CN117471497B - 一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法。所述方法包括:利用输出信号和导航信号设计时域自适应抗干扰迭代式,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到时域自适应抗干扰迭代式;计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,对抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号。采用本方法能够提高导航抗干扰精度。
Description
技术领域
本申请涉及导航信号抗干扰技术领域,特别是涉及一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法。
背景技术
卫星导航增强系统是近年来卫星导航系统建设的热点问题,通过提升信号的落地功率来增强抗干扰和高精度的性能。目前,国内外正以迅猛的态势开展低轨导航系统的测试论证和发射布局工作,未来将形成多个低轨导航增强星座的新局面。在传统信号场景下,信号功率远弱于噪声和干扰。低轨导航增强系统通常能够提升导航信号10dB~30dB的落地电平。当信号功率增强后,卫星导航接收机自适应抗干扰算法可能会将增强后的信号识别为干扰并进行抑制。传统抗干扰方式无法满足卫星导航增强的实际需求。时域抗干扰是卫星导航系统用户端和空间段接收机的常用抗干扰算法,可用于窄带干扰抑制,具有实现简单、计算复杂度低等优势。卫星导航功率增强对时域抗干扰的研究主要体现在传统时域抗干扰在导航增强环境下的不适用,可适用于传统信号场景和卫星导航增强环境的高性能时域抗干扰方法研究较少。
在卫星导航功率增强背景和无干扰条件下,时域抗干扰会将功率增强后的导航信号识别为干扰并进行抑制,造成无干扰时段内的信号损耗。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高导航抗干扰精度的卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法。
一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法,所述方法包括:
获取卫星导航接收机数字下变频后输出的导航信号、干扰和噪声;根据导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号;利用抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵,根据抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号;
利用输出信号和导航信号设计时域自适应抗干扰迭代式,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式;
计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,对抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号。
在其中一个实施例中,根据导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号,包括:
根据导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号为
;
其中,、/>和/>分别为导航信号、干扰和噪声,/>表示输入数据的序号。
在其中一个实施例中,利用抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵,包括:
利用抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵为
;
其中,N表示滤波器的长。
在其中一个实施例中,根据抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号,包括:
根据抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号为
;
其中,表示抽头输入矩阵,/>表示滤波器权向量,/>表示滤波器的长,/>表示滤波器系数的序号,/>表示第/>个输入数据,/>表示第k个滤波器系数。
在其中一个实施例中,根据输出信号和导航信号设计滤波器权向量迭代式,包括:
根据输出信号和导航信号设计滤波器权向量迭代式为
;
其中,表示滤波器权向量,/>表示迭代次数,/>表示自适应收敛步长,/>表示抗干扰前基带信号,/>表示导航信号,/>表示输出信号,/>表示输出信号与期望信号之间的误差信号,上标/>表示取共轭。
在其中一个实施例中,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式,包括:
导航增强背景下有干扰时,导航信号远小于干扰功率,对自适应算法迭代效果的影响可以忽略,故时域自适应抗干扰迭代式在有干扰条件下简化为
;
导航增强背景下无干扰时,导航信号功率高于甚至远大于噪声功率,可以用输入信号等效期望信号,故时域自适应抗干扰迭代式在无干扰条件下简化为:
;
抗干扰滤波器系数通常存在8Bit及以上的量化位宽,因此远小于/>,故时域自适应抗干扰迭代式在无干扰条件下简化为
;
综合得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法迭代公式为
;
其中,表示滤波器权向量,/>表示迭代次数,/>表示自适应收敛步长,/>表示抗干扰前基带信号,/>表示输出信号,上标/>表示取共轭。
在其中一个实施例中,计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,包括:
计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差为
;
其中,表示自适应收敛步长,/>为总的抽头输入功率,/>表示LMS算法额外均方误差稳态值,/>表示最小均方误差。
在其中一个实施例中,对抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号,包括:
对抗干扰均方误差进行分析,当导航信号增强后,抗干扰均方误差增大,需要降低总抽头输入功率,故对抗干扰滤波器的线性结构进行约束,得到约束结果为
;
其中,表示第/>个滤波器系数,/>表示第个滤波器系数,上标/>表示取共轭,/>为量化位宽,/>表示最大量化值。
在其中一个实施例中,总抽头输入功率为
;
其中,表示补零矩阵中的第/>个元素,N表示滤波器的长,/>表示第个输入数据,/>表示第/>个滤波器系数。
在其中一个实施例中,补零矩阵为
;
其中,表示补零矩阵中的元素,N表示滤波器的长。
在其中一个实施例中,利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号为
;
;
其中,表示抽头输入矩阵,/>表示时域自适应抗干扰方法迭代公式,/>表示补零矩阵,/>表示滤波器系数的序号,N表示滤波器的长,/>表示补零矩阵中的元素,/>表示滤波器系数。
上述一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法,首先利用输出信号和导航信号设计时域自适应抗干扰迭代式,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式,通过考虑卫星导航功率增强背景下导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系来设计时域自适应抗干扰方法迭代公式可以使得导航功率增强背景下导航信号的抗干扰性能能够自适应当前时域的变化,进一步提高导航抗干扰的精度,计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,对抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号,通过对滤波器权向量两侧补零来降低导航信号增强后的实际总抽头输入功率进而降低了抗干扰均方误差,提高了抗干扰输出信号的精度,导航增强背景下导航信号损耗大幅减小,与现有卫星导航时域抗干扰方案相比,可以适应于卫星导航增强,有干扰的场景。与现有抗干扰方法相比,算法适应场景多,导航增强背景下导航信号损耗大幅减小,解决了卫星导航增强背景下传统时域抗干扰将导航信号识别为干扰并抑制的问题。
附图说明
图1为一个实施例中一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法的流程示意图;
图2为一个实施例中抗干扰前后频谱图对比示意图;图2(a)为抗干扰前频谱图,图2(b)为利用本方法进行抗干扰后的频谱图;
图3为一个实施例中利用传统方法进行抗干扰后的频谱图;
图4为一个实施例中无干扰场景的本申请的抗干扰方法性能示意图;图4(a)为无干扰场景的不同信噪比条件下载噪比增益图,图4(b)为无干扰场景的不同采样率条件下载噪比增益图;
图5为另一个实施例中有干扰场景的本申请的抗干扰方法性能示意图;图5(a)为有干扰场景的不同信噪比条件下载噪比增益图,图5 (b)为有干扰场景的不同采样率条件下载噪比增益图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法,包括以下步骤:
步骤102,获取卫星导航接收机数字下变频后输出的导航信号、干扰和噪声;根据导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号;利用抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵,根据抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号。
步骤104,利用输出信号和导航信号设计时域自适应抗干扰迭代式,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式。
假设卫星导航接收机数字下变频后输出的导航信号、干扰和噪声互不相关,分别为、/>和/>,其中干扰为带限高斯白噪声。抗干扰前基带信号即为:
;
假设长滤波器的抽头输入矩阵为:
;
滤波器权向量为:
;
则时域滤波器抗干扰后的输出为:
;
抗干扰滤波器的输出信号与期望信号/>之间存在误差信号/>:
;
原型时域自适应抗干扰方法的迭代公式为:
;
其中,是自适应收敛步长。
根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,在有干扰和无干扰时分别将导航信号功率与干扰功率和噪声功率进行对比,导航增强背景下有干扰时,导航信号远小于干扰功率,其对自适应算法迭代效果的影响可以忽略,导航增强背景下无干扰时,导航信号功率高于甚至远大于噪声功率,可以用输入信号等效期望信号,同时抗干扰滤波器系数通常存在8Bit及以上的量化位宽,因此抗干扰前基带信号远小于输出信号,在考虑这些因素下设计出的时域自适应抗干扰方法迭代公式可以使得导航功率增强背景下导航信号的抗干扰性能能够自适应当前时域的变化,进一步提高导航抗干扰的精度。
步骤106,计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,对抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号。
在无干扰导航增强背景下应用现有抗干扰技术,导航信号功率接近噪底电平,甚至高于噪声功率,接收机会将导航信号识别为干扰并进行抑制根据LMS算法额外均方误差稳态值与最小均方误差计算得到抗干扰均方误差,从抗干扰均方误差中可以知道假定接收机热噪声和干扰环境保持稳定,当导航信号增强后,抗干扰均方误差增大,因此需要降低总抽头输入功率,本申请基于总抽头输入功率降低的实际需求和滤波器量化位宽固定的硬件基础,对卫星导航信号功率增强背景下的时域自适应抗干扰滤波器结构进行改进,在原型抗干扰滤波器基础上约束抗干扰滤波器的线性结构,并约束中间抽头为最大量化值,由于滤波器系数呈现从中间到两边逐渐下降的趋势,中间抽头具有影响抗干扰输出的最大权重,两侧抽头对输入信号的加权结果较小。为减小实际总抽头输入功率,对滤波器权向量两侧补零来降低导航信号增强后的实际总抽头输入功率进而降低了抗干扰均方误差,其中抗干扰输出信号的计算时,对滤波器权向量两侧补零即利用补零矩阵对时域自适应抗干扰方法迭代公式进行补零,进而提高抗干扰输出信号的精度,导航增强背景下导航信号损耗大幅减小,与现有卫星导航时域抗干扰方案相比,可以适应于卫星导航增强,有干扰的场景。
上述一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法中,首先利用输出信号和导航信号设计时域自适应抗干扰迭代式,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式,通过考虑卫星导航功率增强背景下导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系来设计时域自适应抗干扰方法迭代公式可以使得导航功率增强背景下导航信号的抗干扰性能能够自适应当前时域的变化,进一步提高导航抗干扰的精度,计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,对抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号,通过对滤波器权向量两侧补零来降低导航信号增强后的实际总抽头输入功率进而降低了抗干扰均方误差,提高了抗干扰输出信号的精度,导航增强背景下导航信号损耗大幅减小,与现有卫星导航时域抗干扰方案相比,可以适应于卫星导航增强,有干扰的场景。与现有抗干扰方法相比,算法适应场景多,导航增强背景下导航信号损耗大幅减小,解决了卫星导航增强背景下传统时域抗干扰将导航信号识别为干扰并抑制的问题。
在其中一个实施例中,根据导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号,包括:
根据导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号为
;
其中,、/>和/>分别为导航信号、干扰和噪声,/>表示输入数据的序号。
在其中一个实施例中,利用抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵,包括:
利用抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵为
;
其中,N表示滤波器的长。
在其中一个实施例中,根据抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号,包括:
根据抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号为
;
其中,表示抽头输入矩阵,/>表示滤波器权向量,/>表示滤波器的长,/>表示滤波器系数的序号,/>表示第/>个输入数据,/>表示第k个滤波器系数。
在其中一个实施例中,根据输出信号和导航信号设计滤波器权向量迭代式,包括:
根据输出信号和导航信号设计滤波器权向量迭代式为
;
其中,表示滤波器权向量,/>表示迭代次数,/>表示自适应收敛步长,/>表示抗干扰前基带信号,/>表示导航信号,/>表示输出信号,/>表示输出信号与期望信号之间的误差信号,上标/>表示取共轭。
在其中一个实施例中,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式,包括:
导航增强背景下有干扰时,导航信号远小于干扰功率,对自适应算法迭代效果的影响可以忽略,故时域自适应抗干扰迭代式在有干扰条件下简化为
;
导航增强背景下无干扰时,导航信号功率高于甚至远大于噪声功率,可以用输入信号等效期望信号,故时域自适应抗干扰迭代式在无干扰条件下简化为:
;
抗干扰滤波器系数通常存在8Bit及以上的量化位宽,因此远小于/>,故时域自适应抗干扰迭代式在无干扰条件下简化为
;
综合得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法迭代公式为
;
其中,表示滤波器权向量,/>表示迭代次数,/>表示自适应收敛步长,/>表示抗干扰前基带信号,/>表示输出信号,上标/>表示取共轭。
在其中一个实施例中,计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,包括:
计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差为
;
其中,表示自适应收敛步长,/>为总的抽头输入功率,/>表示LMS算法额外均方误差稳态值,/>表示最小均方误差。
在其中一个实施例中,对抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号,包括:
对抗干扰均方误差进行分析,当导航信号增强后,抗干扰均方误差增大,需要降低总抽头输入功率,故对抗干扰滤波器的线性结构进行约束,得到约束结果为
;
其中,表示第/>个滤波器系数,/>表示第个滤波器系数,上标/>表示取共轭,/>为量化位宽,/>表示最大量化值。
在其中一个实施例中,总抽头输入功率为
;
其中,表示补零矩阵中的第/>个元素,N表示滤波器的长,/>表示第个输入数据,/>表示第/>个滤波器系数。
在具体实施例中,由于滤波器系数呈现从中间到两边逐渐下降的趋势,中间抽头具有影响抗干扰输出的最大权重,两侧抽头对输入信号的加权结果较小。为减小实际总抽头输入功率,应在中间抽头两侧补零。本申请通过滤波器抽头在中间抽头两边补3个零:
。
在其中一个实施例中,补零矩阵为
;
其中,表示补零矩阵中的元素,N表示滤波器的长。
在其中一个实施例中,利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号为
;
;
其中,表示抽头输入矩阵,/>表示时域自适应抗干扰方法迭代公式,/>表示补零矩阵,/>表示滤波器系数的序号,N表示滤波器的长,/>表示补零矩阵中的元素,/>表示滤波器系数。
在具体实施例中,如图2所示,图2(a)为导航增强信号抗干扰前的频谱图,图2(b)为本发明方法抗干扰后的频谱图,图3为传统方法抗干扰后的频谱图。如图所示,由于导航增强提高了导航信号的地面电平,导航信号功率大于噪底功率。现有时域抗干扰方法会对强导航信号进行滤除,高于噪底的信号特征明显消失。本申请仍然保留了强信号特征,抗干扰导致的导航信号损耗较小。
图4是无干扰场景的本发明抗干扰方法性能。如图4(a)所示,当采样率为80MHz,载噪比从40dB·Hz到80dB·Hz时,本申请相对现有方法的载噪比增益从0值附近逐渐增加到5dB·Hz,说明本申请在弱信号场景可以保持与传统方法相近的抗干扰性能,在导航增强背景下的抗干扰性能远高于现有方法。图4(b)展示了不同采样率下的载噪比增益,载噪比为75dB·Hz,本申请的抗干扰后载噪比始终为现有方法的正向增益,且随着采样率的增加而增长。
图5是有干扰场景的本发明抗干扰方法性能。图5(a)和图5(b)分别展示了在不同导航信号强度和采样率下的本申请抗干扰性能,载噪比增益均在0值附近,且最大载噪比损耗不超过1dB·Hz,大大提高了导航信号抗干扰精度。
应该理解的是,虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法,其特征在于,所述方法包括:
获取卫星导航接收机数字下变频后输出的导航信号、干扰和噪声;根据所述导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号;利用所述抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵,根据所述抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号;
利用所述输出信号和导航信号设计时域自适应抗干扰迭代式,根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对所述时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式;
计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,对所述抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号;
根据卫星导航功率增强背景下的导航信号功率与干扰功率和噪声功率的大小关系对所述时域自适应抗干扰迭代式进行化简,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰迭代式,包括:
导航增强背景下有干扰时,导航信号远小于干扰功率,对自适应算法迭代效果的影响可以忽略,故时域自适应抗干扰迭代式在有干扰条件下简化为
;
导航增强背景下无干扰时,导航信号功率高于甚至远大于噪声功率,可以用输入信号等效期望信号,故时域自适应抗干扰迭代式在无干扰条件下简化为:
;
抗干扰滤波器系数通常存在8Bit及以上的量化位宽,因此远小于/>,故时域自适应抗干扰迭代式在无干扰条件下简化为
;
综合得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰方法迭代公式为
;
其中,表示滤波器权向量,/>表示迭代次数,/>表示自适应收敛步长,/>表示抗干扰前基带信号,/>表示输出信号,上标/>表示取共轭。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号,包括:
根据所述导航信号、干扰和噪声叠加计算得到抗干扰前基带信号为
;
其中,s(n)、j(n)和n(n)分别为导航信号、干扰和噪声,表示输入数据的序号。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,利用所述抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵,包括:
利用所述抗干扰前基带信号构建滤波器的抽头输入矩阵为
;
其中,N表示滤波器的长。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号,包括:
根据所述抽头输入矩阵和滤波器权向量计算得到时域滤波器抗干扰后的输出信号为
;
其中,表示抽头输入矩阵,/>表示滤波器权向量,/>表示滤波器的长,/>表示滤波器系数的序号,/>表示第/>个输入数据,/>表示第k个滤波器系数。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述输出信号和导航信号设计滤波器权向量迭代式,包括:
根据所述输出信号和导航信号设计滤波器权向量迭代式为
;
其中,表示滤波器权向量,/>表示迭代次数,/>表示自适应收敛步长,/>表示抗干扰前基带信号,/>表示导航信号,/>表示输出信号,/>表示输出信号与期望信号之间的误差信号,上标/>表示取共轭。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差,包括:
计算卫星导航功率增强背景下的抗干扰均方误差为
;
其中,表示自适应收敛步长,/>为总的抽头输入功率,/>表示LMS算法额外均方误差稳态值,/>表示最小均方误差。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述抗干扰均方误差进行分析,以降低总抽头输入功率为前提对抗干扰滤波器的线性结构进行约束并利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号,包括:
对所述抗干扰均方误差进行分析,当导航信号增强后,抗干扰均方误差增大,需要降低总抽头输入功率,故对抗干扰滤波器的线性结构进行约束,得到约束结果为
;
其中,表示第/>个滤波器系数,/>表示第/>个滤波器系数,上标/>表示取共轭,/>为量化位宽,/>表示最大量化值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述总抽头输入功率为
;
其中,表示补零矩阵中的第/>个元素,N表示滤波器的长,/>表示第个输入数据,/>表示第/>个滤波器系数。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述补零矩阵为
;
其中,表示补零矩阵中的元素,N表示滤波器的长。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
利用预先构建的补零矩阵对滤波器权向量两侧补零后与时域自适应抗干扰方法迭代公式进行点乘计算,得到卫星导航功率增强背景下的时域自适应抗干扰后的输出信号为
;
;
其中,表示抽头输入矩阵,/>表示时域自适应抗干扰方法迭代公式,/>表示补零矩阵,/>表示滤波器系数的序号,N表示滤波器的长,/>表示补零矩阵中的元素,/>表示滤波器系数。
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