导航战中GNSS信号干扰技术特征研究

卫星导航系统逐渐在各种领域发挥越来越广泛的作用,而卫星导航信号具有易受到干扰的先天性技术软肋.通过分析压制干扰和欺骗干扰的关键特征,提出了未来导航战可能面临的干扰模式及其应对措施,并以阵列天线抗干扰技术为例,重点对其抗干扰效果进行了研究.基于接收机受干扰信号处理的基本流程,仿真分析了不同功率条件下压制干扰和欺骗干扰对接...     

卫星导航电文是GNSS的导航灵魂—— GNSS导航信号的收发问题之四简

卫星导航的实践证明,卫星导航电文是GNSS的导航灵魂.本文主要论述卫星导航电文的主要内容及其作用,供读者深入了解四大系统的卫星导航电文参考.     

GNSS反射信号海洋遥感应用现状分析

介绍了全球范围内开展全球导航卫星系统(GNSS)反射信号学术研讨的情况,梳理了国内外在GNSS反射信号海洋遥感中的应用,就海面风场、海面高度和有效波高,以及海面溢油和海冰探测进行较为全面的描述,分析了各个应用所达到的技术状态,介绍了世界各国或者研究机构的卫星探测计划,对于未来的趋势和关键技术做了初步的探讨。     

GNSS信号多门延迟结构的多径抑制性能分析

多径干扰不具备空间相关性,难以通过差分方法消除,是影响全球导航卫星系统定位精度的关键因素之一。从接收机处理的导航信号受前端带宽限制以及近距离多径干扰更需抑制两个角度出发,提出了一种基于多门延迟(MGD)结构的多径干扰抑制方法,推导了带宽受限时MGD结构的多径误差的数学表达式,以加权和非加权多径误差包络面积最小作为目标函数,优化了该结构中早迟门系数,并以典型导航信号SinBOC(10,5)为例来说明该方法的性能。结果表明:对于SinBOC(10,5),该方法多径误差包络面积小于高分辨率相关器(HRC)方法至少15%;当前端带宽较大时,该方法对于较小和中等延迟的多径信号的抑制能力优于HRC方法。     

利用信号重构的全球导航卫星系统欺骗干扰抑制方法

欺骗式干扰通过发射与真实卫星信号相似的信号误导接收机产生错误的定位结果,具有极大的危害。该文针对转发式欺骗干扰,提出一种基于信号重构的单天线欺骗干扰抑制方法。该方法首先通过参数估计方法估计出欺骗信号载波频率和码相位,然后构建欺骗信号子空间正交投影矩阵以抑制干扰。仿真实验结果表明该方法对欺骗干扰具有良好的抑制效果,能够保障接收机在干扰环境中实现有效定位,并具有较低的运算复杂度。

     

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。     

GNSS干扰及抗干扰技术

全球导航卫星系统(GNSS)提供的低能级射频(RF)导航信号,易受到RF干扰的影响而导致导航精度的降低或者接收机的完全失锁.本文介绍了GNSS干扰的类型、技术手段和实施方式.针对不同干扰所采用的抗干扰技术,分析了其优缺点和适用范围.利用多种抗干扰技术初步设计了一个抗干扰方案.     

适应SAR功能的GNSS接收机待研发 ──GNSS导航信号的收发问题之十六

近年来,全球导航卫星系统相继增添新功能——全球搜寻援救,而拓宽了GNSS信号的应用.自2011年10月以来,Galileo IOV卫星(MEO)已经安设了全球搜救收发设备,开创了全球导航卫星系统增添SA R功能的先河.这就需要研制适应全球搜寻援救需求的GNSS接收机.     

岸基GNSS反射信号有效波高反演研究

在岸基全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)反射信号观测几何关系和GNSS直反射信号协同处理结构的基础上,提出了反射信号相关通道动态适配策略.在所设岸基仿真条件下,5个反射相关通道可接收超过90％以上场景的所有GPS反射信号,为岸基反射信号接收机反射通道数目的...     

GNSS反射信号在沙丘形状探测中的应用

为了拓展全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的应用范围,充分利用多径效应,提出GNSS反射信号进行沙丘形状探测的方法.该方法利用地基探测法,在同一地点架设直射与反射信号的接收天线,实现对地表反射卫星信号的接收.利用解算软件对直射信号和反射信号进行判别和捕获,...     

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。     

基于FPGA的GNSS接收机抗干扰的设计

由于到达地面的GNSS信号很微弱,导致GNSS接收机极易受到干扰。特别是在作战时,敌方发射的强干扰对GNSS接收机影响很大,如果不施以抗干扰措施,接收机将无法正常工作。本文提出了频域——空域联合抗干扰的技术方案,仿真结果表明频域——空域联合抗干扰的算法比频域抗干扰算法和空域抗干扰算法性能更优越,在FPGA中用Verilog语言实现了该联合域抗干扰的算法。     

基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法

压制式干扰和欺骗式干扰是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)面临的最常见且最有威胁的蓄意干扰。该文提出了一种基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法。首先利用子空间技术抑制压制式干扰,然后利用解扩重扩算法获得的加权矢量进行欺骗式干扰识别和抑制,最后对无干扰信号再次使用解扩重扩技术形成指向真实卫星的高增益多波束。仿真结果证明所提方法可以同时抑制压制式干扰和欺骗式干扰。该方法不需要卫星来向信息,对阵列流形误差稳健。     

开关电源的电磁干扰抑制（下）

用于差模/对称衰减的扼流圈 图4给出了装在电源内部的RS 522-0,5型差模扼流圈的效果。可以明显看出,在100KHz以下频段,离散的开关频率的谐波成分被显著地降低了,而这正是差模干扰的典型频段,RS500和RS600一类的扼流最适合对付这类干扰。虽然设计目标是为了抑制差模,但是这类扼流圈还具有一定的共模抑制功能。在2MHz以上,辐射电平的减小就是共模衰减起作用的结果。     

基于软件无线电的GNSS干扰和多径监测系统设计

针对干扰和多径导致全球导航卫星系统(GNSS)不能精确、安全和可靠地提供位置、速度和时间服务等问题,分析了研制GNSS干扰和多径监测系统的意义,介绍了当前干扰和多径常用的检测方法,设计了一套针对当前四大导航系统(美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo和中国BDS)各信号带内以及附近频率的干扰和多径监测系统.系统基于软件无线电(SDR)思想,采用模块化设计,具有良好的功能扩展性和配置灵活性.根据不同干扰的特点,结合实际应用改进了其检测算法:采用能量阈值法检测不同形式的压制式干扰,采用基于捕获多相关峰法判别欺骗式干扰,采取基于最大似然准则的多径估计延迟锁定环(MEDLL)技术估计多径信号的参数.实验结果表明系统能够有效检测各种干扰和多径信号的存在,使用户获取其特征参数,为干扰源的定位、查处、排除、规避以及多径信号的抑制提供决策依据.     

GNSS CBOC信号快速无模糊度捕获算法研究

新型CBOC导航信号的自相关函数存在多个过零点和侧峰,因此其捕获更具挑战性。针对CBOC信号提出了一种基于FFT的快速无模糊度捕获方法,该方法利用两路正交的本地亚载波消除了CBOC信号自相关函数的多峰特性,并采用了基于FFT的并行捕获结构来加速导航信号的捕获。此外,针对CBOC信号是一种时域组合BOC信号的特性,给出了所提方法的BOC(1,1)型、非相干CBOC型和相干CBOC型接收机的模型,并分析对比了其性能。仿真结果表明所提的并行SCPC方法能快速正确地捕获CBOC信号,且其相干CBOC型接收机比另外两种接收机具备更优的性能。此外,相比BPSK-like方法,所提方法最大能有1dB-Hz的性能提升。      

不受控于美国的全球导航卫星系统—GNSS

数字同步网设备的原始定时参考的相当部分来自于授时接收机,而我国采用较多的仍是单一的ＧＰＳ接收机,ＧＰＳ受控于美国国防部,这就有可能使我国受制于人,处于被动局面。为此我们建议采用全球导航卫星系统———ＧＮＳＳ（ＧＬＯＢＡＬＮＡＶＩＧＡＴＩＯＮＳＡＴＥＬＬＩＴＥＳＳＹＳＴＥＭ）为自己留出空间,以防万一。１ＧＮＳＳ１９９６年,美国、俄罗斯、欧洲和日本决定在１９９８～１９９９年期间采用一套被称为ＧＮＳＳ的用于地球同步卫星的增强型卫星系统。它包括美国的宽区域增强型系统（ＷＡＡＳ）、欧洲的欧洲全球导航卫星…     

GNSS伪距单点定位及其实现──GNSS卫星导航定位方法之一

GNSS伪距单点定位,是一种较简易且非常实用的卫星导航定位方法,用户只需使用一台GNSS信号接收机,就能够全天候、全天时和全球性地测量运动载体的7维状态参数,本文简要地论述了GNSS伪距单点定位的基本原理及其实现。     

一种GNSS信号捕获中的比特压缩与重构方法

在全球导航卫星系统(GNSS)双模接收机的信号捕获过程中,采用"多段匹配滤波器(MMF)+快速傅里叶变换(FFT)"的方式实现信号的时频二维搜索,采用非相干累加算法以提高捕获灵敏度,这2种算法在硬件实现中需要占用大量的存储资源。由于现场可编程门阵列(FPGA)芯片的存储资源有限,本文提出了一种比特压缩方法,极大地降低了非相关累加后的随机存取存储器(RAM)资源,比特重构方法对压缩数据做还原处理,保证了数据的精确度。该方法只对强信号的非相干累加结果做压缩,对弱信号结果不做压缩处理。仿真结果表明,该算法在满足0.9的检测概率,0.01的虚警概率下,节省了0.64 Mbit的RAM资源。     

基于信号分离估计理论的GPS多径抑制算法

信号多径效应是全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差的主要来源之一.虽然差分技术可以提高导航系统的定位精度,但由于参考站和用户所处的地理环境不同,因此差分GPS系统仍然不能消除由于卫星信号多径所引起的定位误差.根据GPS多径信号模型的特点,本文提出了一种基于信号分离估计理论的GPS时延估计算法.该算法在信号时延未知情况下,先估计出信号的载波频率,然后根据估计得到频率,利用信号分离估计理论估计信号时延.仿真结果表明,该方法具有很好的估计精度,能够准确的估计出信号时延和频率,有效地抑制信号多径.当存在多径时,本文方法效果明显好于常规方法,并在大多数情况下优于常用的窄带相关算法.