CN111694024A - 一种高精度卫星导航装置干扰测向方法 - Google Patents

一种高精度卫星导航装置干扰测向方法 Download PDF

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CN111694024A CN202010608187.9A CN202010608187A CN111694024A CN 111694024 A CN111694024 A CN 111694024A CN 202010608187 A CN202010608187 A CN 202010608187A CN 111694024 A CN111694024 A CN 111694024A
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Abstract

本申请公开了一种高精度卫星导航装置干扰测向方法,该方法适用于对阵列天线的测向干扰进行计算,阵列天线包括多个阵元,方法包括:步骤1,根据每一个阵元接收到的阵列信号,采用干扰网格遍历测向的方式,依次计算每一个测向干扰对应的测向结果,其中,测向结果包括网格测向结果、第一网格测向误差以及网格偏差估计量以及第二网格测向误差;步骤2,当判定测向结果与测向平均值之间的偏差小于或等于预设阈值时,将测向结果记作测向稳定值,并计算第一预设数量个稳定值的平均值,将平均值记作干扰测向值。通过本申请中的技术方案,避免了网格误差对测向性能的影响,在细密网格上进行小波分解估计,提高了干扰测向的准确性。

Description

一种高精度卫星导航装置干扰测向方法
技术领域
本申请涉及卫星导航的技术领域,具体而言,涉及一种高精度卫星导航装置干扰测向方法。
背景技术
卫星导航能够在全空域、全天候、全时段精确地提供位置、导航和授时服务(PNT)。目前,全球主要的卫星导航系统包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略和中国的北斗卫星导航系统(BDS)。卫星导航技术广泛应用于各国的军事、经济领域,成为其国防建设和经济建设的重要组成部分。
基于卫星导航天线阵列信号处理的干扰无源测向,可以在不发射电磁波的情况下,通过被动接收目标干扰辐射出的信号,确定目标干扰源的准确方位,完成干扰源轨迹跟踪。可以应用在卫星导航装置中,提供干扰测向功能。
导向矢量网格误差是干扰测向误差的主要来源之一。选择细导向矢量网格虽然能够降低测向误差,但是会增加资源需求和收敛时间。
而现有技术中,常用的解决导向矢量网格误差的技术是采用内插法或者泰勒展开法,将任意导向矢量分解为导航矢量网格分量和偏差分量进行矢量估计。
对于内插法而言,由于内插法认为导向矢量在空间的变化是线性变化的,这与导向矢量模型存在较大误差,导致采用内插法解决网格误差的效果不佳,测向性能精度不高。
虽然泰勒展开法与内插法相比精度更高。泰勒展开采用多项式进行偏差分量的拟合,通常采用一阶多项式拟合。然而泰勒展开法拟合误差随着来向偏离网格量的增加而非线性增加,在粗网格条件下,偏离估计误差大,测向性能不佳。
发明内容
本申请的目的在于:避免网格误差对测向性能的影响,提供了一种高精度卫星导航装置干扰测向方法。该测向方法通过构建合适的小波基,采用小波对偏差分量进行小波分解可以得到更加准确的拟合结果。通过对粗网格进行均匀划分得到细密网格,在细密网格上进行小波分解估计,可以得到整个网格内偏离估计优异的结果。
本申请第一方面的技术方案是:提供了一种高精度卫星导航装置干扰测向方法,该方法适用于对阵列天线的测向干扰进行计算,阵列天线包括多个阵元,方法包括:
步骤1,根据每一个阵元接收到的阵列信号,采用干扰网格遍历测向的方式,依次计算每一个测向干扰对应的测向结果,其中,测向结果包括网格测向结果、第一网格测向误差以及网格偏差估计量以及第二网格测向误差;
步骤2,当判定测向结果与测向平均值之间的偏差小于或等于预设阈值时,将测向结果记作测向稳定值,并计算第一预设数量个稳定值的平均值,将平均值记作干扰测向值。
上述任一项技术方案中,进一步地,步骤2中测向平均值的计算方法,包括:
统计当前测向结果对应时刻后的第二预设数量个测向和值;
计算统计出的测向结果的平均值,记作测向平均值,其中,测向和值为网格测向结果与对应的网格偏差估计量的和值。
上述任一项技术方案中,进一步地,预设阈值的取值为3°。
上述任一项技术方案中,进一步地,步骤1中网格测向结果的计算方法,包括:
步骤11,对阵列天线的接收区域进行第一网格划分,并依次计算每一个第一网格的第一导向矢量,其中,第一导向矢量按照卫星导航信号频点序号、俯仰网格序号、水平网格序号进行标记;
步骤12,采用遍历的方式,依次增加俯仰网格序号、水平网格序号,并根据第一导向矢量,计算每一个第一网格的第一网格投影,第一网格投影的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000031
式中,
Figure BDA0002559923140000032
为第一网格投影,β为干扰阵列信号初始化状态为零中频数字阵列信号,
Figure BDA0002559923140000033
为第一导向矢量,
Figure BDA0002559923140000034
为第一导向矢量
Figure BDA0002559923140000035
的转置共轭,(*)-1为矩阵求逆运算,θ为俯仰网格序号,9≥θ≥0,
Figure BDA0002559923140000036
为水平网格序号,
Figure BDA0002559923140000037
fi为第i个卫星导航信号频点对应的频率,i=1,2,…,I,I为卫星导航信号频点最大序号;
步骤13,将第一网格投影的最大值,记作网格测向结果。
上述任一项技术方案中,进一步地,步骤1中第一网格测向误差的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000038
式中,δ(m)为第m个测向干扰的第一网格测向误差,m=1,2,…,M,M为测向干扰的个数,δ(0)为第一初始误差,DOAg(m)为第m个测向干扰的网格测向结果。
上述任一项技术方案中,进一步地,步骤1中网格偏差估计量的计算方法,包括:
步骤14,对网格测向结果DOAg(m)对应的第一网格进行第二网格划分,并根据第二网格的第二导向矢量和第一网格的第一导向矢量,计算每一个第二网格的网格偏差;
步骤15,根据网格偏差,计算每一个第二网格的小波投影,并根据小波投影和第一网格测向误差,计算网格偏差估计量,网格偏差估计量的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000039
Figure BDA00025599231400000310
式中,DOAc(m)为第m个测向干扰的网格偏差估计量,
Figure BDA00025599231400000311
为第
Figure BDA0002559923140000041
个第二网格的小波投影,θ′为第二网格的俯仰网格序号,
Figure BDA0002559923140000042
为第二网格的水平网格序号,
Figure BDA0002559923140000043
为网格偏差,t为时间序号,t=1,2,…,T,T的取值由第二网格的数量确定,sin*(t/10)为小波基函数sin(t/10)的转置共轭,
Figure BDA0002559923140000044
为小波投影
Figure BDA0002559923140000045
的转置共轭。
上述任一项技术方案中,进一步地,步骤1中第二网格测向误差的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000046
式中,E(m)为第m个测向干扰的第二网格测向误差,m=1,2,…,M,M为测向干扰的个数,E(0)为第二初始误差。
上述任一项技术方案中,进一步地,阵列信号为多路零中频数字阵列信号。
本申请第二方面的技术方案是:提供了一种卫星导航装置,卫星导航装置包括处理器和存储器,处理器根据如第一方面技术方案中任一项所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法进行干扰测向,存储器用于存储干扰测向过程中的数据。
本申请的有益效果是:
(1)本申请提出的高精度卫星导航装置干扰测向方法,针对网格误差导致干扰测向精度下降问题,通过构造小波基估计偏差分量,采用循环迭代方法,实现了突破网格限制的高精度卫星导航装置干扰测向。该方法工程易实现,可移植性高,测向精度高,能够满足宽网格高精度干扰测向的指标要求;
(2)本申请提出的高精度卫星导航装置干扰测向方法,使用了小波基函数估计网格偏差,在测向过程中,通过构造的正弦函数作为小波基函数,采用4096点最小二乘方法计算不同网格导向矢量偏差在小波基函数上的投影系数,通过投影系数估计网格测向误差中的偏差分量,避免了网格误差带来的测向误差。因此,本方法无需存储细密网格导向矢量,在粗网格上也可以得到高精度测向结果;
本申请涉及一种高精度卫星导航装置干扰测向方法,通过网格分解和网格偏差估计实现干扰测向。网格误差是干扰测向的主要误差来源。本申请在干扰测向中,将任意空间导向矢量分解为网格分量与网格偏差分量,对网格偏差分量进行正弦估计,实现了无网格误差的高精度干扰测向。该方法实现干扰测向所需数据量少,实时性好,精度高,能够在粗间隔导向网格的情况下,获得高精度的测向精度。而且该方法工程实现简单,便于模块化,平台间可移植性能好。
(3)本申请提出的高精度卫星导航装置干扰测向方法测向精度高,可以满足高精度测向指标的要求;
(4)本申请提出的高精度卫星导航装置干扰测向方法易于模块化,可移植性能高。
附图说明
本申请的上述和/或附加方面的优点在结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本申请的一个实施例的高精度卫星导航装置干扰测向方法的示意流程图;
图2是根据本申请的一个实施例的干扰测向系统的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
在下面的描述中,阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是,本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一:
如图1所示,本实施例提供了一种高精度卫星导航装置干扰测向方法,该方法适用于卫星导航阵列信号处理装置,该阵列信号处理装置中设置有阵列天线,阵列天线包括N个阵元,N≥4,本实施例中侧干扰测向方法,通过网格分解和网格偏差估计实现干扰测向,网格误差是干扰测向的主要误差来源。在干扰测向中,将任意空间导向矢量分解为网格分量与网格偏差分量,对网格偏差分量进行正弦估计,实现了无网格误差的高精度干扰测向。
该方法具体包括:
步骤1,根据每一个阵元接收到的阵列信号,采用干扰网格遍历测向的方式,依次计算每一个测向干扰对应的测向结果,其中,测向结果包括网格测向结果、第一网格测向误差以及网格偏差估计量以及第二网格测向误差,阵列信号为多路零中频数字阵列信号。
具体的,设定本实施例中阵列天线包括7个阵元,接收到的阵列信号由阵列天线采集空间电磁信号得到,阵列天线采集空间传播的电磁信号,输出7路射频信号,各路射频信号经过下变频、AD、数字滤波后,得到7路零中频数字阵列信号,作为干扰网格遍历测向的方式的输入信号,再通过干扰网格遍历,得到测向干扰的测向结果。
以北半球为例进行干扰测向的说明。
设定以正北方向为水平网格起始位置,以天顶方向为俯仰网格起始位置,以10°为导向矢量网格间隔,将北半球空间进行第一网格(粗网格)划分。对所需接收的卫星导航信号频点依次排序,序号为i,i为正整数且I≥i≥1,每一个i对应一个卫星导航信号频点频率fi。I为卫星导航信号频点最大序号,I为正整数且I≥1,初始卫星导航信号频点对应序号i为1。
采用遍历的方式计算出每个第一网格的网格投影,并将选出投影最大值,作为网格测向结果,并计算对应的第一网格测向误差。之后对投影最大值对应的第一网格进行第二网格(细网格)划分,同样采用遍历的方式,计算每一个第二网格的网格偏差估计量,以及对应的第二网格测向误差,之后根据网格测向结果与网格偏差估计量的和值,进行干扰测向值的计算,得到干扰来向信息DOAf(l):
DOAf(l)=DOAg(l)+DOAc(l)
式中,DOAg(l)为网格测向结果,DOAc(l)为网格偏差估计量,M>l>0,l为正整数,M为测向干扰的个数。
进一步的,本实施例示出一种网格测向结果的计算方法,包括:
步骤11,对阵列天线的接收区域进行第一网格划分,并依次计算每一个第一网格的第一导向矢量,其中,第一导向矢量按照卫星导航信号频点序号、俯仰网格序号、水平网格序号进行标记;
具体的,计算第一导向矢量的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000071
式中,
Figure BDA0002559923140000072
为干扰来向网格
Figure BDA0002559923140000073
对应的第一导向矢量,θ为俯仰网格序号,θ为整数且9≥θ≥0,
Figure BDA0002559923140000074
为水平网格序号,
Figure BDA0002559923140000075
为整数且
Figure BDA0002559923140000076
x,y,z为阵列天线阵元的三维空间坐标矢量,c为光速,fi为第i个卫星导航信号频点对应的频率。
计算出第一导向矢量
Figure BDA0002559923140000077
后,将其按照卫星导航信号频点序号i和网格序号
Figure BDA0002559923140000078
串行固化存储,可存储在卫星导航装置内部存储FLASH中。
步骤12,采用遍历的方式,依次增加俯仰网格序号、水平网格序号,并根据第一导向矢量,计算每一个第一网格的第一网格投影,第一网格投影的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000079
式中,
Figure BDA00025599231400000710
为第一网格投影,β为干扰阵列信号初始化状态为零中频数字阵列信号,
Figure BDA00025599231400000711
为第一导向矢量,
Figure BDA00025599231400000712
为第一导向矢量
Figure BDA00025599231400000713
的转置共轭,(*)-1为矩阵求逆运算,θ为俯仰网格序号,9≥θ≥0,
Figure BDA00025599231400000714
为水平网格序号,
Figure BDA00025599231400000715
具体的,定义测向干扰的干扰来向序号为m,m=1,2,…,M,M为正整数,初始读取网格序号为(0,0)。依照卫星导航装置当前接收的卫星导航信号频点序号i和网格序号
Figure BDA0002559923140000081
读取FLASH存储中对应第一导向矢量
Figure BDA0002559923140000082
并计算第一网格投影
Figure BDA0002559923140000083
其对应的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000084
计算时,可以首先依次增加俯仰网格序号θ,直至其取得最大值9为止,之后再依次增加水平网格序号
Figure BDA0002559923140000085
直至其取得最大值35为止,即可计算出全部第一网格的第一网格投影
Figure BDA0002559923140000086
步骤13,将第一网格投影的最大值,记作网格测向结果,其中,网格测向结果DOAg(m)的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000087
式中,
Figure BDA0002559923140000088
为遍历参数
Figure BDA0002559923140000089
寻找最大值运算。
进一步的,步骤1中第一网格测向误差的计算公式为:
Figure BDA00025599231400000810
式中,δ(m)为第m个测向干扰的第一网格测向误差,m=1,2,…,M,M为测向干扰的个数,δ(0)为第一初始误差,DOAg(m)为第m个测向干扰的网格测向结果。
具体的,根据上述第一网格测向误差δ(m)的计算公式,更新第一网格测向误差δ(m),增加干扰来向序号m,重复上述过程,直到干扰来向序号m的取值等于阵元数量N,本实施例中阵元数量N等于7,或者abs(δ(m))<4,其中,abs(*)为取模运算,得到干扰测向过程中第一网格的网格测向结果和第一网格测向误差。
在上述是实施例的基础上,对投影最大值(网格测向结果)对应的第一网格进行第二网格(细网格)划分,可以采用与上述过程相似的方法计算网格偏差估计量和第二网格测向误差。
为了提高干扰测向的计算精度,在进行第二网格划分之后,构建合适的小波基,采用小波对偏差分量进行小波分解,得到更加准确的拟合结果,以提高干扰测向的准确性。因此,本实施例还示出一种网格偏差估计量的计算方法,包括:
步骤14,对网格测向结果DOAg(m)对应的第一网格进行第二网格划分,并根据第二网格的第二导向矢量和第一网格的第一导向矢量,计算每一个第二网格的网格偏差;
具体的,将网格测向结果DOAg(m)对应网格
Figure BDA0002559923140000091
进行水平方向64等分、俯仰方向64等分,得到4096个第二网格(细密网格),其中,第二网格的俯仰网格序号为θ′,θ′为整数且63≥θ′≥0,第二网格的水平网格序号为
Figure BDA0002559923140000092
为整数且
Figure BDA0002559923140000093
采用与计算第一导向矢量相同的方法计算第二网格的第二导向矢量。
再利用第二导向矢量减去当前第一网格对应的第一导向矢量,得到每一个第二网格的网格偏差
Figure BDA0002559923140000094
本实施例中,将正弦信号作为小波基,所构造正弦信号为sin(t/10),其中,t为时间序号,是正整数,4097>t>0,即时间序号t的取值与第二网格划分的数量相等,该小波基为1×4096矢量。
步骤15,根据网格偏差,计算每一个第二网格的小波投影,并根据小波投影和第一网格测向误差,计算网格偏差估计量,网格偏差估计量的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000095
Figure BDA0002559923140000096
式中,DOAc(m)为第m个测向干扰的网格偏差估计量,
Figure BDA0002559923140000097
为第
Figure BDA0002559923140000098
个第二网格的小波投影,为矩阵,本实施例中包括4096个元素,θ′为第二网格的俯仰网格序号,
Figure BDA0002559923140000099
为第二网格的水平网格序号,
Figure BDA00025599231400000910
为网格偏差,t为时间序号,t=1,2,…,T,T的取值由第二网格的数量确定,sin*(t/10)为小波基函数sin(t/10)的转置共轭,
Figure BDA00025599231400000911
为小波投影
Figure BDA00025599231400000912
的转置共轭。
具体的,使用了小波基函数估计网格偏差,在测向过程中,通过构造的正弦函数作为小波基函数,采用4096点最小二乘方法计算不同网格导向矢量偏差在小波基函数上的投影系数,通过投影系数估计网格测向误差中的偏差分量,避免了网格误差带来的测向误差,在第一网格的基础上,可以得到高精度的干扰测向结果,并且,无需存储第二网格的第二导向矢量。
进一步的,步骤1中第二网格测向误差的计算公式为:
Figure BDA0002559923140000101
式中,E(m)为第m个测向干扰的第二网格测向误差,m=1,2,…,M,M为测向干扰的个数,E(0)为第二初始误差,由第一网格测向误差确定。
具体的,根据第二网格测向误差E(m)的计算公式,更新第二网格测向误差E(m),增加干扰来向序号m,重复上述过程,直到干扰来向序号m的取值等于M。
步骤2,当判定当前的测向结果与测向平均值之间的偏差小于或等于预设阈值时,将测向结果记作测向稳定值,并计算第一预设数量个稳定值的平均值,将平均值记作干扰测向值,其中,预设阈值的取值为3°,测向平均值的计算方法,包括:
将网格测向结果DOAg(m)与对应的网格偏差估计量DOAc(m)进行求和,得到高精度干扰测向结果,即测向和值DOAf(m);
统计当前测向结果对应时刻后的第二预设数量个测向和值,其中,第二预设数量的取值可以为64;
计算统计出的测向结果的平均值,记作测向平均值。
得到测向平均值后,如果当前的测向结果与测向平均值之间的偏差超过3°,则剔除该测向结果,如果不超过3°,则将当前的测向结果作为稳定测向结果,即测向稳定值。
设定第一预设数量的取值为7,将当前的测向稳定值与其之后的7个测向稳定值取平均,得到数据平滑后测向结果,记作干扰测向值,即干扰测向的高精度测向结果。
本实施例中,还可以对干扰测向值进行数理统计分析,统计计算1024个测向结果(干扰测向值)的平均值,得到高精度的干扰来向信息,其中,1024个测向结果包括:当前测向结果前512个测向结果、当前测向结果、当前测向结果后511个测向结果。
进一步的,本实施例还可以对高精度的干扰来向信息进行数据存储,将干扰来向信息按照卫星导航授时信息存储到FLASH存储空间,保存干扰来向时间轨迹。具体方法是,读取干扰测向使用阵列信号中卫星导航信号授时信息,以作为干扰测向结果对应时间标记,按时间标记在前、测向结果在后的顺序,将干扰来向信息存储在卫星导航装置内置FLASH存储空间中。
实施例二:
本实施例中的高精度卫星导航装置干扰测向方法还适用于卫星导航装置,该卫星导航装置包括处理器和存储器,处理器根据如上述实施例中所披露的高精度卫星导航装置干扰测向方法进行干扰测向,存储器用于存储干扰测向过程中的数据,存储器可以为FLASH存储器。
具体的,可以在处理器中设置多个功能单元,如图2所示,7阵元天线阵列采集空间电磁信号得到7路射频信号101经过通道信号处理模块111、112、113、114、115、116、117得到零中频数字信号121、122、123、124、125、126、127,利用存储在FLASH中的导向矢量矩阵131,依次加载网格导向矢量到网格测向模块141,得到网格测向结果151、干扰测向序号161和网格测向误差171,网格测向结果151、干扰测向序号161和网格测向误差171进入网格偏差估计模块181得到网格偏差估计量191,网格测向结果151和网格偏差估计量191进入平滑模块1A1得到平滑测向结果1B1,平滑测向结果1B1进入统计模块1C1得到高精度测向结果1D1,高精度测向结果1D1同干扰测向序号161一同存储到卫星导航装置内置存储FLASH模块1E1中。
以上结合附图详细说明了本申请的技术方案,本申请提出了一种高精度卫星导航装置干扰测向方法,该方法适用于对阵列天线的测向干扰进行计算,阵列天线包括多个阵元,方法包括:步骤1,根据每一个阵元接收到的阵列信号,采用干扰网格遍历测向的方式,依次计算每一个测向干扰对应的测向结果,其中,测向结果包括网格测向结果、第一网格测向误差以及网格偏差估计量以及第二网格测向误差;步骤2,当判定测向结果与测向平均值之间的偏差小于或等于预设阈值时,将测向结果记作测向稳定值,并计算第一预设数量个稳定值的平均值,将平均值记作干扰测向值。通过本申请中的技术方案,避免了网格误差对测向性能的影响,在细密网格上进行小波分解估计,提高了干扰测向的准确性。
本申请中的步骤可根据实际需求进行顺序调整、合并和删减。
本申请装置中的单元可根据实际需求进行合并、划分和删减。
尽管参考附图详地公开了本申请,但应理解的是,这些描述仅仅是示例性的,并非用来限制本申请的应用。本申请的保护范围由附加权利要求限定,并可包括在不脱离本申请保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (9)

1.一种高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,该方法适用于对阵列天线的测向干扰进行计算,所述阵列天线包括多个阵元,所述方法包括:
步骤1,根据每一个所述阵元接收到的阵列信号,采用干扰网格遍历测向的方式,依次计算每一个测向干扰对应的测向结果,其中,所述测向结果包括网格测向结果、第一网格测向误差以及网格偏差估计量以及第二网格测向误差;
步骤2,当判定所述所述测向结果与测向平均值之间的偏差小于或等于预设阈值时,将所述测向结果记作测向稳定值,并计算第一预设数量个稳定值的平均值,将所述平均值记作干扰测向值。
2.如权利要求1所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,所述步骤2中所述测向平均值的计算方法,其特征在于,所述计算方法包括:
统计当前所述测向结果对应时刻后的第二预设数量个测向和值;
计算统计出的测向结果的平均值,记作所述测向平均值,其中,所述测向和值为所述网格测向结果与对应的网格偏差估计量的和值。
3.如权利要求2所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,所述预设阈值的取值为3°。
4.如权利要求1所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,所述步骤1中所述网格测向结果的计算方法,包括:
步骤11,对所述阵列天线的接收区域进行第一网格划分,并依次计算每一个第一网格的第一导向矢量,其中,所述第一导向矢量按照卫星导航信号频点序号、俯仰网格序号、水平网格序号进行标记;
步骤12,采用遍历的方式,依次增加所述俯仰网格序号、所述水平网格序号,并根据所述第一导向矢量,计算每一个所述第一网格的第一网格投影,所述第一网格投影的计算公式为:
Figure FDA0002559923130000011
式中,
Figure FDA0002559923130000012
为所述第一网格投影,β为干扰阵列信号初始化状态为零中频数字阵列信号,
Figure FDA0002559923130000021
为所述第一导向矢量,
Figure FDA0002559923130000022
为所述第一导向矢量
Figure FDA0002559923130000023
的转置共轭,(*)-1为矩阵求逆运算,θ为所述俯仰网格序号,9≥θ≥0,
Figure FDA0002559923130000024
为所述水平网格序号,
Figure FDA0002559923130000025
fi为第i个卫星导航信号频点对应的频率,i=1,2,...,I,I为卫星导航信号频点最大序号;
步骤13,将所述第一网格投影的最大值,记作所述网格测向结果。
5.如权利要求4所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,所述步骤1中所述第一网格测向误差的计算公式为:
Figure FDA0002559923130000026
式中,δ(m)为第m个测向干扰的所述第一网格测向误差,m=1,2,...,M,M为测向干扰的个数,δ(0)为第一初始误差,DOAg(m)为第m个测向干扰的所述网格测向结果。
6.如权利要求4所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,所述步骤1中所述网格偏差估计量的计算方法,包括:
步骤14,对所述网格测向结果DOAg(m)对应的第一网格进行第二网格划分,并根据第二网格的第二导向矢量和所述第一网格的第一导向矢量,计算每一个所述第二网格的网格偏差;
步骤15,根据所述网格偏差,计算每一个所述第二网格的小波投影,并根据所述小波投影和所述第一网格测向误差,计算所述网格偏差估计量,所述网格偏差估计量的计算公式为:
Figure FDA0002559923130000027
Figure FDA0002559923130000028
式中,DOAc(m)为第m个测向干扰的网格偏差估计量,
Figure FDA0002559923130000029
为第
Figure FDA00025599231300000210
个第二网格的小波投影,θ′为第二网格的俯仰网格序号,
Figure FDA00025599231300000211
为第二网格的水平网格序号,
Figure FDA00025599231300000212
为网格偏差,t为时间序号,t=1,2,...,T,T的取值由第二网格的数量确定,sin*(t/10)为小波基函数sin(t/10)的转置共轭,
Figure FDA00025599231300000213
为小波投影
Figure FDA00025599231300000214
的转置共轭。
7.如权利要求6所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,所述步骤1中所述第二网格测向误差的计算公式为:
Figure FDA0002559923130000031
式中,E(m)为第m个测向干扰的所述第二网格测向误差,m=1,2,...,M,M为测向干扰的个数,E(0)为第二初始误差。
8.如权利要求1至7中任一项所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法,其特征在于,所述阵列信号为多路零中频数字阵列信号。
9.一种卫星导航装置,所述卫星导航装置包括处理器和存储器,所述处理器根据如权利要求1至8中任一项所述的高精度卫星导航装置干扰测向方法进行干扰测向,所述存储器用于存储干扰测向过程中的数据。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112240957A (zh) * 2020-10-23 2021-01-19 北京云恒科技研究院有限公司 一种卫星导航干扰测向中天线幅相特性校正方法
CN113075613A (zh) * 2021-03-24 2021-07-06 东南大学 一种卫星移动通信系统中的干扰测向方法
CN113281795A (zh) * 2021-05-06 2021-08-20 国网福建省电力有限公司 基于北斗和超宽带系统中联合稀疏恢复室内定位方法
CN117910283A (zh) * 2024-03-20 2024-04-19 江西红声技术有限公司 测向天线阵的快速检测方法、系统、存储介质及计算机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2012128240A (ru) * 2012-07-04 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Способ обнаружения и пеленгации источников радиоизлучения на одной частоте
CN105549005A (zh) * 2015-11-04 2016-05-04 上海大学 一种基于网格划分的动态目标波达方向跟踪方法
US20160349375A1 (en) * 2013-09-05 2016-12-01 Mbda Uk Limited Geo-location of jamming signals
CN108872926A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 哈尔滨工程大学 一种基于凸优化的幅相误差校正及doa估计方法
CN110673181A (zh) * 2019-08-19 2020-01-10 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) 一种基于网格能量遍历搜索的gnss干扰源定位方法
CN110879380A (zh) * 2019-08-19 2020-03-13 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) 一种基于手机的gnss干扰源定位方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2012128240A (ru) * 2012-07-04 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") Способ обнаружения и пеленгации источников радиоизлучения на одной частоте
US20160349375A1 (en) * 2013-09-05 2016-12-01 Mbda Uk Limited Geo-location of jamming signals
CN105549005A (zh) * 2015-11-04 2016-05-04 上海大学 一种基于网格划分的动态目标波达方向跟踪方法
CN108872926A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 哈尔滨工程大学 一种基于凸优化的幅相误差校正及doa估计方法
CN110673181A (zh) * 2019-08-19 2020-01-10 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) 一种基于网格能量遍历搜索的gnss干扰源定位方法
CN110879380A (zh) * 2019-08-19 2020-03-13 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) 一种基于手机的gnss干扰源定位方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
范广伟;蔚保国;邓志鑫;陈沛林;: "GNSS干扰测向中的自适应阵元标校算法研究" *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112240957A (zh) * 2020-10-23 2021-01-19 北京云恒科技研究院有限公司 一种卫星导航干扰测向中天线幅相特性校正方法
CN112240957B (zh) * 2020-10-23 2023-12-29 北京云恒科技研究院有限公司 一种卫星导航干扰测向中天线幅相特性校正方法
CN113075613A (zh) * 2021-03-24 2021-07-06 东南大学 一种卫星移动通信系统中的干扰测向方法
CN113075613B (zh) * 2021-03-24 2024-01-19 东南大学 一种卫星移动通信系统中的干扰测向方法
CN113281795A (zh) * 2021-05-06 2021-08-20 国网福建省电力有限公司 基于北斗和超宽带系统中联合稀疏恢复室内定位方法
CN113281795B (zh) * 2021-05-06 2023-08-01 国网福建省电力有限公司 基于北斗和超宽带系统中联合稀疏恢复室内定位方法
CN117910283A (zh) * 2024-03-20 2024-04-19 江西红声技术有限公司 测向天线阵的快速检测方法、系统、存储介质及计算机

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Denomination of invention: A high-precision satellite navigation device interference direction finding method

Granted publication date: 20230418

License type: Exclusive License

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Granted publication date: 20230418

Pledgee: Zhongguancun Technology Leasing Co.,Ltd.

Pledgor: Beijing Heng Heng science and Technology Research Institute Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980003388