小型化GPS天线阵技术及其抗干扰性能的预测

NAVSYS公司已开发了一种小型GPS天线阵技术，用以减小天线单元和阵列尺寸。采用该技术可以使具有抗干扰能力的GPS控制的接收方向图天线阵（CRPA）安装在车辆上使用。以前因该阵列尺寸大而被禁止在车辆上使用。同样，因为尺寸和重量的限制，飞机只能使用固定接收方向图的天线（FRPA），而不能使用GPS控制的接收方向图天线阵（CRPA），还有弹头，其空间和面积更是小得可怜。波音公司已开发了另一种GPS抗干扰能力强的模拟工具AGHAST^TM，从而可以预测受控GPS接收方向图天线阵及其校零位电路的抗干扰性能。使用详细的天线方向图和在波音公司暗室中采集的耦合数据，该模拟工具AGHAST^TM可以精确对预测抗干扰硬件在干扰环境下的预期安装性能。本文介绍了一种小型化天线阵技术及其测试结果，并使用AGHAST^TM工具对其抗干扰性能进行了评估。     

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。     

小型化低成本抗干扰GPS天线的开发

美国陆军CECOM正在开发一种低成本GPS抗干扰天线，这种天线也称为小型化低成本抗干扰GPS天线（SAAGA），用于地面车辆和直升机等平台。SAAGA产品将在有大量宽带和窄带干扰信号的条件下提供30dB的附加抗干扰保护能力。SAAGA的计划目标就是抑制多达10个干扰信号（其中宽带3个，窄带7个），而且可以批量生产，单位生产成本只有4000美元。SAAGA的性能价格比目标可以通过采用一种新的全数字天线时空处理技术和一种可行的低成本天线生产技术来实现。结果较简单的低成本SAAGA可以减轻窄带干扰的威胁，它将使用常规固定辐射方向图天线（FRPA），而且可以批量生产，生产成本为1000美元。两种SAAGA产品将进行野外测试，而且将由陆军对安装在UH－60A直升机平台上的情况进行评估。本介绍了SAAGA天线阵设计和抗干扰处理技术的一些新特点，并给出了实验测试结果、分析和模拟性能数据，进而提出了陆军野外测试和评估计划。SAAGA研究和开发计划的重要性在于它克服了用于减轻干扰的自适应天线成本高的特点，从而使得GPS抗干扰技术无论对军用GPS用户还是对民用GPS用户都能买得起。     

NAVSTAR自适应可控天线的性能仿真

导航星（NAVSTAR）全球定位系统（GPS）是美国国防部开发的一种导航系统。GPS的主要用途是为军事用户提供高精度的位置和时间数据。虽然扩频技术在GPS中的应用使其具有一定程度的抗人为干扰及非人为干扰的能力，但自适应天线的使用将使抗干扰能力有很大的提高。如果有必要通过天线来抑制干扰，那么，所用的天线与整个干扰源所在的环境有关。为了确定对抑制干扰的要求和测定自适应可控天线在电子战环境中的性能，我们开发了ANABASIS程序。本将介绍信号传播模型和加权矢量的计算，并给出仿真结果的实例。     

GPS自适应调零天线

本介绍了有关GPS自适应调零天线的各种研究结果，这些研究是1997年根据MITRE公司倡导的研究计划开展的。根据该计划，MITRE公司已经证明了采用微带片辐射体实现基模和高次模已切实可行，从而能在地平线附近形成一个零点的简单而廉价的自适应天线就应运而生。我们知道，由于在地平线附近的干扰威胁最大，所以对这种天线的研究有很大的实用价值。为了减小GPS微带天线大的后瓣，构建了电阻渐变的若干个接地板，并对其进行了测试。天线就安装在接地板上，而接地板外缘的散射恰恰是使微带天线后瓣变大的原因。采用电阻渐变的接地板的自适应天线后，后瓣可降低10－20dB，因此，这类天线有较好的抗干扰能力。通过按比例缩小模型进行测量和分析所作的种种研究，确定了机载平台对GPS自适应天线抑制干扰性能的限制。我们以典型的1：8比例模型对右旋圆极化GPS天线的方向图进行了测量。为了研究装在巡航导弹上的GPS微带天线对平台的影响，我们也作了大量的电磁分析。通过与测量值的比较，仿真的精度得到了验证。这些研究有助于通过电磁效应定量分析对机载天线阵调零性能的影响。所述的电磁效应涉及平台的有限尺寸及曲率、高路径、蠕缓波以及自适应阵中主阵元与辅助阵元之间的互耦。     

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。     

基于变换域方法抑制线性调频干扰的GPS接收机设计

GPS接收机的信号通常很微弱,很容易受到有意或无意的干扰。对于线性调频干扰,在GPS接收机中很难用单一的时域或频域方法消除,因为线性调频干扰不同于一般的宽带或窄带干扰。另外线性调频干扰在变换域有不同于GPS C/A码的显著特征,基于此特点设计了一种在变换域抑制线性调频干扰的GPS接收机。分析了线性调频干扰在变换域的特征,仿真结果验证了这种设计方法的可行性。     

一种GPS自适应天线的设计和实现

微带天线是一种实用性很强的GPS天线,目前,它在很多领域正逐渐取代其他形式的天线。由于自适应天线阵技术可增强系统的抗干扰能力而受到了人们的关注。对GPS自适应天线阵设计了天线单元,给出了仿真和实验测试结果。结果表明：该设计得到了理想的结果,具有很好的实用价值。     

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。     

转发式GPS干扰仿真研究

有效地利用GPS干扰技术破坏对方的导航系统，实现对己方的有效隐蔽和保护，是GPS技术在军事领域的一个新应用。概要介绍了GPS干扰技术的分类；对转发式GPS干扰的概念、原理、可行性、关键技术、进行了详细分析，提出了影响干扰效果的关键因素和主要参数，并采用MATLAB对干扰效果进行量化仿真。     

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。     

曲折道路遥感影像圆投影匹配改进追踪法

道路提取是遥感信息提取的重点和难点。曲折道路（如盘山公路等）方向突变现象严重,当道路的宽度有变化或受到阴影、杂物遮挡等干扰时,其提取难度进一步增大。针对该问题,本文提出一种基于改进圆投影匹配的曲折道路自动追踪方法。首先,对标准圆投影匹配进行改进,包括：（1）提出圆投影向量近似度参数,实现对圆投影模板离散近似程度和计算量的控制;提出圆投影模板最优半径确定方法,以保证获得最大道路特征条件下,减少模板匹配计算量;（2）引入干扰校正算法,在一定程度上克服了由于光照、噪声等因素造成匹配困难的问题;其次,提出基于改进圆投影匹配的道路追踪方法,并在模板匹配过程中加入自适应机制,即将已匹配道路按照一定的权重参与后续模板匹配,一定程度上克服道路形态的变化和干扰。最后,以曲折道路特征突出的山区遥感影像SPOT-5和GeoEye-1进行道路提取实验。实验结果表明,采用提出的基于改进圆投影匹配的道路追踪算法具有方向无关的特点,适用于曲折道路遥感提取。对道路中心线的提取误差约2~5m,提取准确率高于80%。     

一种利用网格划分及方向加权的地图匹配算法

地图匹配算法目的是将偏离道路的点纠正到正确位置上。本文基于传统的点到线的地图匹配算法,通过引入网格划分的概念来确认候选匹配道路,并且加权了方向因素来计算点到线的匹配程度。试验表明,改进后的算法能够提高其准确性,并且一定程度上提高了算法的效率,具有一定的实用价值。     

城市三维可视化中规则房屋墙面纹理图像的压缩与恢复

以城市三维可视化中的房屋墙面纹理图像为对象，就其压缩与恢复的方法进行了研究，提出了一种基于自相似性墙面纹理分割的纹理图像压缩与恢复方法，以及对由于遮挡而墙面不完整的纹理图像的复原方法，并通过实例说明了此种方法对于城市三维可视墙面纹理贴图的实用性。     

构建结点上弧-弧拓扑关系的类方位角算法

同一结点上弧-弧拓扑关系的建立对多边形的自动生成具有重要意义,为了更好地描述同一结点上弧段间的拓扑关系,本文在考虑算法效率、可靠性和稳定性的基础上,通过引入方向夹角和类方位角概念,提出并实现了一种建立结点上弧-弧拓扑关系的类方位角算法.为检验算法的有效性,选取两个城市的道路交通网络进行了拓扑构建实验,通过与传统角度算法...     

基于DEM的平缓地区水系提取和流域分割的流向算法分析

本文以地势较为平坦的秦淮河流域为实验样区,以高精度DEM(5m分辨率)和地形图水系为基础数据,对比分析了单流向算法(D8算法)、多流向算法(Dinf法)以及添加数字化河道信息后的单流向算法(AgreeD8算法)3种算法下水系提取和流域分割的结果。实验结果表明,提取得到的水系更逼近于实际河网,该算法既有效提高了水系提取和流域分割的精度,又保留了D8算法模型简单、稳定性强、运行效率高等优点。     

一种消除全极化微波辐射顺/逆风向遥感模糊性的新方案——算法研究

全极化微波辐射计可以进行海面风速和风向测量.由于地物模型函数本身的特征以及辐射计的各种测量噪声,通常会出现最后反演出的风向往往不是与真实风向最接近的情况.如果不进行全极化辐射计扫描观测单元与定标单元的优化设置,可能会出现风向反演的顺/逆风180°模糊性问题.这将大大降低全极化辐射计海面风向反演的精度.采用Monte Carlo方法研究全极化辐射计海面风向反演出现的顺/逆风向模糊性的特点和消除方案.根据模拟反演的结果,提出一种根据第一次扫描的第一、第二风向解和第二次扫描的第一风向解选择最终风向值的算法.该算法消除了顺/逆风向反演的模糊性,在一定程度上提升了全极化辐射计的性能,并为进一步设计全极化辐射计的星上实际应用方案提供了理论依据.     

共轭方向直接法及其收敛性

本文给出一种新的直接法，构造一组特定的共轭方向，使其只需沿一个方向进行一维搜索，比通常的共轭方向法节省了许多一维搜索的工作量，从数值计算上看，迭代次数较Ｐｏｗｅｌｌ法有明显减少。     

基于梯度径向夹角直方图的异源图像匹配

提出一种图像全局特征描述方法——梯度径向夹角金字塔直方图.该特征不受图像灰度级非线性变换和图像旋转的影响,具有较强的抗噪声能力.基于该特征的匹配算法能够对存在旋转变换的异源图像进行匹配.用SAR图像和可见光图像对匹配算法进行测试,结果表明基于梯度径向夹角金字塔直方图匹配方法的匹配成功率优于传统方法.由于对基准图进行离线...     

一种全场景水系流向自动检查算法

水系流向是基础地理信息数据库水系数据的重要特征之一,准确的流向是下一步数据分析应用的基础。而基于摄影测量先内后外的采集方式容易导致流向采集错误,若以人工方式检查费时费力且容易有遗漏。针对这一情况,本文设计了全场景水系线方向自动化检查算法,包括交汇冲突检查与落差异常检查两部分。算法全面可靠,无需叠加外部数据,大大减少了人工比对的工作量,提高了质检效率。