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基于阵列天线的GPS抗干扰系统的研究与开发

作　者: 王柯
导　师: 巨永锋
学　校: 长安大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: GPS 自适应阵列天线 DSP
分类号: TN973.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

全球定位系统(GPS, global positioning system)是以人造卫星作为导航台的星基无线电导航系统,作为通用的定位系统相较其它导航体系具有无可比拟的优势,能够全时段,全天候地为地球的任何一个地方提供高质量的位置、速度和时间信息。由于到达GPS接收机的信号功率相当微弱,加上信道环境中的复杂电磁干扰,采取有效的措施消除干扰信号,可以有助于提高GPS接收系统的抗干扰能力,进而提升整个GPS导航系统的可靠性和稳定性。在GPS接收机的抗干扰研究中,自适应抗干扰技术具有广泛的现实基础和应用前景。在本文中,主要针对阵列天线系统,采用空时联合抗干扰方法,使GPS接收机具有更好的抵御干扰信号的能力,为后继系统提供纯净的高质量输入信号。本文从干扰环境入手,在自适应滤波原理的基础之上,列举了几种目前流行的基于信号处理的抗干扰方法,并针对GPS信号特点以及信道环境,提出了空时联合抗干扰系统。该系统采用自适应时域陷波滤除带内窄带干扰,选择了基于LCMV准则的自适应算法作为GPS抗干扰天线的核心算法消除宽带干扰,并通过仿真对比分析了不同先验条件下不同算法的抗干扰性能。同时,在不同的先验条件下给出并比较分析了仿真结果。最后,本文提出了基于DSP硬件平台的实现方案与验证结果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题的背景和意义  9-10
  1.2 GPS信号及干扰问题  10-11
  1.3 GPS抗干扰技术  11-12
  1.4 本文内容与章节安排  12-13
第二章自适应滤波基础  13-30
  2.1 概述  13-15
  2.2 自适应滤波器基本概念与结构  15-18
  2.3 自适应滤波算法  18-26
    2.3.1 自适应最优权准则  18-21
    2.3.2 自适应滤波算法  21-26
  2.4 阵列信号模型  26-29
    2.4.1 均匀线阵信号  28
    2.4.2 均匀圆阵信号  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章空间谱估计技术  30-41
  3.1 概述  30
  3.2 DOA估计方法  30-38
    3.2.1 DOA估计的传统法  31-34
    3.2.2 DOA估计子空间法  34-38
  3.3 信源个数估计  38-40
  3.4 本章总结  40-41
第四章自适应空时联合处理技术在GPS抗干扰中的应用  41-59
  4.1 概述  41-42
  4.2 自适应时域滤波器  42-48
    4.2.1 N-sigma干扰门限算法  43-46
    4.2.2 单频自适应陷波器  46-47
    4.2.3 时域陷波器仿真  47-48
  4.3 自适应空域滤波器  48-58
    4.3.1 功率倒置阵算法原理  50-52
    4.3.2 高精度多约束LCMV调零算法  52-53
    4.3.3 空域滤波器仿真  53-58
  4.4 本章总结  58-59
第五章空时联合抗干扰系统的实现  59-68
  5.1 概述  59-60
  5.2 基于DSP的GPS抗干扰系统结构  60-62
  5.3 数字信号处理模块  62-63
  5.4 TMS320C6713B  63-64
  5.5 软件设计  64-65
  5.6 结果验证方案  65-66
  5.7 验证结果  66-67
  5.8 本章总结  67-68
总结  68-69
参考文献  69-72
致谢  72

基于阵列天线的GPS抗干扰系统的研究与开发

内容摘要

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