一种卫星导航接收机盲波束形成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110320537A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910668949.1(22)申请日2019.07.24(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人张朝柱吕明军施炯司伟建(51)Int.Cl.G01S19/24(2010.01)G01S19/27(2010.01)G01S19/21(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种卫星导航接收机盲波束形成方法(57)摘要一种卫星导航接收机盲波束形成方法，属于阵列信号处理技术领域。该方法首先利用子空间投影方法将接收信号中的干扰进行抑制，然后利用多个传统的波束形成器对接收机阵列天线上方的整个半球面进行均匀指向覆盖，进一步增强接收的卫星信号，然后优先选取卫星信号载噪比高的一路波束进行卫星信号后续的跟踪。本发明不需要了解卫星信号的波达方向信息即可在卫星信号来向形成增益，在接收机捕获门限一定的情况下提高了接收的卫星信号的载噪比，从而提高了传统多波束接收机在冷启动阶段对卫星信号的捕获能力。CN110320537ACN110320537A权利要求书1/1页1.一种卫星导航接收机盲波束形成方法，其特征在于，包括：步骤一、抑制阵列天线接收信号中的干扰，通过将阵列天线接收信号投影到与干扰子空间正交的子空间抑制接收信号中的干扰；步骤二、对抑制干扰后的信号进行波束合成，通过多个传统的波束形成器均匀覆盖阵列天线上方整个半球面，在卫星信号来向信息未知的情况下，在卫星信号来向形成增益；步骤三、选取基带信号载噪比最高的一路进行后续的捕获和跟踪，完成卫星信号的跟踪，取得卫星的星历信息后，转用单路传统波束形成的方式继续对卫星信号进行跟踪。2.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机盲波束形成方法，其特征在于：所述的步骤一中抑制基带信号中的干扰通过子空间投影法来实现，利用接收的基带信号计算得到信号的协方差矩阵，对协方差矩阵进行特征分解求得卫星信号和噪声张成的子空间；阵列天线接收到信号的协方差矩阵所在的矩阵空间是由信号子空间、干扰子空间和噪声子空间三个子空间张成的，通过将阵列天线接收信号自相关矩阵投影到与干扰子空间正交的信号加噪声子空间，阵列天线的方向图在干扰信号来向形成零陷来抑制干扰。3.根据权利要求2所述的一种卫星导航接收机盲波束形成方法，其特征在于：所述的接收信号的协方差矩阵通过对ADC传送过来的数字中频信号下变频为基带信号，累计一段时间的基带信号后求取样本协方差矩阵代替得到。4.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机盲波束形成方法，其特征在于：所述的步骤二中多个传统的波束形成器均匀覆盖阵列天线上方整个半球面，通过对天线上方的整个半球面，进行俯仰角和方位角的均匀划分，各个波束的俯仰角指向为θk，θk＝π/2-(k-1)Δθ，其中Δθ＝π/2K，k＝1,2,...K，其中K表示俯仰角方向分割成的波束数目，各个波束的俯仰角从π/2开始，以Δθ为间隔均匀分布；各个波束的方位角指向为其中p＝1,2,...P，其中P表示方位角方向划分成的波束数目，各个波束的方位角从x轴开始，以为间隔均匀分布；然后在每个划分的区域分配一个波束来实现。5.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机盲波束形成方法，其特征在于：所述的K和P的选取原则是使整个阵列的最小增益均大于10log(N)-3dB的最小值，其中N为阵列天线阵元个数。6.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机盲波束形成方法，其特征在于：所述的步骤三中每个波束后面接入相同的卫星导航接收机，选取卫星信号载噪比最高的一路波束进行后续卫星信号的跟踪。2CN110320537A说明书1/5页一种卫星导航接收机盲波束形成方法技术领域[0001]本发明属于阵列信号处理技术领域，具体涉及一种卫星导航接收机盲波束形成方法。背景技术[0002]卫星导航信号到达地球表面时非常微弱，导航接收机极易受到各种电磁干扰而无法工作。然而在军事和一些生命安全领域，对导航接收机的精度、完好性、连续性、可靠性等指标的要求较高。卫星导航接收机可以在多个信号处理阶段抑制干扰，既可以在相关前也可以在相关后，一般越到信号处理后期，对干扰的抑制就越困难。相关前的干扰抑制常用的信号处理结构有频域滤波、时域滤波、空域滤波和空时域滤波等。其中空域滤波阵列天线抗干扰结构由于抗干扰能力适中，实现结构简单得到了广泛应用。[0003]目前在卫星导航接收机中，比较常用的自适应阵列天线抗干扰结构有零陷形成类抗干扰结构和波束形成类抗干扰结构。其中，零陷形成类算法只能通过控制阵列权值向量使得阵列在干扰信号来向形成零陷，而无法将阵列的主波束对