CN113093227A - 一种卫星导航接收机抗干扰的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种涉及卫星导航抗干扰技术领域的基于信道均衡技术的卫星导航接收机抗干扰的处理方法，在输入的M个信号通道中，选取一个信号通道作为参考通道，除参考通道外，M个信号通道中的其它信号通道能够采用添加时域均衡器的措施，与参考通道的信道特性相匹配；该抗干扰的处理方法能够有效解决传统的空时抗干扰处理算法中存在的，计算量大，系统复杂度高，干扰抑制实时性差，卫星信号载噪比降低等问题。

Description

一种卫星导航接收机抗干扰的处理方法

技术领域

本发明涉及卫星导航抗干扰技术领域，尤其是涉及一种基于信道均衡技术的卫星导航接收机抗干扰的处理方法。

背景技术

由于卫星导航信号发射功率小，到达接收机时信号很弱，且工作频段固定、公开，极易受到有意或无意的干扰，从而导致系统性能下降甚至失效，因此，提高卫星导航接收机的抗干扰能力至关重要；

针对卫星导航抗干扰技术，国内外都开展了大量的研究；空域滤波技术因其可自适应的在空间形成指向干扰的零陷，既可抗宽带干扰，又可抗窄带干扰，计算量小，实现简单，因而获得了广泛的应用；而随着研究的深入，近年来人们将研究的重点转向空时自适应信号处理(STAP，Space Time Adaptive Processing)的办法，该方法是在空域滤波器的基础上在每个阵元后面增加N个时域抽头；STAP算法相比单纯的空域滤波性能有了明显的提高，然而其计算复杂度也随之增加，对于M个阵元N个时域抽头的STAP，需要进行MN×MN维的矩阵处理，运算量大，复杂度高，干扰抑制实时性差，且随着抽头数目增加，通道带宽变窄，导致卫星信号载噪比下降。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种卫星导航接收机抗干扰的处理方法，能够有效解决传统的空时抗干扰处理算法中存在的，计算量大，系统复杂度高，干扰抑制实时性差，卫星信号载噪比降低等问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种卫星导航接收机抗干扰的处理方法，在输入的M个信号通道中，选取一个信号通道作为参考通道，除参考通道外，M个信号通道中的其它信号通道能够采用添加时域均衡器的措施，与参考通道的信道传输特性相匹配；由于宽带信号通过不同通道传输时，其幅度和相位均会发生改变，这里指的传输特性相匹配就是指均衡后的信号幅度和相位与参考通道趋于一致。

进一步，增加时域均衡器的通道数目和进入系统的宽带干扰数目相同；

参考通道能够任选其一，正常使用时所有通道存在的干扰数目相同，例如都有1个干扰，则只需要1个通道增加时域均衡器，都有2个干扰，则需要有2个通道增加时域均衡器。

进一步，每个增加有时域均衡器的信号通道，其时域均衡器的抽头数目由硬件设计与参考通道的信道匹配特性决定；具体为：通过元器件筛选办法提高各通道一致性，并根据硬件实现时各通道的幅度和相位一致性的好坏度决定抽头数目，各通道的幅度和相位的一致性越差，抽头数越多。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明公开的卫星导航接收机抗干扰的处理方法，通过采用时域均衡技术，在不降低系统抗干扰能力的前提下，降低了传统空时抗干扰处理的运算量和系统复杂度，降低了抗干扰处理所需的计算延迟，从而提高了干扰抑制的实时性；减小了传统空时抗干扰处理对卫星信号的恶化效应，维护了导航信号的完好性，能够便于由传统空时抗干扰算法经修改实现，方便易实施。

附图说明

图1是空域滤波原理示意框图；

图2是空时滤波原理示意框图；

图3是时域均衡器原理示意框图；

图4是本发明基于信号均衡的抗干扰方法原理示意框图。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进，本发明并不局限于下面的实施例；

如图1的空域滤波原理示意框图所示，传统的空域滤波技术是用到达角来区分信号的，输入的各通道信号送入自适应抗干扰算法模块，自适应抗干扰算法通过调整各个通道的加权系数，在干扰来向形成零陷，从而达到滤除干扰的目的，既可以消除窄带干扰，又可以消除宽带干扰，M个阵元最多可消除M-1个干扰；

随着研究的深入，人们发现当信号带宽增大时，空域滤波的性能会下降，达不到预期效果；研究发现，通过在每个输入通道上增加时域抽头，联合送入自适应抗干扰算法进行抗干扰处理，就可以达到较好的滤除干扰的目的，这就是空时抗干扰处理算法；如图2的空时滤波原理示意框图所示，每个阵元后面增加N个时域抽头，计算量相当于将M路输入变成了MN路输入，计算量大幅度增加，且随着抽头数目增加，通道带宽变窄，导致卫星信号载噪比下降严重；

随着信号带宽增大，空域滤波性能下降的原因是滤波器的设计误差和信道特性的变化，无法实现理想的传输特性，而时域均衡器是对信道传输系统特性进行补偿的有效手段，时域均衡器原理示意框图如图3所示；

显然，空时滤波比空域滤波的效果好，是因为其每个通道增加的时域抽头相当于给每个通道增加了一个时域均衡器，从而改善了信道传输特性；假若信道传输特性是理想的，则其抗干扰效果和空域滤波就是等价的，在进行抗干扰处理时，只需要选择一路作为参考通道，其它通道的信道传输特性和参考通道匹配即可，因此，参考通道不需要增加时域抽头，这就避免了因为增加时域抽头，造成通道带宽变窄，信号载噪比下降的问题；

由于各通道的传输特性不尽相同，因此各通道的时域抽头数目可以不同，能达到与参考通道相匹配即可，抽头数目与硬件实现时各通道的幅度和相位一致性相关，若各通道的幅度和相位一致性做的好，则抽头数目较少就可达到较好效果；若各通道的幅度和相位一致性做的差，则抽头数目需要相应增加才能达到同样的效果；由于宽带信号现有技术难以做到各通道幅度和相位一致，故均需增加时域均衡器，通过元器件筛选等办法可以提高通道一致性，所以抽头数目可根据硬件实现情况进行相应调整；由于在实际应用中，各通道的幅度和相位一致性不易简单量化，所以抽头数目需在硬件上通过常规手段进行调试确定，同时，增加时域均衡是为了弥补硬件导致的差异，如果硬件状态固定了，那么就可以按照行业内的经验值来确定抽头数了；

而且对窄带干扰，通常无需增加均衡器即可达到较好的抗干扰效果，因此，保证增加时域均衡器的通道数目和进入系统的宽带干扰数目相同即可；若系统工作环境不存在宽带干扰，则无需添加时域均衡器，如果只有一个宽带干扰，只需在其中一个信号通道上增加时域抽头即可；

如图4的基于信号均衡的抗干扰方法原理示意框图所示，以4阵元抗干扰系统为例，4阵元有3个自由度，最多可抗3个干扰；若空时抗干扰算法抽头数为5，则需要进行20×20维的矩阵运算；如果需要抗1个宽带和2个窄带干扰，则基于信号均衡的抗干扰方法只需要在其中一路最多有5个抽头，即可达到空时抗干扰算法的处理效果，总处理路数为1+5+1+1＝8，进行8×8维的矩阵运算即可达到空时算法的抗干扰效果；若需要抗3个宽带干扰，则基于信号均衡的抗干扰方法需要在3个通道增加数，各通道的抽头数量分别为N、Q、P，其取值取决于硬件设计效果，且满足1≤N，Q，P≤5,总处理路数为1+N+Q+P,最多需进行16×16维矩阵运算即可达到和空时抗干扰算法同样的抗干扰效果。

应当指出，以上所述具体实施方式是对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明；任何熟悉本技术领域的技术人员依据本发明的技术方案及其发明构思，做出若干参数变更、变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种卫星导航接收机抗干扰的处理方法，其特征在于：在输入的M个信号通道中，任意选取一个信号通道作为参考通道，其它信号通道通过添加时域均衡器，与参考通道的信道传输特性相匹配，且相匹配的程度需达到在均衡后，其它信号通道信号幅度和相位与参考通道趋于一致。

2.根据权利要求1所述的卫星导航接收机抗干扰的处理方法，其特征是：增加时域均衡器的通道数目和进入系统的宽带干扰数目相同。

3.根据权利要求2所述的卫星导航接收机抗干扰的处理方法，其特征是：每个增加有时域均衡器的信号通道，其时域均衡器的抽头数目由硬件设计与参考通道的信道匹配特性决定，具体为：通过元器件筛选办法提高各通道一致性，并根据硬件实现时各通道的幅度和相位一致性的好坏度决定抽头数目，各通道的幅度和相位的一致性越差，抽头数越多。

Images