GPS／INS组合导航抗干扰研究

目前GPS／INS制导已成为精确制导武器的核心。本文根据GPS导航的特点及GPS／INS制导机理，分析了压制式干扰对GPS接收机的影响以及自适应调零天线对抗GPS干扰的有效性，最后分析了采用调零天线技术的GPS／INS组合式导航对抗干扰的有效性。     

基于M码的GPS干扰技术

由于拦阻式干扰对功率需求过大,会带来硬件实现及干扰平台生存问题,同时全球定位系统（GPS）抗干扰技术（如功率倒置阵算法、天线自适应调零技术、组合导航技术等）的使用,会极大降低传统干扰技术的干扰效能。为解决上述问题,从技术角度出发,针对GPS干扰和抗干扰技术特点,选择点频干扰、同速率伪码干扰和相关伪码干扰三种具有代表性的干扰样式进行理论分析及干扰效能评估。     

自适应调零GPS导航系统抗干扰性能仿真

对自适应调零GPS导航系统的抗干扰性能进行了系统建模仿真与评估,此项抗干扰技术基于功率倒置算法。仿真结果表明,对于加装自适应调零装置的GPS导航系统,在抗干扰的过程中无需识别干扰信号来向,其抗干扰容限可达90 d B左右;对于干扰方,由于受功率、带宽的限制,单站压制式干扰的方式在实际工程中无法实现,对该系统的干扰必须采用多站干扰的方式来实现。     

一种基于多阵元天线的GPS抗欺骗干扰方法

首先在研究GPS欺骗干扰特性的基础上,寻找转发欺骗干扰和自主生成式欺骗干扰的共同特点;其次,利用多阵元接收天线的DBF技术和RAIM算法,提出一种针对GPS欺骗干扰的抗干扰方法;最后,通过试验验证该方法的可行性.试验证明该抗GPS欺骗干扰的方法针对性强,对抗欺骗干扰效果较好,可应用于民用和军用GPS接收机抗干扰当中.     

PI算法在GPS抗干扰圆形天线阵中的应用

随着GPS的广泛应用,出现了各种各样的干扰措施,为了能使GPS接收机正常工作,提出了许多抗干扰方法,其中自适应天线抗干扰尤为有效,功率反演(PI)算法能够使天线阵产生指向干扰方向的波束零陷,从而达到抗干扰的目的。推导了圆形天线阵中的信号向量表示方式,并且将功率反演算法应用于圆阵之中。仿真结果表明,应用功率反演算法的自适应天线阵不适为一种有效的GPS抗干扰方法。     

GPS接收机抗压制干扰技术研究

压制干扰信号是GPS接收机面临的最主要的RF干扰，本文分析了压制干扰信号对GPS接收机的干扰机理和GPS接收机的抗压制干扰能力，随后介绍了一种用于加强GPS接收机抗压制干扰能力的自适应技术实现方案．     

卫星导航用户终端多阵元抗干扰天线空间特性分析与研究

为解决卫星导航用户终端多阵元抗干扰天线缺少空间特性数据支撑、实际电磁环境因素考虑较少等问题，设计实现了基于功率倒置的空频自适应调零仿真算法，通过数学仿真和实际实验相结合的方式分析了不同干扰信号与导航信号间夹角、不同干扰信号间夹角、不同干扰信号来向以及超自由度干扰对多阵元抗干扰天线的影响。研究表明，抗干扰天线在抑制干扰信号的同时也会抑制附近入射的卫星导航信号；干扰信号不同来向对抗干扰天线影响较大；干扰源间夹角不同，输出的信干噪比也存在明显差异，在一定范围内，夹角越小，干扰效果越差；超自由度干扰条件下，多阵元抗干扰天线的抗干扰能力将严重恶化，干扰功率仅需达到抗干扰处理的启动门限，即能消耗多阵元抗干扰天线的自由度。     

基于LCMV的卫星导航多波束形成抗干扰技术

自适应调零天线是有效提高卫星导航接收机抗干扰性能的重要措施,具有十分重要的应用价值和发展前景。研究了一种基于LCMV准则的自适应波束形成算法,对均匀线阵和面阵都做了算法仿真和性能分析,仿真结果表明:该算法能更好地抑制多个干扰信号、保留期望信号,大大提高了卫星导航接收机的抗干扰性能。最后针对该算法的工程实现边界条件进行了分析,并提出了两种解决方案。     

宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟

近年来全球导航卫星系统(GNSS)抗干扰技术逐渐成为研究热点,在抗干扰研究中,宽带干扰背景下的多阵元卫星导航信号模拟发挥着至关重要的作用。为了提高抗干扰研究效率,通过Matlab模拟的方法研究了卫星导航软件接收机入口数字中频信号的模拟问题。根据信干噪比进行功率控制,分别对卫星导航信号、干扰信号和噪声信号进行建模,计算阵列天线带来的延时,最后模拟了宽带干扰背景下阵列天线的卫星信号并设计了图形用户(GUI)界面。在模拟完成后,将信号输入到抗干扰算法的研究系统进行测试,解决了抗干扰研究中复杂的干扰信号源模拟问题,提高了抗干扰研究的工作效率,同时验证了本研究的实用性和正确性。     

基于调零天线的无人机抗导航干扰方法

针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。     

一种通用的GPS多类干扰抑制方法

欺骗式干扰、压制式干扰、卫星多径信号干扰是GPS最常见的,也是最有威胁的干扰。本文针对这三种干扰共存的情况,将子空间技术和低副瓣常规波束形成技术相结合,提出了一种通用的抗干扰算法。该算法能够同时抑制欺骗式干扰、压制式干扰和卫星多径信号干扰,并对GPS信号提供信号处理增益。本文还分析了欺骗式干扰和GPS卫星信号的相关特性,针对不同的相关性,提出分别采用协方差矩阵特征值分解和高分辨相干子空间估计方法来计算干扰子空间。仿真结果表明本文方法可以同时抑制多类干扰,保证接收机能够准确捕获到卫星信号。      

GPS接收机抗干扰性能仿真研究

从压制式干扰对GPS信号捕获的影响和对GPS信号跟踪的影响2个方面分析了对GPS接收机实施干扰的可行性;进行了GPS干扰性能仿真,建立了P码GPS接收机、P码GPS信号和GPS下行信道的数学模型和仿真模型;对单载波干扰信号、阶梯波扫频干扰信号和噪声调频干扰信号下P码GPS接收机的抗干扰容限进行了仿真实验,并给出了实验结果,最后对抗干扰容限仿真实验结果进行了分析。     

Mitigation of Multipath Effects Based on a Robust Fractional Order Bidirectional Least Mean Square (FOBLMS) Beamforming Algorithm for GPS Receivers

Consideration on positioning and location services among the public has been increasing in the recent years with their applications in most of the anticipating milieus such as automobile navigation system etc. This insists for a development of high recitation global navigation satellite system such as global positioning system (GPS). Multipath effects, interference, signal jamming etc. are the major sources of error influencing the performance of the GPS receiver. Literature presents many of the multipath mitigation techniques. Among them, adaptive processing technology based beamforming algorithms appears a viable solution for multipath mitigation. The least mean square (LMS) beamforming algorithms were sensitive to dynamic environments thus affecting the accuracy of GPS. In this paper, an adaptive beamforming algorithm called fractional order bidirectional least mean square (FOBLMS) algorithm is proposed to mitigate the multipath effects and to conceal the jammer signal in a GPS receiver. The FOBLMS is an integration of the fractional calculus and bidirectional least mean square algorithm. The effectiveness of the proposed algorithm is validated using the bit error rate and experimentation gain results over the existing beamforming algorithms. Experimental results demonstrated that the performance of the proposed beamforming algorithm is better than LMS algorithm with maximal relative antenna gain of 28.92 dB, 32.84 dB for two and four element antenna arrays at ??60° and 10°, direction of arrivals respectively. The outcome of this work would be useful for developing a robust technique for multipath mitigation in GPS receivers.

     

对GPS接收机的一种新宽带压制干扰样式分析

针对单频连续波干扰极易通过频域滤波加以抑制,而宽带连续阻塞式干扰又存在干扰效率低下的问题,提出脉冲连续波这种新的宽带梳状拦阻式干扰样式。根据C/A码、P(Y)码和M码信号功率谱特点分别设置脉冲连续波的干扰频率覆盖范围。以码跟踪误差作为干扰效果评估指标,对不同干扰环境下采用窄带非相干延迟锁定环的GPS接收机码跟踪性能进行仿真分析。仿真结果表明:脉冲连续波干扰对不同伪随机噪声码(PRN)编号和副载波调制相位下的C/A码和M码信号影响是不同的,在相同干信比(JSR)条件下,脉冲连续波的干扰效果要优于宽带高斯噪声和匹配谱干扰。     

GPS自适应抗干扰算法及其FPGA实现

射频干扰会严重影响GPS接收机的工作，导致接收机无法跟踪锁定有用信号，从而无法精确导航定位。而自适应天线是一种有效的抗干扰措施。文中分析了GPS接收机在接收信号的过程中易受到干扰的原因，提出了一种有效的自适应抗干扰算法，并在Ahera公司的Stratix系列芯片中实现了该算法。     

一种基于核的GPS空时自适应抗干扰方法

针对GPS接收系统的空时自适应抗干扰技术,分析目前基于FROST阵列处理的最小均方算法LMS(FLMS)算法,提出一种基于核方法的FLMS算法(Kernel FLMS,KFLMS).通过对空时自适应STAP和算法的建模,研究了KFLMS算法的性能.系统仿真表明,KFLMS算法不仅能抑制大于阵元个数的多个宽、窄带干扰,而且使接收机整体抗干扰能力达到70dB左右,比FLMS算法效果更优.     

极化对GPS干扰效果影响分析

为获得良好的GPS干扰效果,干扰信号应与GPS接收机天线极化方式相匹配。首先用腔模理论分析了GPS接收机圆极化微带天线各个方向上的场结构,推导出其侧面的极化特性。对干扰信号从不同方向进入GPS接收机天线的干扰效果进行了分析。在此基础上利用镜像原理分析了GPS接收机天线载体对不同极化方式的干扰信号影响。通过试验结果证实了上述分析。最终给出合理的干扰天线极化方式。     

一种应用于GPS抗干扰的改进LCMV算法

研究了一种基于LCMV算法的自适应波束形成算法。结合GPS卫星信号的特点将该算法应用于GPS接收机的抗干扰系统中。文中对该自适应算法进行了推导和Matlab仿真,并使之与LCMV算法的仿真效果作比较,结果表明,该算法能更好地抑制干扰、保留期望信号。     

功率倒置算法在北斗抗干扰天线系统中的应用

为解决北斗导航接收机干扰功率强、有效信号弱的不足,提出了一种基于功率倒置自适应算法的抗干扰设计方案。该方案以自适应天线系统为平台,采用FPGA处理器Virtex5芯片实现自适应算法,根据最小均方误差原则迭代计算功率倒置的最优权值并产生加权输出。测试结果显示：功率倒置算法在干扰形式、干扰方向未知的情况下能够有效抑制干扰,为北斗导航接收机提供最高50dB的抗干扰能力。