[发明专利]一种卫星导航信号的多波束抗干扰方法

权利要求书

1.一种卫星导航信号的多波束抗干扰方法，其特征在于包括下列步骤：

接收信号，包括：接收来自N_s颗卫星的卫星导航信号；

使用k-means聚类算法生成自适应波束的波束指向；

根据所述自适应波束的波束指向，使用自适应波束算法生成波束加权矢量；以及

根据波束加权矢量生成卫星导航信号的波束响应。

2.根据权利要求1所述的卫星导航信号的多波束抗干扰方法，其中使用k-means聚类算法生成自适应波束的波束指向包括下列步骤：

读取N_s个卫星导航信号的来向(θ_ns，φ_ns)以作为信号来向数据点，其中θ_ns表示所述来向的俯仰角，φ_ns表示所述来向的方位角；

设定自适应波束的数目为N，其中N＜N_s；

从N_s个信号来向数据点中随机选择N个，以作为N个聚类中心；

分配信号来向数据点，其中将N_s个信号来向数据点分配至欧式距离最短的聚类中心，以将信号来向数据点分成N类；

计算平均误差，其中计算来向数据点与所分配的欧式距离最短的聚类中心的平均误差；

更新聚类中心，其中计算第n类来向数据点的平均值，以作为聚类中心，其中1≤n≤N；

重复所述分配信号来向数据点、计算平均误差和更新聚类中心的步骤直至两次平均误差的值相等，并且输出N个聚类中心，第n个聚类中心表示为(θ_n，φ_n)；以及

以N个聚类中心(θ_n，φ_n)作为N个自适应波束的指向，其中θ_n表示所述指向的俯仰角，φ_n表示所述指向的方位角。

3.根据权利要求2所述的卫星导航信号的多波束抗干扰方法，其中接收信号还包括：在k时刻接收信号x(k)，所述信号x(k)包括N_s个来向为(θ_ns，φ_ns)的卫星导航信号、N_j个来向为(θ_nj，φ_nj)的干扰信号以及噪声信号，所述信号x(k)表示为下式：

其中，a(θ_ns，φ_ns)表示第n_s个卫星导航信号的来向矢量，a(θ_nj，φ_nj)表示第n_j个干扰信号的来向矢量，θ表示所述来向矢量的俯仰角，φ表示所述来向矢量的方位角，s_ns(k)表示k时刻第n_s个卫星导航信号，j_nj(k)表示k时刻第n_j个干扰信号，并且n₀(k)表示k时刻的噪声信号。

4.根据权利要求3所述的卫星导航信号的多波束抗干扰方法，其中根据所述自适应波束的波束指向，使用自适应波束算法生成波束加权矢量包括下列步骤：

使用MVDR方法约束波束加权矢量w，其中第n个自适应波束的波束加权矢量w_n的MVDR方法目标函数表示为下式：

R_XX＝E{x(k)x^H(k)}

其中，R_XX表示k时刻接收的信号x(k)的自相关矩阵，a(θ_n，φ_n)表示第n个自适应波束的指向矢量；以及

根据所述目标函数建立拉格朗日函数以计算w_n，表示为下式：