[发明专利]GNSS导航卫星信号抗干扰处理方法

说明书

本发明公开的一种GNSS导航卫星信号抗干扰方法，旨在提升卫星导航信号接收系统的抗干扰能力，本发明通过下述技术方案予以实现：GNSS导航卫星射频信号，首先通过模数/数模处理芯片转换为数字中频采样信号，将数字中频采样信号送入信号与数据处理模块，经过数字下变频处理后对得到的I、Q采样数据流进行数据缓存与抽取控制，通过对抽取的I、Q采样数据和其共轭转置的乘积求解统计平均，得到自相关矩阵；再根据功率倒置准则，计算数字波束合成最优权值系数；得到DBF合成处理的I、Q数据；最后将DBF合成后的数字中频信号输入模数/数模处理芯片，进行模拟上变频处理，得到抗干扰处理后的GNSS射频信号送至接收机进行导航定位。

技术领域

本发明涉及信号处理与导航领域，特别涉及一种民用领域卫星导航抗干扰信号处理技术。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)距离地球约2万多公里，到达地球的信号功率很小，从而使得卫星导航信号接收系统很容易受到干扰。在民用领域，随着各种通信系统和无线数据传输系统的不断增加，电磁环境也愈加复杂，尽管这些系统本身可能不在GNSS频段内，但信号的互调产品和带外传输都有可能对GNSS信号的接收造成干扰，从而导致导航精度的降低或者接收机的完全失锁。

目前GNSS接收机系统的抗干扰技术主要包括有:空域自适应滤波技术，时/频域滤波，空时/频滤波自适应滤波技术，直接P码捕获技术，抗多径技术，星上抗干扰技术，组合导航等抗干扰技术等。时域处理技术能处理多个窄带干扰，但对宽带干扰通常效果不佳；频域滤波对窄带干扰抑制可达35dB以上，但对宽带噪音干扰及多个扫频瞄准式噪声干扰无效；空域滤波即是将自适应零陷技术应用于导航终端抗干扰，阵列自适应零陷是将包括多个阵元的天线阵所接收的信号用增益和相位可调的权值进行加权，从而在天线方向图中产生对着干扰方向的零点。在复杂的电磁环境下,采用单一的抗干扰方式已经无法满足接收机的需求。单纯的空域滤波技术是建立在窄带假设基础上，空域滤波算法只能有效抑制窄带干扰，而空时自适应处理(STAP)是通过空时联合处理多阵元(空域)与多个时域接收到的数据，使干扰抑制在空时二维空间中进行。目前没有哪一种抗干扰技术能够解决所有的GNSS干扰问题。针对繁多复杂的导航干扰环境，为了进一步提高GNSS接收机生存能力及使用性能。未来GNSS接收机抗干扰方案必然是多种抗干扰方法的综合使用。

随着我国北斗全球卫星导航系统(BDS)的逐步建立，探索和研究北斗导航系统抗干扰能力提升的方法，具有重要应用和经济价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提升复杂电磁环境下的卫星导航信号接收系统的抗干扰能力，为此本发明提出一种基于自适应阵列信号处理的导航卫星信号抗干扰方法。

本发明的上述目的可以通过如下技术方案予以实现：一种GNSS导航卫星信号抗干扰方法，具有如下技术特征：多阵元天线将接收到的GNSS导航卫星射频信号，首先通过模数/数模(AD/DA)处理芯片转换为数字中频采样信号，AD/DA处理芯片将数字中频采样信号送入信号与数据处理模块，经过数字下变频处理后对I、Q采样数据流进行控制和中频数据缓存抽取控制，其中缓存数据中前1ms用于数据抽取，后1ms缓存数据等待，通过对抽取的I、Q采样数据和其共轭转置的乘积求解统计平均，得到自相关矩阵；再根据功率倒置(PI)准则，计算数字波束合成(DBF)最优权值系数；将DBF权值系数与对应时刻的I、Q采样数据进行复数相乘，得到DBF合成处理的I、Q数据；再将DBF合成后的数字中频信号输入AD/DA处理芯片，进行模拟上变频处理，上变频为GNSS射频信号，并进行功率匹配设置，得到抗干扰处理后的GNSS射频信号送至接收机进行导航定位。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：本发明基于多阵元卫星导航天线，模数-数模转换处理芯片，信号与数据处理模块，GNSS接收机等组成单元。通过AD-DA处理芯片对阵列天线接收到的GNSS射频信号中的一种频率信号的混频处理，同时获得两个频点信号的抗干扰能力；通过设计最大深度缓存队列缓存2ms的数据，权值计算完成后可以实现与对应时刻的采样数据的适配性处理。

附图说明