自适应调零天线GPS抗干扰技术研究简析

GPS在现代高技术条件下的局部战争和人们的日常生活中的重要性日益明显，从军用和民用方面考虑均有必要研究各种有意的和无意的对GPS的干扰，以及相应的抗干扰技术。从空域处理出发给出了一种自适应天线调零干扰抑制方案，并分析了相应的技术难点和可行性，该方案可以有效地抵消干扰，同时具有很高的推广应用价值。     

GPS抗干扰方法综述

全球定位系统提供的低能级信号易受干扰。这些干扰或对抗导致GPS丢失信息，因而成为威胁GPS的严重问题。本文探讨对抗或干扰对GPS的威胁，从策略，干扰源和GPS接收机角度谈抗干扰方法，侧重分析减少GPS干扰的技术。     

GPS宽带自适应阵调零技术

军用GPS系统必须能在敌方干扰时工作。由于附近干扰机和远距离卫星源之间存在巨大的功率差，所以GPS信号的扩频增益对实现抗干扰（A／J）保护能力是不够的。本提出了采用自适应天线调零系统来实现附加的抗干扰（A／J）保护能力，但是目前的系统，如AB－1就不能抑制与安装在飞机上阵列相关的近场多径干扰。本分析了GPS调零时空自适应（STAP）波束形成器的设计，包括STAP处理器对GPS位置计算的影响，该位置通过测量不同卫星信号的到达时差（TDOA）来计算。本提出了两种新疑结构，其性能通过在1：4比例大小的F－16飞机上进行的多次测量来模拟确定。     

GPS抗干扰技术

本文首先简述GPS信号特点以及几种主要的GPS干扰形式，重点研究了几种重要的GSP抗干扰技术，最后对干扰的影响程度进行了定量分析。     

自适应调零天线技术在组合导航抗干扰中的应用

目前GPS／INS制导控制技术已成为精确制导武器的核心技术。根据GPS导航的特点及GPS／INS制导机理,对压制式干扰对GPS接收机的影响进行了分析,并分析了采用自适应调零天线技术来提高GPS／INS组合式导航抗干扰能力的有效性。     

GPS／GLONASS的带内干扰的抑制

带内存在自然/人为干扰时,GPS接收机的工作受到严重影响,甚至完全中断。带内干扰的威胁与日俱增,因为新的通信系统不断启动,无线电频谱变得越来越拥挤。这些威胁不仅来自干扰本身,而且还来自它们落在GPS带内的谐波。 本文介绍的技术已集成到数字信号集成片内,以期能抑制GPSL1/L2、GLONASS L1/L2 以及902—928MHz频段的直接扩频无线电MODEM的带内干扰。抑制干扰技术基于两个全数字补偿型抑制器,利用的方法是将输入的干扰信号和对于扰估算的合适的复制品间的差值进行正交处理实现补偿。补偿信号可以用以抑制连续波(CW)、窄带(NB)以及脉冲干扰,干扰的功率可与接收带内(16MHz)噪声功率相近或明显超过。 每个抑制器具备8bit ADC,它将中频信号变换为数字样本,量化频率为40MHz,有三个抗干扰模块跟踪着干扰频率。—40dB电平的抑制带在5kHz—80kHz内调整。干扰抑制度可以达到60dB。两个具有可调整分辨力的全数字扫描频率分析仪用来分析干扰信号。抑制工作是由软件控制的,响应时间为0.82ms。 两个抑制器集成在Javad接收机的模范芯片中(芯片有40个GPS/GLONASS信道和扩频无线电MODEM)。抑制器可同时抑制6个带内自然/为人干扰。     

GPS/INS组合系统数据处理方法

在介绍国际和国内GPS／INS组合系统研究动态和热点的基础上，提出采用一个低价格单频伪距差分GPS／INS系统，辅以相位平滑伪距差分，同时施用模拟的多路径效应和多普勒改正，使定位精度达到分米级，运用联邦卡尔曼滤波，可提高系统的可靠性，大大减少计算量。     

高温超导抗干扰GPS天线阵

国防部高级研究计划局（DARPA）正在投资开发使用高温超导（HTS）技术的GPS自适应天线阵。该自适应天线阵应能使多部GPS干扰机置零位，同时其尺寸应远远小于常规自适应阵列。只有利用薄膜高温超导天线阵元和电路的独特特性才能满足这两种综合的指标要求。一种封装坚固、基于多元高温超导技术的GPS天线预定在2000年3月交付使用。     

GPS调零天线的功率最小化技术

本文研究分析了调零阵列天线的性能，该天线采用了亚梯度搜索功率最小化技术以及LMS相关的功率最小化方法。本文也给出了这些算法在静态和动态环境下获得希望性能所需的条件。本文介绍了一种基于亚梯度的调零算法，其模拟结果表明采用这种算法能够在静态情况下获得一个已知的最佳解。接着，本文又列出了通过功率最小化技术来调零的LMS相关方法的方程式。本文还给出了在静态结构中采用LMS相关方法的模拟结果，进而与亚梯度搜索方法和最佳解进行了比较。然后，本文研究了两种算法在动态情况下的性能，在这种动态情况中，天线阵列能够针对干扰很快地改变其指向。     

GPS干扰与反干扰技术在伊拉克战争中的应用

结合伊拉克战争，给出了GPS干扰技术和反干扰技术的手段，分析了GPS干扰与反干扰技术的应用情况，特别是分析了GPS抗干扰技术在精确制导中的方式，指出了GPS在未来信息战场中的作用。     

浅析GPS导航对抗技术

对GPS导航作了简单概述,介绍了国内外GPS导航对抗的技术,对各种GPS干扰与抗干扰技术作了较为全面的分析,提出应加快我军GPS对抗战术、技术研究。     

导航战中的分布式GPS干扰技术

分析了导航战中主要的GPS干扰与抗干扰技术,针对单一干扰源干扰GPS存在的问题,结合干扰目标区域的环境特征,提出了分布式GPS干扰技术,研究分析了分布式GPS干扰技术的布设规划算法以及干扰效果分析仿真评估算法的主要功能。     

GPS导航战策略分析

针对“导航战”的发展,分析了当前GPS系统的主要干扰技术与抗干扰技术,提出了研究分析GPS对抗技术的一些思路。     

GPS对抗在信息化战争中的应用

透过伊拉竞战争，可以看出GPS对抗在信息化战争中的地位和作用己日益突出。主要概述了GPS的基本情况，分析了GPS技术对抗的战术手段以及干扰技术体制；     

改进的Sage—Husa自适应滤波在GPS动态导航定位中的应用

本文利用Kalman滤波方法对动态测量进行数据处理,由于高动态的GPS测量,不易确定系统动态噪声和观测噪声.同时标准的Kalman滤波在应用过程中由于状态模型确定的误差存在,滤波效果不佳.因此本文结合动态导航的实时性和高动态性,建立了动态导航系统中滤波状态方程和观测方程,采用改进的Sage-Husa自适应滤波对来进行实时定位数据处理,利用已有测量数据进行了实例分析.改进的Sage-Husa自适应滤波在计算过程中计算量小,结果稳定,有较强的自适应性.     

带约束条件的自适应滤波及其在GPS定位中的应用

推导了约束状态下的卡尔曼滤波递推方程,采用不消去状态参数的方法,在卡尔曼滤波的数学模型中增加约束状态方程推导出约束状态下的卡尔曼滤波递推方程.表明采用带约束条件的滤波递推过程与一般卡尔曼滤波递推方程相似,只要对预报值及其协方差增加一项约束条件改正项即可,因此,在滤波计算上不需要做大的修改.还讨论了带约束条件的卡尔曼滤波的自适应算法,说明一般自适应滤波算法同样适用于带约束条件的滤波,因此在应用上非常便利.利用一组GPS动态定位数据中的伪距观测值进行计算分析,并以距离作为一个约束条件,结果显示约束条件对滤波结果的改善程度与约束条件和动态系统本身有关.对于一般卡尔曼滤波中因模型确定误差和动态目标突然加速而导致的滤波发散现象,如果增加约束条件的约束力较小时,同样会出现滤波结果偏离,因此,带约束条件的滤波同样需要考虑滤波的自适应性.     

全球定位系统(GPS)技术的最新进展第二讲网络RTK

介绍了GPS网络 RTK的概念及基本原理,并对GPS网络RTK中的三种主要方法--内插法,线性组合法及虚拟基准站法作了较为详细的讨论.     

利用SLR检核GPS35卫星精密轨道

论述了利用SLR检核IGS提供的GPS卫星精密轨道的方法。采用2005年9月1日到30日的SLR观测数据对IGS提供的GPS35卫星精密轨道进行了检核实验,实验结果表明,SLR观测站存在一定的系统偏差,IGS提供的精密轨道没有明显的系统偏差,其精度优于2 cm。     

高程约束法在GPS导航中的应用

介绍一种采用高程信息辅助GPS接收机定位的方法,提高了在信号受遮挡时GPS系统定位精度与导航成功率,并通过试验数据进行了验证。