一种导航信号频域干扰抑制方法及其FPGA实现

针对双频导航接收机在导航战中面临的窄带干扰问题,提出了一种频域抑制压制式窄带干扰的方法,并把该方法应用在军用导航接收机中提高导航系统的抗干扰能力。介绍了基于快速傅里叶变换的干扰抑制算法,并对频域干扰抑制方法进行了加窗、混叠、数字自动增益控制处理等设计处理;考虑实际工程应用情况,在较小资源占用的前提下完成了现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)工程实现。将实现的频域抗窄带干扰工程移植到接收机基带中,完成了抗干扰试验,验证了其抗干扰性能,为导航接收机系统双频抗窄带干扰提供了理论和实际工程应用参考。     

卫星导航接收机时域窄带干扰抑制滤波器设计与性能分析

针对卫星导航接收机时域窄带干扰的有效抑制问题,本文首先给出二阶格型IIR陷波器参数设计方法,通过陷波带宽的定量调整,既可以有效抑制窄带干扰,又可以降低卫星信号的失真;其次推导了二阶IIR格型陷波器相关输出信干噪比改善因子的闭合表达式,该表达式相比干扰抑制后信干噪比的改善,更为直观地反映了陷波器对卫星导航信号的影响。理论分析和仿真实验,二阶格型IIR陷波器相关输出信干噪比改善因子与陷波器的带宽参数有关,而与陷波频率无关,且二阶格型IIR陷波器的性能优于最优线性预测Wiener滤波器、最优线性插值Wiener滤波器、五系数FIR滤波器以及二阶直接型IIR陷波器。      

转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波环的影响研究

本文研究了转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波跟踪环的影响。推导出在存在转发欺骗条件下卫星导航接收机载波跟踪环输出的相位误差公式,分析了不同强度的转发欺骗干扰对卫星导航接收机跟踪环路的作用,得出了使卫星导航接收机跟踪环路失锁转发欺骗干扰所需的最小功率强度。通过试验验证了本文分析结论的正确性。     

GPS接收机码/载波跟踪环技术及其抗干扰能力分析

为了提高GPS接收机的抗干扰能力，美国采取了一系列抗干扰技术措施，其中码／载波跟踪环技术是现代数字GPS接收机普遍采用的技术。本文主要通过分析数字GPS接收机的码／载波跟踪环技术，根据经验法则确定的载波跟踪环（PLL）与码跟踪延迟锁相环（DLL）门限，对采用码／载波跟踪环技术的GPS接收机的抗干扰能力进行分析。     

GPS窄带干扰的压缩感知多级原子库估计

全球定位系统(GPS)窄带干扰抑制常用的方法是用频域变换估计干扰频带,然后用频率内插或外推滤波削弱干扰信号的影响.为缓解在干扰频带探测阶段较高的信号采样率和频域变换所带来的高计算量的压力,提出了一种新的利用多层级原子库进行窄带干扰频带估计的方法.分别研究了多种GPS窄带干扰在傅里叶基、原子库稀疏表示基下用压缩感知重构进行干扰频率估计的方法.用Monte Carlo仿真分析了不同的信噪比、搜索步长和测量值数目条件对压缩感知构造过完备原子库方法进行窄带信号频带估计效果的影响,验证了文中提出方法的有效性.理论分析表明:所提方法与传统频域变换方法相比,具有能够极大减少测量值与计算量的优点.     

卫星扩频通信中一种简化的窄带干扰抑制方法

针对卫星扩频通信中的强窄带干扰，提出了一种基于频域处理的窄带干扰抑制技术。该技术采用了简化的自适应方法估计接收信号中噪声的功率，确定窄带干扰与噪声之间的阂值。通过降低高于阈值的干扰谱线的幅度同时保持这些谱线的相位信息，降低了处理后信号中的干扰能量，使接收信号信噪比大大提高。该窄带干扰抑制算法的复杂度比较小，硬件实现占用的资源较少。     

GPS接收机载波跟踪环设计与分析

针对GPS接收机载波跟踪环环宽与跟踪的动态性能问题,在分析影响GPS信号动态性能的主要参数热噪声、晶振Allan相位噪声、晶振振动相位噪声和动态应力的基础上,通过对不同阶数的锁相环、锁频环跟踪门限分析与仿真,主要解决了如何设计GPS接收机的载波跟踪环路的带宽,并使系统性能达到最佳的问题,即使用环宽为18 Hz的二阶锁相环辅助环宽为10 Hz的三阶锁频环可以跟踪动态范围小于10 g、100 g/s的高动态信号。     

GNSS接收机窄带干扰陷波抑制研究

在GNSS服务过程中,由于卫星与用户之间的距离非常远,地面接收到的卫星导航信号的功率非常小,而用户接收机所处环境是复杂的电磁干扰环境,所以导航信号会受到各种各样的干扰的影响。因此如何减小这些干扰对接收机的影响成为当前卫星导航领域的一个重要发展方向。现代应用中的直接型IIR陷波器、格型IIR陷波器以及改进形式对信号进行时域窄带干扰陷波抑制,可以从理论上分析并实现仿真得出这种方法的可行性。     

窄带干扰对多载波系统定时同步影响的分析

 S&;C算法是基于数据辅助的常用定时同步算法,该算法仅需要一个训练符号,既可用于定时恢复,也可用于载波频率捕获,额外开销小,广泛应用于多载波通信系统中.一般来说,定时估计的性能会受到干扰(如窄带干扰)的影响.分析了窄带干扰信号对多载波系统定时同步的影响,重点分析了窄带干扰情况下S&;C定时估计器的性能、训练数据的漏警概率和虚警概率.     

基于FPGA的窄带干扰抑制算法在GPS中的应用

针对GPS接收机有效信号弱,易受窄带干扰影响的不足,提出了一种基于FPGA的窄带干扰抑制算法的实现方案。该方案以Xilinx公司的Virtex5芯片为硬件平台,采用重叠加窗频域滤波算法和自适应多门限检测技术实现窄带干扰的实时检测和抑制,最后采用重叠相加的方法进行数据输出。测试结果表明,该设计能为GPS接收机提供至少60dB的抗窄带干扰能力。与其他窄带干扰抑制方法相比,收敛速度和信噪比损耗都得到了改善。     

一种改进的高动态GPS载波组合跟踪环路算法

在高动态的接收环境下,GPS接收机接收信号载频上会产生很大的多普勒频移及其变化率,传统的GPS载波跟踪环无法保证可靠的跟踪。在综合分析了常规跟踪方案的利弊后,提出一种新的基于四相鉴频（FQFD）牵引的二阶叉积自动频率控制环（CPAFC）辅助三阶锁相环（PLL）高动态跟踪环路算法。通过美国喷气推进实验室（JPL）高动态载体模型测试表明,该算法在高动态环境下不仅能快速牵入和锁定载波信号,而且在高达100g/s的加加速度作用过程中能持续、精确跟踪,实现导航电文的正常解调。     

Real-time interference detection and mitigation in robust tracking loop of GPS receiver

Spoofing has a vital role in distorting? global positioning system (GPS) signals. In this paper, a plenary anti-spoofing approach based on correlation and adaptive ?Kalman filtering is proposed to distinguish and then diminish spoofing effects. The suggested ?method can be easily implemented in tracking loop of GPS receiver. According to the actual situation, the receiver requires constantly adjusting the system model or filtering parameters. We will study a real-time spoof recognition ?method that has clear certainty by introducing a reliable exhaustive metric. In ?compensation phase, a kind of innovation based Adaptive Extended Kalman Filter (AEKF) is addressed and a new system model is put forward. As a primary step, the proposed technique is ?implemented in software receiver to prove the concept of idea in a multipath-free ?scenario. Three different data sets have been collected to use in the ?performance assessment of the method. The results indicate that the investigated algorithm is ?able to perform a real-time detection and reduce the miss-adjustment of steady-state positioning.     

Mobile GPS carrier phase tracking using a novel intelligent dual‐loop receiver

Carrier phase information is necessary for accurate measurements in global positioning system (GPS) applications. This paper presents a novel intelligent GPS carrier tracking loop with variable‐bandwidth characteristics for fast acquisition and better tracking capability in the presence of dynamic environments. Our dual‐loop receiver is composed of a frequency‐locked loop‐assisted phase‐locked loop structure, the fuzzy controllers (FCs), and the ATAN discriminator functions. The soft‐computing FCs provide the time‐varying loop gains to perform accurate and reliable control of the dual‐loop paradigm. Once the phase dynamic errors become large under kinematic conditions, the fuzzy loop gains increase adaptively and achieve rapid acquisition. On the other hand, when the tracking errors approach zero in the steady state, the loop gains decrease and the corresponding dual‐loop receiver returns to a narrowband system. Four types of carrier phase signals, i.e. phase offset, decaying sinusoidal phase jitter, frequency offset, and frequency ramp offset, are considered to emulate realistic mobile circumstances. Simulation results show that our proposed receiver does achieve a superior performance over conventional tracking loops in terms of faster settling time and wider acquisition range while preventing the occurrence of cycle slips. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于CORDIC算法的GPS载波跟踪环鉴相器的设计

提出了一种实现GPS载波跟踪环鉴相器的方法,该方法采用CORDIC算法来实现用于鉴相的arctan函数.同时,给出了这种基于CORDIC算法的硬件实现的结构和相应的仿真结果.这种算法结构简单,只需要采用加法和移位操作即可,非常易于硬件实现,并且其仿真结果可以达到GPS的要求.     

GPS软件接收机跟踪环路设计

GPS软件接收机跟踪环路的设计在环路参数与鉴相器选择上有很大空间。在分析GPS跟踪原理的基础上．对比码环与载波环不同鉴相器的性能,然后在不同环路参数下对跟踪效果进行了仿真比较,最后选择一组鉴相器并设计合适的环路参数,对实际采集的GPS中频信号进行跟踪,跟踪结果验证了设计环路的有效性。     

GPS软件接收机跟踪环路设计

GPS软件接收机跟踪环路的设计在环路参数与鉴相器选择上有很大空间.在分析GPS跟踪原理的基础上,对比码环与载波环不同鉴相器的性能,然后在不同环路参数下对跟踪效果进行了仿真比较,最后选择一组鉴相器并设计合适的环路参数,对实际采集的GPS中频信号进行跟踪,跟踪结果验证了设计环路的有效性.     

基于载体姿态的GPS信号模拟器

GPS姿态测量技术是根据安装在载体上的多天线阵所确定的基线平面来推算出载体的航向及姿态原理。通过将载体姿态信息反映在其多天线阵接收信号状态上,并形成测姿所用的观测文件,以实现对测姿接收机在各种环境条件下的灵活测试。提出了GPS姿态信号模拟的原理设计方案,同时进行了建模与仿真分析,包括从姿态信号生成模拟、多天线阵定位解算到载体姿态解算的一系列完整过程。仿真结果表明,三维姿态角标准差都在0.2°以下,符合实际情况。     

Novel SREKF-based recurrent neural predictor for narrowband/FM interference rejection in GPS

The GPS provides accurate positioning and timing information that is useful in various applications. A new adaptive neural predictor for GPS jamming suppression applications is proposed. The effective and computationally efficient square-root extended Kalman filter (SREKF) algorithm is adopted to adjust the synaptic weights in the nonlinear recurrent architecture and thereby estimate the stationary and non-stationary narrowband/FM waveforms. Cholesky factorization is employed in Riccati recursion to improve numerical stability because of the propagation of round-off errors in conventional KF equations. The main characteristics of the proposed SREKF-based canceller are their rapid convergence and favorable tracking performance. Simulation results reveal that its SNR improvement factor exceeds the factors of conventional LMS, RLS, ENA and TLFN filters in single-tone CWI, multi-tone CWI, pulse CWI and FM jamming environments, respectively.