一种导航接收机抗干扰方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114460605A(43)申请公布日2022.05.10(21)申请号202011246556.0(22)申请日2020.11.10(71)申请人西安开阳微电子有限公司地址710075陕西省西安市高新区科技二路72号西安软件园唐乐阁B101室(72)发明人张柏华汤加跃刘俊秀王令欢邓一鹗苏琦(51)Int.Cl.G01S19/21(2010.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称一种导航接收机抗干扰方法(57)摘要本发明提供一种导航接收机抗干扰方法，该方法包括：采用盲数字多波束形成技术分别对每一个数字波束进行空时自适应抗干扰处理；对每一个数字波束进行空时零陷加宽处理得到零陷加宽后的数据协方差矩阵；进行信号失真处理修正目标卫星的导向矢量。该方法可以有效提高抗干扰自由度，避免导航信号失真，有效应对高动态环境和多种非理想因素(阵列误差、互耦、通道幅相不一致等)，显著提高不同卫星的增益，从而显著提升卫星导航接收机在复杂环境下工作的鲁棒性和导航定位精度。CN114460605ACN114460605A权利要求书1/3页1.一种导航接收机抗干扰方法，其特征在于，包括：采用盲数字多波束形成技术分别对每一个数字波束进行空时自适应抗干扰处理；对每一个数字波束进行空时零陷加宽处理得到零陷加宽后的数据协方差矩阵；进行信号失真处理修正目标卫星的导向矢量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用盲数字多波束形成技术分别对每一个数字波束进行空时自适应抗干扰处理具体包括：让不同的数字波束分别对准不同的卫星，使每一颗卫星增益损失控制在预设范围以内；然后对每一个数字波束分别进行空时自适应抗干扰处理，最后对所有数字波束的卫星进行融合，便可以得到所有的卫星情况；其中空时自适应抗干扰处理采用如下形式：空时自适应抗干扰的阵元数为N，每个阵元含有K个延时采样单元；其最优处理器可以描述为如下的数学优化问题，即：其中，W表示NK×1维的权矢量：TW＝[w11,w12,…,w1K,w21,…,w2K,…,wnk,…,wNK]HR＝E[XX]表示由接收阵列数据形成的NK×NK维协方差矩阵，AS为空时二维导向矢量(NK×1)。考虑窄带等距线阵，则阵列接收的空时信号矢量可以表示为：T其中，X＝[x11,…,xN1,x12…,xN2,…,x1K…,xNK]是阵列接收到的空时数据矢量；AS表示T卫星导航信号的空时导向矢量，Xs＝[Xs0,…,Xs(K-1)]表示K个延迟卫星信号矢量；是NK×K阶矩阵，其中，IK×K表示K×K单位矩阵，为Kronecker积；是导航信号的空域导向矢量,d表示阵元间距，θ0表示卫星信号与阵列法线的夹角，λ表示载波波长；Jp表示第p个干扰信号及其色散多径干扰构成的NK×1维矢量TJi＝[ji1(0),…,jiN(0),ji1(1),…,jiN(1),…,ji1(K),…,jiN(K)]Ap表示第p个干扰的空时二维导向矢量(NK×K)其中，为Kronecker积；其中，θp为干扰入射方向与阵列法向的夹角。n(t)是加性高斯白噪声，且与卫星导航信号、干扰不相关。利用拉格朗日乘数法可求得空时二维最优处理器的权矢量Wopt为：-1Wopt＝μRAS2CN114460605A权利要求书2/3页H-1其中，μ＝1/(ASRAS)为常数。此时，经过STAP抗干扰后的阵列输出为3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对每一个数字波束进行空时零陷加宽处理得到零陷加宽后的数据协方差矩阵具体包括：得到阵列接收信号的协方差矩阵：2其中，RS表示卫星导航信号的协方差矩阵，rp为第p个干扰信号的功率，σ为噪声功率，I表示单位矩阵。假定干扰的入射角存在一个扰动并且，扰动Δθp服从均值为0，方差为的正态分布Δθp∈N(0,σp)此时，可以得到存在扰动时的干扰协方差矩阵具有如下的形式其中，表示Hadamard积，矩阵为矩阵T实质上起着扩张干扰入射方向的作用，通过T把干扰方向的扰动的影响计入由得到的自适应权值便可以在干扰方向形成宽的零陷。此时其中，为一常数，A0表示目标卫星的导向矢量，零陷的宽度由σp决定。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行信号失真处理修正目标卫星的导向矢量具体包括：目标卫星信号经过空时自适应零陷加宽抗干扰处理后的输出为此时为矢量，设将最优处理器修改为相当于给延迟信号添加了正交约束，可消除了不同时延信号对最终合成信号的影响，3CN114460605A权利要求书3/3页令h＝[10…0]，求解可得最优权值的形式为根据约束条件，可得整理可得此时，可以求得修正后的导向矢量A0′为NK×1维矢量其中，μ′为常数其中，*表示Moore-Penrose广义逆。由于μ′为常数，其对抗干扰效果并