干扰对BDS信号频域及调制域的影响评估

北斗卫星导航系统（BDS）极易受到空中或地面干扰的影响,信号质量因此发生改变,导航性能大大降低.评估干扰对BDS信号质量的影响,可以为干扰监测技术奠定基础.借助矢量信号源发出不同类型的干扰信号,通过时频分析设备获取其信号特性,并将干扰叠加到由高增益天线接收到的实际BDS信号中,对叠加数据进行离线处理,从频域及调制域两方面分析信号质量.结果表明:空间环境的干扰恶化了BDS信号,不同类型的干扰对信号质量影响程度不同,功率谱及星座图处理结果可作为分析干扰环境中BDS信号质量的基本依据.      

Compass系统与GPS系统L1频段信号干扰仿真分析

全球导航卫星系统间的频率兼容性研究已经成为一个热点问题.首先介绍了国际电联建议的卫星导航系统间干扰分析方法;然后根据该方法对Compass系统和GPS系统在L1频段的信号进行了干扰仿真分析,并比较了系统间互干扰和系统自干扰的影响.仿真计算结果表明,除了互用信号L1C和B1C外,其余信号间的自干扰在总干扰中占主导,互干扰的影响相对较小.     

基于信号模拟器的接收机抗干扰测试方法研究

为了衡量导航终端接收机的抗干扰性能,满足产品测试需求,针对干扰信号的复杂特点,研究了导航终端接收机的抗干扰性能测试方法。针对几种典型的干扰信号进行分析和仿真,得到最佳干扰效果。同时利用软件的信号模拟发生器,改变干扰类型、干扰强度以及干扰频段,对卫星导航软件接收机的抗干扰能力进行了测试,仿真实验验证了测试方法的可行性。     

一种抑制GPS射频干扰的空频自适应处理算法

为了提高窄带干扰与期望卫星信号同向时的抑制性能,提出了一种新的空频自适应滤波算法。该算法首先利用频域实系数自适应滤波对信号进行预处理抑制窄带干扰,然后在频域直接对处理后的信号进行空频自适应处理抑制宽带干扰。算法在预处理时采用自适应滤波可有效减少期望卫星信号的损失以及SFAP导向矢量误差。仿真实验表明,相对于普通的空时及空频自适应处理算法,新算法有效地提高了输出信干噪比,在干扰与信号同向的情况下也能表现出优良的处理性能。     

一种SINS/GPS深组合导航系统技术问题分析

为了满足高动态用户及强干扰条件下的应用需求,提出了一种基于卫星信号矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法,设计了基于FPGA硬件平台的实施方案。利用组合卡尔曼滤波器反馈回路取代了传统接收机中独立、并行的跟踪环路,能够同时完成所有可视卫星信号的跟踪和导航信息处理;通过矢量跟踪算法对所有可视卫星信号进行集中处理,能够增强跟踪通道对信号载噪比变化的适应能力,从而提高接收机在强干扰或信号中断条件下的跟踪性能;根据SINS导航参数和星历信息推测GPS伪码相位和多普勒频移等参数,用以辅助卫星信号的捕获和跟踪,能够大大缩短接收机的搜索捕获时间,并增强接收机在高动态条件下的跟踪性能。基于矢量跟踪的深组合方法不仅在GPS信号短暂中断期间,能够保证系统的导航精度和可靠性,而且在强干扰环境中能够维持较好的伪码相位和载波频率跟踪性能。     

卫星导航系统地面监控站站间通信抗干扰研究

全球卫星导航系统中,地面监测站和主控站通信传输容易受到宽带和窄带干扰的影响,导致卫星导航系统精确性和完好性降低。分析研究利用扩频增益抑制宽带干扰和利用陷波滤波器抑制窄带干扰,解决地面监测站和主控站站间通信抗宽带和窄带干扰问题,为增强卫星导航系统精确性和完好性提供了保障。     

变换域自适应抗干扰方法及其FPGA实现

针对卫星扩频通信中的强窄带干扰,提出了一种基于频域处理的自适应窄带干扰抑制技术.该方法是将时域信号通过傅立叶变换形成一组近似正交的分量,在不相关的各频率点上分别进行LMS滤波.采用FPGA芯片EP2S60F48414完成自适应滤波器设计.结果表明:该频域算法运算量以及收敛性都优于时域滤波,具有很好的抗干扰性能.     

Compass系统与GPS系统L1频段信号干扰仿真分析

全球导航卫星系统间的频率兼容性研究已经成为一个热点问题。首先介绍了国际电联建议的卫星导航系统间干扰分析方法;然后根据该方法对Compass系统和GPS系统在L1频段的信号进行了干扰仿真分析,并比较了系统间互干扰和系统自干扰的影响。仿真计算结果表明,除了互用信号L1C和B1C外,其余信号间的自干扰在总干扰中占主导,互干扰的影响相对较小。     

基于频分相分联合的正交复用技术研究

随着导航系统的增多,导航频段越来越拥挤,不同导航系统和不同卫星之间的干扰愈发严重. 二进制偏移载波调制方式是通过设计分裂功率谱来减少频谱混叠,以削弱互相关干扰的影响,但其没有考虑子载波相位的关系,存在进一步优化的空间.本文通过综合考虑子载波的频率和相位关系,使不同卫星信号间得到近似正交的互相关性能,从而有效削弱卫星信号之间的干扰.      

GNSS 系统中新 BOC信号性能评估研究

卫星信号体制是卫星导航系统性能的决定性因素之一,无论是BDS 或Galileo等新系统的建设还是GPS或GLONASS等系统的现代化过程中,导航信号的设计与性能评估都是所关注的焦点,BOC调制是GNSS的重要选择,本文引入一种GNSS中有效可调带宽的信号波形以减轻多径和干扰的影响。仿真结果表明：该波形在精度、多径抑制和抗干扰方面较普通BOC具有更好的性能。     

减小有用信号损失的BDS窄带干扰抑制技术研究

窄带干扰抑制的关键在于抑制干扰的同时尽可能地减少有用信号的损耗,论文基于时频域结合的干扰抑制方法,在完成频域干扰参数检测的基础上,重点针对影响干扰抑制效果和有用信号损耗的关键环节——无线冲激响应（IIR）陷波器的设计展开研究,根据零极点配置原理,通过理论研究和详细的推导分析,提出通过增加一对零极点,并结合理论计算确定极角与极径,在保证通带增益可控且过渡带对称的前提下,使陷波器得到更为陡峭的带阻特性,理论上可减少有用信号的损耗、提高抑制干信比. 与目前主流的时域最小均方算法（LMS）算法、基于快速傅里叶变换（FFT）的频域抑制算法和传统型时频域结合算法的仿真结果对比证明,提出的方法捕获峰噪比分别提升了53.47％、8.369％和5.907％,平均输出载噪比分别提升了5.1472 dB、2.0037 dB和0.5086 dB,在有效抑制干扰的同时,保留了更多的导航信号.      

空时自适应处理中卫星信号互相关峰值偏移分析

将空时自适应处理建模为一个有限冲激响应（FIR）滤波器,分析了空时自适应处理对导航信号的码相位偏移。该滤波器的响应同时取决于信号的频率和入射方向,将滤波器的输出与本地序列进行相关,可求得互相关峰值的偏移量。以GPS中的C/A码为例,针对空时自适应处理中典型的最小方差（MV）和最小方差无失真响应（MVDR）准则进行了仿真实验。结果表明,干扰从低仰角入射时影响范围更大,而MV准则在抑制干扰的同时,带来的互相关峰值偏移较MVDR更加明显。     

卫星导航接收机中多波束抗干扰技术

抗干扰是卫星导航接收机中一项重要的技术。提出了一种卫星导航接收机中的新型多波束抗干扰方法,该方法能够较好地兼顾零陷深度与卫星信号增益的矛盾,达到抑制干扰的同时增强卫星信号强度的目的。通过大量仿真实验分析了波束数目、波束分配方式以及波束指向偏差对抗干扰性能的影响。仿真结果和性能分析验证了该方法的有效性和可行性。     

卫星导航接收机抗欺骗干扰方法研究

在分析各种可能的欺骗干扰方法的基础上,研究了欺骗干扰信号的特性,并从信号体制设计和接收机信号处理两个不同层面提出了一系列通用的抗欺骗措施,可直接用于关键民用基础设施GNSS接收机的抗欺骗设计。     

附加运动学约束的BDS抗差UKF导航算法

针对城市复杂环境中单一BDS导航受多路径（multipath,MP）和非视距（non-line-of-sight,NLOS）信号干扰导致精度下降的问题,提出一种附加运动学约束的抗差无迹卡尔曼滤波（unscented Kalman filter,UKF）算法。该算法基于新息向量构造等价权函数,克服了位置及接收机钟差初值不准确引起的抗差性能下降问题。同时,利用载体的近似运动方向和高程约束,进一步增强滤波解。实测车载试验结果表明,本文方法可有效抑制MP和NLOS信号的干扰,提高城市环境中的BDS导航精度。     

导航信号干扰源定位排查能力评估

立足干扰源定位排查能力培训,对导航信号干扰源定位排查能力进行综合评估．运用层次分析法、德尔菲法等方法解决三个方面的问题:一是建立评估指标体系,二是确定评估指标权重,三是确定量化评分方法,为开展导航信号干扰源排查培训提供有效的综合能力评估方案,确保培训科目内容设置、分值分配及成绩量化评分的科学性、合理性,有利于准确评估导航信号干扰源定位排查能力．      

卫星导航接收机基于IIR陷波器的单频干扰抑制性能分析

单频干扰对卫星导航系统的破坏性很强,仅靠系统自身的抗干扰能力很难保证系统正常工作。因此,有必要引入干扰抑制技术。在现有的众多抑制单频干扰的信号处理手段中,时域陷波抑制技术因其实现简单、抗干扰性能好等优点而被广泛使用。针对单频干扰对卫星导航接收机的影响,分析了IIR陷波器的陷波原理,比较了直接型和格型两种陷波器的性能,研究了陷波器参数与零陷深度、陷波带宽的关系,并基于二阶陷波器扩展分析了高阶陷波器的抑制性能。通过仿真实验,验证了上述结论的正确性。     

A new algorithm for fine acquisition of GPS carrier frequency

Design of a GPS signal acquisition algorithm is a trade-off between improvement of the acquisition frequency resolution and reduction in the acquisition time. A new algorithm is proposed to acquire the carrier frequency accurately by correlation of the GPS signal after completion of the coarse acquisition of the signals. The CA code in a period of 1 ms is stripped off first. Then, several local replica carriers are generated and mixed with the CA-code-stripped data. Finally, the mixed data are integrated to detect the carrier frequency accurately. By analyzing the correlated integration result, the algorithm performance is evaluated on the aspects of the computational load, the effects of the carrier-to-noise ratio, and the navigation data transition. Performance of the proposed method is verified by simulations and experiments.     

Identification of GPS positioning solutions deteriorated by signal degradations using a fuzzy inference system

The accuracy of GPS positioning based on pseudorange measurements under signal degradation environments is limited by poor satellite geometry and signal distortions due to diffraction and multipath. As a result, the GPS position solutions could become unreliable. Those deteriorated solutions should be identified and not used for navigation. For that purpose, methods for reliable identification of deteriorated GPS positioning solutions from a navigation receiver should be developed. In this paper, a fuzzy inference system is proposed to classify the quality of GPS positioning solutions. The input for the system includes the signal quality evaluated by the difference between the measured and expected carrier-to-noise density ratio (C/N0) and the satellites geometry strength evaluated by the dilution of precision (DOP) number. The proposed fuzzy inference system is developed based on the human knowledge and understanding of the problem under consideration and is further optimized using data acquired from the field. The test results indicate that the proposed method can be used for reliable identification of deteriorated GPS position solutions affected by signal degradations.