(shù)據(jù)流對(duì)約定信號(hào)中的某一顆或某幾顆衛(wèi)星的來(lái)向信息，獲得 空間特征矢量，通過(guò)自適應(yīng)濾波處理器以此對(duì)第一級(jí)抗干擾輸出信號(hào)進(jìn)行波束成形處理， 以進(jìn)一步提高信號(hào)干噪比； 步驟4,重復(fù)步驟2和步驟3,完成對(duì)指定的多個(gè)衛(wèi)星的波束形成，并輸出給后續(xù)的導(dǎo)航 接收機(jī)進(jìn)行解算處理。
[0010] 第一級(jí)處理過(guò)程如下：設(shè)陣列天線的天線陣元個(gè)數(shù)為M，時(shí)間延遲單元數(shù)為P，抽 頭之間的時(shí)延間隔為Λ，假設(shè)第m個(gè)陣元上的輸入信號(hào)為X ni (n)，第m個(gè)陣元的第p個(gè)抽頭 的權(quán)值為Wnip，則自適應(yīng)濾波處理器的輸出，即空時(shí)二維濾波處理的輸出信號(hào)可表示為： .滬 ， 公式中H為共輒轉(zhuǎn)置，
[0011] 公式中T為轉(zhuǎn)置，
表不對(duì)括號(hào)中表不的向量做向 量的轉(zhuǎn)置，Wll表示第一個(gè)陣元第一根天線上的加權(quán)值，Wmp表達(dá)第m根天線第P個(gè)tap上 的加權(quán)權(quán)值。
[0012] 空時(shí)濾波處理的目的在于尋求最優(yōu)權(quán)值矢量W來(lái)達(dá)到抑制干擾信號(hào)并保護(hù)有用 信號(hào)的目的。具體的求取方案可以采用業(yè)界通用的基于功率倒置的LMS算法實(shí)現(xiàn)。特別 地，選取不同的天線作為參考天線，都進(jìn)行空時(shí)濾波處理，得到M路經(jīng)過(guò)抗干擾處理后的數(shù) 據(jù) Yjt)。
[0013] 第二級(jí)的處理過(guò)程如下： 對(duì)上一級(jí)輸出的M路Ym(t)數(shù)據(jù)都做對(duì)第任意顆衛(wèi)星的捕獲處理，通過(guò)解擴(kuò)Ym(t)得 到Zm(t);由于解擴(kuò)增益的存在，Zm(t)中的期望信號(hào)的功率已經(jīng)大于噪聲功率，因此通過(guò) 求Z (t)的相關(guān)矩陣Rzz來(lái)估計(jì)出期望信號(hào)的空間特征矢量，Z (t)的相關(guān)矩陣可表示為：
其中Rss為解擴(kuò)后GNSS信號(hào)矢量的相關(guān)矩陣，λ s為其非零特征值，usS λ，寸應(yīng)的特 征矢量，σ 2為噪聲功率； 求出Rzz的主特征矢量為： Vk=Us 矢量V即為期望信號(hào)的空間特征矢量，第二級(jí)自適應(yīng)濾波處理器利用空間特征矢量對(duì) 第一級(jí)濾波后的M路輸出信號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和處理來(lái)完成對(duì)指定的第k顆衛(wèi)星的波束形成； 最終陣列輸出信號(hào)可表示為：
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)原理在于，第一級(jí)基于自適應(yīng)濾波的抗干擾處理后，干擾信號(hào)仍有 少量殘留，同時(shí)GNSS信號(hào)（Global Navigation Satellite System全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))仍 然淹沒(méi)在噪聲之中，如果不對(duì)GNSS信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，就無(wú)法估計(jì)GNSS期望信號(hào)的空間特 征，也就無(wú)法對(duì)抗干擾處理后的M路數(shù)據(jù)進(jìn)行波束形成處理。因此，先用本地指定的偽碼 信號(hào)對(duì)第一級(jí)抗干擾處理輸出的路信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，經(jīng)過(guò)解擴(kuò)處理后，GNSS期望信號(hào) 的功率已經(jīng)大于噪聲功率，此時(shí)可以估計(jì)GNSS期望信號(hào)的空間特征并以此對(duì)抗干擾處理 后的JT路數(shù)據(jù)進(jìn)行波束形成進(jìn)一步提高信干噪比。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用多個(gè)自適應(yīng)空域或空時(shí)濾波處理模塊級(jí)聯(lián)一個(gè)自適應(yīng)空 域?yàn)V波處理模塊的抗干擾方法。1.輪詢(xún)處理：所有天線輪流作為參考天線進(jìn)行自適應(yīng)處 理，區(qū)別于現(xiàn)有方法的選定某根天線作為參考天線進(jìn)行自適應(yīng)處理。2.級(jí)聯(lián)處理：兩級(jí)寬 帶抗干擾級(jí)聯(lián)處理，區(qū)別于現(xiàn)有方法的窄帶、寬帶抗干擾級(jí)聯(lián)處理。3.逐個(gè)選擇各天線作為 參考天線同時(shí)進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理，避免參考天線的選取對(duì)系統(tǒng)的抗干擾性能造成影響。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為單級(jí)方案示意圖。
[0017] 圖2為級(jí)聯(lián)方案示意圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖4為輪詢(xún)處理原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面將結(jié)合附圖3、4,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然， 所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí) 施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬 于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021] 本發(fā)明包括陣列天線1和自適應(yīng)濾波處理器2,陣列天線1和自適應(yīng)濾波處理器2 構(gòu)成的兩級(jí)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中由陣列天線1和自適應(yīng)濾波處理器2a構(gòu)成的第一級(jí)，與自適應(yīng) 濾波處理器2b構(gòu)成的第二級(jí)聯(lián)接；第一級(jí)采用輪詢(xún)處理，通過(guò)輪詢(xún)各天線的方式，即