[发明专利]一种GPS干扰检测方法

摘要

本发明公开了一种GPS干扰检测方法，包括步骤：一、射频信号x(t)接收；二、求取射频信号x(t)的协方差矩阵R_xx；三、对协方差矩阵R_xx进行酉变换，得到酉变换后的实数矩阵R_l；四、接收机首先求取实数矩阵R_l的逆矩阵然后求取矩阵的m次方，得到五、根据MUSIC算法构造空间谱函数；六、计算干扰波达方向角本发明方法步骤简单，运算量小，能够快速、准确地得到GPS干扰波达方向角，适用范围广，实用性强，便于推广使用。

主权项

一种GPS干扰检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、射频信号接收：接收机通过天线阵接收射频信号x(t)；步骤二、求取射频信号的协方差矩阵，具体过程如下：步骤201、接收机对射频信号x(t)进行下变频，变为中频信号；步骤202、接收机对中频信号进行采样，得到采样时刻n对应的采样值矩阵x(n)；步骤203、接收机根据公式:$R_{\mathrm{xx}}\≈\frac{1}{\mathrm{sn}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{sn}}{\mathrm{\Σ}}}x\left(n\right)x^H\left(n\right)---\left(1\right)$计算采样值矩阵x(n)的协方差矩阵R_xx，公式(1)中，sn为快拍数，x^H(n)为x(n)的共轭转置矩阵；步骤三、接收机根据公式：$R_l=Q^H{R}_{\mathrm{xx}}Q+{\left(Q^{*}\right)}^H{R}_{\mathrm{xx}}^{*}{Q}^{*}---\left(2\right)$对协方差矩阵R_xx进行酉变换，得到酉变换后的实数矩阵R_l；公式(2)中，Q为维数为ML×ML的酉变换矩阵，Q^H为Q的共轭转置矩阵，Q^*为Q的共轭矩阵，(Q^*)^H为Q^*的共轭转置矩阵，为R_xx的共轭矩阵，M为所述天线阵的阵元数，L为所述天线阵的抽头数；当ML为偶数时$Q=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}I& \mathrm{jI}\\ F& -\mathrm{jF}\end{array}\right]---\left(3\right)$公式(3)中，I为维数为[ML/2]×[ML/2]的单位矩阵，F为维数为[ML/2]×[ML/2]的反对角置换矩阵；当ML为奇数时$Q=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{ccc}I& 0& \mathrm{jI}\\ \stackrel{\‾}{0}& \sqrt{2}& \stackrel{\‾}{0}\\ F& 0& -\mathrm{jF}\end{array}\right]---\left(4\right)$公式(4)中，I为维数为[(ML‑1)/2]×[(ML‑1)/2]的单位矩阵，F为维数为[(ML‑1)/2]×[(ML‑1)/2]的反对角置换矩阵，为维数为1×[(ML‑1)/2]的全零行向量；步骤四、接收机首先求取实数矩阵R_l的逆矩阵然后求取矩阵的m次方，得到矩阵其中，m为正整数；步骤五、接收机根据MUSIC算法构造空间谱函数：$P_l=\frac{1}{{\tilde{a}}^H\left(\mathrm{\θ}\right)R_l^{-m}\tilde{a}\left(\mathrm{\θ}\right)}---\left(5\right)$公式(5)中，θ为射频信号x(t)的入射角，为的共轭转置矩阵，a(θ)为θ的空时导向矢量且为Kronecker积的符号，a_s(θ)为θ的空域导向矢量且a_s(θ)＝[1e^‑jφ… e^{‑j(M‑1)φ}]^T，φ为所述天线阵的空间相位且φ＝2πdsinθ/λ，d为所述天线阵的阵元间的距离，λ为射频信号x(t)的波长；a_t(θ)为θ的时域导向矢量且为所述天线阵的时间延时且f_t为多普勒频率且v_r为所述天线阵的径向速度分量，T′为时间抽头的时延；步骤六、接收机根据公式：${\widetilde{\mathrm{\θ}}}_l=\arg \underset{\mathrm{\θ}}{\min }\frac{1}{P_l}---\left(6\right)$计算得到干扰波达方向角