[发明专利]加宽零陷的高动态卫星导航系统干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星导航系统干扰抑制方法。特别是涉及一种用于加宽天线波束在干扰方向上零陷宽度的加宽零陷的高动态卫星导航系统干扰抑制方法。

背景技术

卫星导航系统由人造卫星和地面支撑系统组成，对海、陆、空等领域提供全方位实时三维导航与定位服务，广泛应用于民用和军用领域。在民用方面，接收机载体处于静止状态或低动态运动状态，而在军用方面，很多时候接收机载体的运动速度、加速度及加速度变化率都很大，称之为高动态。随着国防现代化的建设，对高动态环境下飞行体轨迹测试、飞行体导航等的精度、可靠性要求也越来越高。

在卫星导航系统中，由于卫星距离地球很远，接收机接收到的卫星信号十分微弱，无论接收机处于静止、低动态还是高动态环境下，都很容易受到干扰的影响。目前在卫星导航抗干扰技术方面，空域阵列天线处理技术取得了很大的进展。

卫星导航系统抗干扰技术在空域处理领域取得的进展主要有以下几方面：以输出功率最小为准则的零陷形成方法可以不用知道卫星信号来向，只在干扰来向上形成深零陷来抑制干扰；利用卫星信号来向这一先验信息的波束形成算法，能使天线波束在于扰方向上形成零陷的同时在期望信号来向上有一定增益；基于卫星导航系统信号特性的盲自适应波束形成算法仅利用卫星导航系统期望信号的特性就能抑制干扰。但是这些方法都是在接收机处于静止或低动态环境中才能有效地抑制干扰。当接收机处于高动态环境下时，算法的性能就会受到严重影响。这是因为在高动态环境下，卫星导航接收机载体的运动速度一般大于1km/s，在战争中卫星导航接收机载体距离敌方干扰机经常不过几十或几百公里，造成干扰相对于卫星导航接收机的来向变化速度很快，低动态下的抗干扰算法形成的零陷太窄，干扰很容易移出零陷所指方向从而不能被抑制掉。因此，需要研究高动态环境下卫星导航接收机的抗干扰问题。

在高动态环境下，由于接收机载体的高速运动，使得干扰相对于接收机的来向随时间变化，其等效为接收机静止，而干扰处于高速运动状态。对于动态干扰，Alex B.Gershman(亚历克·斯曼)和Johann F.Bohme(约翰尼·伯梅)提出了给Hung-Turner(洪一.特纳)[A.B.Gershman，G.V.Serebryakov，and J.F.Bohme，“Constrained Hung-Turner Adaptive Beam-Forming Algorithm with Additional Robustness to Wideband and Moving Jammers”，IEEE Transactions on Antennas and Propagation，Mar.1996，Vol.44，No.3，Pp.361-366.]、SMI(采样矩阵求逆)[A.B.Gershman，U.Nickel，and J.F.Bohme，“Adaptive Beamforming Algorithms with Robustness Against Jammer Motion”，IEEE Transactions on Signal Processing，July 1997，Vol.45，No.7，Pp.1878-1885.]等算法在干扰来向上加微分约束来加宽天线波束在干扰方向上的零陷，使得算法对干扰的运动稳健。但是这些算法都需要知道期望信号的来向，而在高动态环境下，卫星信号相对于接收机的来向是不断变化的。因此，需要根据高动态环境下信号的特征来提出新的方法来应对高动态环境下卫星导航接收机的干扰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种使卫星导航接收机在高动态环境下能够抑制来向未知且来向不断变化的压制性干扰，从而减小高动态环境下卫星导航接收机对卫星信号的误捕获率的加宽零陷的高动态卫星导航系统干扰抑制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种加宽零陷的高动态卫星导航系统干扰抑制方法，包括以下步骤：

(1)将N(N＞2)元天线阵列接收到的N路射频信号分别下变频为中频信号；

(2)对下变频得到的N路中频信号分别进行A/D转换；

(3)利用步骤(2)得到的N路中频数字信号，根据干扰功率与卫星信号和噪声功率之间的关系获取干扰子空间的正交补空间；

(4)根据微分约束原理计算与微分阶数、阵元位置及干扰子空间相关的新的子空间的正交补空间；