[发明专利]基于分数阶伪Wigner-Ville分布的卫星导航接收机干扰检测方法

权利要求书

1.基于分数阶伪Wigner-Ville分布的卫星导航接收机干扰检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：射频信号接收：通过天线采集BDS-B1I信号r_RF(t)；

步骤2：采用GNSS干扰机生成干扰信号η_RF(t)加载到BDS-B1I信号，得到待分析的信号，其表达式如下：

y_RF(t)＝r_RF(t)+η_RF(t) (1)

步骤3：使用连接GNSS接收机天线的射频电缆将卫星导航接收信号传输至GNSS信号采集器进行处理，将采集的BDS-B1I信号用USB电缆线传输到GNSS接收机进行处理；

步骤4：GNSS接收机读取长度为n的数据流，读取的数据可用下列公式表示：

y＝[y₁，y₂，y₃，…，y_n]^T (2)

步骤5：对GNSS接收机读取的数据流y进行希尔伯特变换获得从而将接收到的实信号转换成解析信号，公式如下：

公式(3)中，j为虚根单位；

步骤6：在GNSS接收机中取分数阶数p＝0计算解析信号y_a(t)的分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform，FrFT)，其公式如下：

公式(4)中，F_p(·)表示FrFT运算，K_p(u，t)表示FrFT的积分核，积分核函数不仅为(u，t)的函数，同时还与分数阶数p有关；其中，K_p(u，t)可表示如下：

公式(5)中，

公式(5)中，α＝pπ/2，表示时频面的旋转角度；

公式(5)中，当α＝2nπ或α＝(2n±1)π时，K_p(u，t)表现为冲击响应；

通过FrFT后得到1×n矩阵型数据F_p(u)_1*n；

步骤7：在伪Wigner-Ville分布(Pseudo Wigner-Ville Distribution，PWVD)中采用高斯窗函数，用PWVD处理FrFT后的信号F_p(u)_1*n，公式如下：

公式(6)中，是y_a(t)在分数阶数为p条件下的FrFT，*表示共轭运算；

公式(6)中，h(t)表示时域上的窗函数，其满足广义时间带宽积准则，可表示如下：

公式(7)中，代表了信号在最小时间带宽积(Time-Bandwidth Product，TBP)准则下的高斯窗函数；

公式(7)中，最优窗函数h(t)可以表述为窗函数的-p阶FrFT；

公式(7)中，和分别代表时间宽度和带宽；

运用FrPWVD方法得到相应的n×n型变换域矩阵数据FrPWVD(u，v)_n*n；

步骤8：运用最小二乘法来拟合变换域(u，v)矩阵数据FrPWVD(u，v)_n*n的峰值点，从而获得连接峰值点的拟合直线l；

步骤9：计算峰值点连线l与变换域u坐标轴的夹角α，若夹角α与90°角的偏差E大于ε，则回到步骤6将FrFT的分数阶数p增加Δp，重复步骤6至步骤9；其中，偏差E的计算公式为：

E＝|α-90|/90 (8)

步骤10：若夹角α与90°角的偏差小于ε，则认为FrPWVD(u，v)_n*n的结果是在最优分数阶数p下获得的准确结果，此时确定峰值点连线与变换域u轴的交点坐标m；

步骤11：通过最优分数阶数p和交点坐标m即可估计GNSS扫频干扰信号的调频率和初始频率。

2.根据权利要求1所述的基于分数阶伪Wigner-Ville分布的卫星导航接收机干扰检测方法，其特征在于，在GNSS干扰检测处理中所接收的信号是采用单天线采集的。