[发明专利]一种北斗卫星导航抗干扰系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是一种北斗卫星导航抗干扰系统，以及一种北斗卫星导航抗干扰系统的抗干扰处理方法。

背景技术

卫星导航系统是由空间星座部分、地面监控部分和用户接收设备三大部分组成，具备定位、导航、高精度授时功能的系统，其广泛应用于航海、航空、测量、测绘、精密定位等行业领域。卫星导航系统的空间星座部分由分布在不同轨道平面上的多颗卫星组成，以保证地面接收机在任一时刻、覆盖范围内的任一地点都可以接收到足够数量的卫星信号，并通过解算得到接收机的位置、速度和时间等信息。

目前，全球卫星导航系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS，中国的北斗系统，以及欧洲的GALILEO系统。

图1是传统GNSS接收机的组成原理框图。传统GNSS接收机通常分为天线单元和接收单元两大部分。天线单元，也叫天线前端，它的作用是，由天线将空间中的导航卫星电磁波信号转换为电信号；输出的射频模拟信号经由射频电路将其放大、下变频、滤波、模数转换，输出数字中频信号。其中，下变频是指将卫星波段的信号(频率一般为1GHz到2GHz)降到几MHz至几十MHz的中频信号，中频信号才可以做进一步的信号处理。滤波部分为一个带通滤波器，其作用是将带外噪声滤除。模数转换是将经过下变频和滤波后的中频模拟信号转变为数字信号，数字信号才可以做进一步的数字信号处理。接收单元对天线单元输出的数字中频信号进行基带处理，继而进行导航定位的解算，以得到用户接收机的位置、速度和时间等信息。基带处理单元一般是数字电路，主要包括相关器、中频载波生成、码时钟生成等部分。

随着卫星导航应用的日益普遍，用户对接收机终端可靠性和抗干扰能力的要求也逐步提高。接收机在进行信号接收、传输和处理的过程中不可避免的引入了一些干扰信号，这些干扰信号可能来自于自然的干扰，也可能来自人为干扰。如果干扰信号的幅度大于有用信号的幅度，真实的卫星导航信号将被埋没在干扰信号中。一旦进入接收机的混合信号达不到后续载波跟踪环以及码跟踪环所要求的载噪比，接收机将无法正常工作。或者虚假的卫星信号以强于真实卫星信号的形式，让接收机锁定错误的卫星信号，就会解算出虚假的导航数据。以上所述这些情况，都将直接影响到导航定位的精度。如何将这些干扰信号滤除，进而加强接收机系统的抗干扰能力，具有十分重要的意义，也是接收机系统需要解决的一个关键问题。

和接收机有用信号带宽相比较，我们可以将干扰信号分为带外干扰和带内干扰。一般在接收机的天线和前端加入带通滤波器，用来抑制带外的干扰信号。但是如果带外干扰信号足够强，接收机天线和前端滤波电路不足以将其抑制，后续的基带信号处理和导航解算仍将受到很大的影响。同时，带内干扰也会带来诸多问题。为了降低干扰信号对卫星导航信号以及解算过程造成的不利影响，图2给出了一种带有抗干扰处理模块的GNSS接收机的组成原理框图，其中采用了抗干扰处理模块，用于抑制接收机通道内的干扰信号，信号在接收机内部从一个电路到另一个电路的行进中，必然产生时间延迟。而波道时延的不稳定性，中频信号的相位抖动和接收天线的相位中心漂移，会导致测量精度的损失，进而影响导航定位精度。更重要的是，硬件电路复杂程度的提高，将导致额外的信噪比损失(大约几dB)，接收机的电磁兼容性也将随之下降，进而降低接收机的抗干扰能力。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种北斗卫星导航抗干扰系统，该系统去掉了传统的抗干扰GNSS接收机中抗干扰处理模块和基带处理模块之间的频率变换部分，将天线单元电路和接收单元电路合二为一，能有效简化电路，降低电路板的复杂度、成本和功耗，提高接收机工作效率，同时减少信号的信噪比损失，提高接收机的电磁兼容性以及抗干扰能力。本发明还提供一种北斗卫星导航抗干扰系统的抗干扰处理方法。

本发明的技术方案是：

一种北斗卫星导航抗干扰系统，包括天线单元和接收单元，其特征在于，所述天线单元和接收单元是一体化结构，包括依次连接的天线、射频电路、抗干扰处理模块、基带处理模块和导航解算模块；所述抗干扰处理模块置于射频电路和基带处理模块之间，其输入端连接射频电路，输出端连接基带处理模块；所述抗干扰处理模块上集成有转换电路，射频电路输出的数字中频信号通过抗干扰模块对干扰信号进行抑制后直接进入基带处理模块的输入端；所述转换电路用于完成比特数，采样频率以及数字中频频率的转换功能；

所述抗干扰处理模块和基带处理模块之间没有频率变换部分。