基于角跟踪环路的GNSS天线阵接收机盲波束形成方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115616628A(43)申请公布日2023.01.17(21)申请号202211519949.3(22)申请日2022.11.30(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人吴健唐小妹倪少杰黄龙林红磊刘哲肖志斌(74)专利代理机构长沙国科天河知识产权代理有限公司43225专利代理师李杨(51)Int.Cl.G01S19/37(2010.01)G01S19/21(2010.01)G01S19/24(2010.01)G01S3/14(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图1页(54)发明名称基于角跟踪环路的GNSS天线阵接收机盲波束形成方法(57)摘要本申请涉及一种基于角跟踪环路的GNSS天线阵接收机盲波束形成方法。所述方法包括：将逆矩阵与数字基带阵列信号进行相乘处理，得到干扰抑制后的数字基带信号；构造本地复制伪码信号，将每个阵元对应的干扰抑制后的数字基带信号与本地复制伪码信号进行计算，得到相关累加值矢量；根据角跟踪环路方法和相关累加值矢量进行跟踪处理，利用得到的导航信号DOA参数构造阵列权矢量，对阵列权矢量进行加权处理，得到阵列加权输出信号。采用本方法能够增强导航信号方向的波束。CN115616628ACN115616628A权利要求书1/3页1.一种基于角跟踪环路的GNSS天线阵接收机盲波束形成方法，其特征在于，所述方法包括：获取GNSS天线阵接收机接收的阵列天线接收信号；将所述阵列天线接收信号经过射频前端处理，得到数字中频阵列信号，对所述数字中频阵列信号进行数字下变频，得到数字基带阵列信号；获取所述数字基带阵列信号的阵列协方差矩阵进行矩阵变换，并对阵列协方差矩阵进行矩阵变换，得到逆矩阵；将所述逆矩阵与数字基带阵列信号进行相乘处理，得到干扰抑制后的数字基带信号；构造本地复制伪码信号，将每个阵元对应的干扰抑制后的数字基带信号与所述本地复制伪码信号进行相关累加运算，得到相关累加值矢量；利用角跟踪环路方法对所述相关累加值矢量进行跟踪处理，得到导航信号DOA参数，根据所述导航信号DOA参数构造阵列权矢量，对所述阵列权矢量进行加权处理，得到阵列加权输出信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字基带阵列信号为其中，，表示第n个阵元对应的基带数字信号，表示基带GNSS信号，表示GNSS信号传输时延，表示噪声矢量，表示均匀线阵的阵列导向矢量，表示GNSS信号的入射方向角，表示信号波长，表示阵元间距，Q表示干扰个数，表示第q个干扰信号入射方向角。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将每个阵元对应的干扰抑制后的数字基带信号与所述本地复制伪码信号进行相关累加运算，得到相关累加值矢量，包括：将每个阵元对应的干扰抑制后的数字基带信号与所述本地复制伪码信号进行相关累加运算，得到相关累加值矢量为其中，表示逆矩阵，表示本地复制伪码信号，,和分别表示伪码时延、多普勒频率和载波相位估计值，表示干扰抑制后的数字基带信号，表示卫星导航信号相关累加值，表示码相位估计误差，表示相关累加后的噪声分量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用角跟踪环路方法对所述相关累加值矢2CN115616628A权利要求书2/3页量进行跟踪处理，得到导航信号DOA参数，包括：利用稀疏恢复方法进行当前时刻导航信号DOA参数的初始估计，得到导航信号DOA参数的初始估计值；构造当前时刻观测的DOA值两侧对称位置的参考导向矢量，根据所述参考导向矢量和当前时刻的相关累加矢量进行相关，得到相关值；根据所述相关值构建角度误差鉴别器，利用所述角度误差鉴别器进行误差估计，根据估计得到的误差对初始估计值进行修正，得到下一时刻的导航信号DOA参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用稀疏恢复方法进行当前时刻导航信号DOA参数的初始估计，得到导航信号DOA参数的初始估计值，包括：将当前阵列天线接收信号的入射角搜索范围划分为多个方向单元，对每个方向单元分别构造阵列导向矢量，利用所有阵列导向矢量构建冗余矩阵；根据所述冗余矩阵进行相关值矢量重建，利用重建后的相关值矢量进行系数向量的求解，根据得到的系数向量矩阵中最大幅值对应的索引值求解导航信号DOA参数的初始估计值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述参考导向矢量和当前时刻的相关累加矢量进行相关，得到相关值，包括：根据所述参考导向矢量和当前时刻的相关累加矢量进行相关，得到相关值为其中，表示当前时刻观测的DOA值，和表示DOA值两侧对称位置的参考导向矢量，表示归一化空域相关函数，N表示阵列天线的阵元个数，表示共轭转置运算，表示偏移量。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述相关值构