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        GPS接收機(jī)抗干擾算法的研究與實(shí)現(xiàn)

        2015-05-30 23:43:18楊彥
        中國(guó)新通信 2015年3期
        關(guān)鍵詞:信號(hào)

        楊彥

        【摘要】 由于GPS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))系統(tǒng)的強(qiáng)大功能,使其越來越受到人們的歡迎,人們對(duì)GPS的依賴也在與日俱增。但是在現(xiàn)實(shí)條件下GPS信號(hào)十分微弱,很容易被外界有意和無意的干擾,進(jìn)而不能很好的實(shí)現(xiàn)定位功能。因此,需要在接收端研究一些抗干擾算法,來應(yīng)對(duì)不同的干擾,使GPS信號(hào)能無失真的被我們所用。

        【關(guān)鍵詞】 GPS 信號(hào) 算法研究

        一、功率倒置抗干擾算法

        功率倒置算法屬于空域抗干擾算法,在衛(wèi)星信號(hào)極其微弱的時(shí)候,運(yùn)用功率倒置算法能很好的保證信號(hào)的完整接收,并且在干擾信號(hào)方向上產(chǎn)生零陷。這種算法的核心是使輸出的功率最小。由于干擾信號(hào)功率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于衛(wèi)星信號(hào)的功率,所以在陣元端總是保持一個(gè)陣元系數(shù)為常數(shù),其他陣元接收到的信號(hào)加權(quán)求和后與這一陣元信號(hào)做差,隨著輸出端的實(shí)時(shí)更新,權(quán)值也會(huì)實(shí)時(shí)變化,輸出功率不斷趨近于零。

        功率倒置算法只對(duì)接收到的信號(hào)功率敏感,不會(huì)區(qū)分信號(hào)和干擾,所以這種方法對(duì)弱信號(hào)強(qiáng)干擾的情況效果最佳。并且由于有一陣元支路為常系數(shù),所以不會(huì)產(chǎn)生對(duì)消為零的結(jié)果,總會(huì)有一支路有信號(hào)輸出。

        二、空時(shí)域抗干擾算法

        2.1空時(shí)抗干擾的基本原理

        空時(shí)抗干擾技術(shù)結(jié)合了空域處理技術(shù)和時(shí)域處理技術(shù)的特點(diǎn),解決了時(shí)域中不能將信號(hào)和干擾分離的缺陷,也彌補(bǔ)了僅靠空域?yàn)V波技術(shù)的抗干擾效果差的境況。因?yàn)榭沼蚩垢蓴_在抗干擾過程中有時(shí)候?qū)τ谝粋€(gè)干擾的出現(xiàn)會(huì)在整個(gè)頻帶出現(xiàn)零陷。在復(fù)雜位置的環(huán)境當(dāng)中,空域?yàn)V波技術(shù)往往因?yàn)樽杂啥缺容^低不能很好的應(yīng)對(duì)各種干擾。而時(shí)域上抗干擾效果單一,只是利用時(shí)域信號(hào)的特點(diǎn)來抑制干擾,有時(shí)不能對(duì)時(shí)域特征相似的信號(hào)和干擾加以區(qū)分。

        空時(shí)抗干擾算法的原理是將一維的時(shí)域、空域?yàn)V波推廣到空域、時(shí)域的二維域中,形成空時(shí)二維處理結(jié)構(gòu),如圖所示:

        空時(shí)抗干擾算技術(shù)彌補(bǔ)了前兩種抗干擾技術(shù)的不足,在不增加陣元的前提下,大幅增加了處理的自由度,從而使抗干擾能力明顯增強(qiáng)??諘r(shí)抗干擾技術(shù)為GPS抗干擾領(lǐng)域的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破。

        2.2單星約束算法

        功率倒置算法不需要知道衛(wèi)星的方向信息就可以對(duì)干擾進(jìn)行抑制,但是功率倒置算法也有缺陷,就是對(duì)功率和衛(wèi)星信號(hào)相近的干擾或噪聲不能很好的抑制。而單星約束算法需要的前提是已知衛(wèi)星方向信息。線性約束最小方差波束形成中以f作為對(duì)應(yīng)的約束響應(yīng)矢量來進(jìn)行約束的,單星約束算法則是用單顆衛(wèi)星的空間方向矢量和時(shí)間方向矢量作約束,在后期算法處理中始終將它作為約束條件,這樣處理的結(jié)果就能保證單顆衛(wèi)星的信號(hào)功率與干擾噪聲的功率比始終最大。面對(duì)強(qiáng)干擾的時(shí)候也能產(chǎn)生零陷。(如果篇幅太大的話可把單星約束算法去掉)

        三、總結(jié)

        空域抗干擾算法的特點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)所需要的資源比較少,且抗窄帶干擾的效果好,但由于自由度比較低,因此抗寬帶干擾的效果很差。而空時(shí)抗干擾算由于聯(lián)合了空域和時(shí)域,自由度大為增加,抗干擾的性能比空域法好很多,但是算法復(fù)雜,所需處理的數(shù)據(jù)隨著時(shí)間抽頭數(shù)的增加而急劇上漲,實(shí)現(xiàn)所耗費(fèi)的資源太大。

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