本文關(guān)鍵詞：北斗導(dǎo)航接收機抗干擾相消技術(shù)的研究

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【摘要】：隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航以其高精度、全天候、實時性以及覆蓋范圍廣等特性逐漸深入到軍事建設(shè)和日常生活的各個領(lǐng)域。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是由我國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),時刻面臨著各種干擾的威脅,為了保證其在各領(lǐng)域中所發(fā)揮作用不受到影響,提高其抗干擾性能勢在必行。本文以北斗雙頻抗干擾天線項目作為研究背景,在北斗雙頻抗干擾天線的整體研制中,著重對北斗RNSS-B1和北斗RDSS-S雙頻點的抗干擾處理能力進行研究,先對抗干擾算法進行理論分析,再將算法應(yīng)用到天線樣機進行實驗,采取理論與實踐相結(jié)合的方式,完成抗干擾天線的研制。首先分析研究了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航信號常受到的干擾類型和常用的抗干擾技術(shù),在此基礎(chǔ)上對陣列信號處理理論進行了研究,并且對不同陣元陣型的數(shù)學(xué)模型進行推導(dǎo)。其次依據(jù)陣列信號處理理論,對純空域自適應(yīng)濾波技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理進行闡述,并對濾波中權(quán)值系數(shù)的最優(yōu)化準(zhǔn)則和權(quán)值的自適應(yīng)迭代算法進行了研究。再將純空域模型擴展到空域-時域二維聯(lián)合濾波模型,在此模型上以基于線性約束最小方差準(zhǔn)則的功率倒置算法作為核心進行仿真分析。然后依據(jù)算法編寫Verilog HDL代碼在FPGA上實現(xiàn),并利用Signal Tap II采集數(shù)據(jù)進行分析。在實現(xiàn)過程中,對協(xié)方差矩陣的截位處理通過計算協(xié)方差矩陣對角線上元素的最大值的最高位,作為截位起始位,最大程度保留矩陣有效位數(shù)。最后,將算法在實際的實驗環(huán)境中進行驗證,通過分析天線搜星、定位的能力,驗證算法的抗干擾性能。通過Matlab仿真以及實際實驗結(jié)果可以得出,基于功率倒置陣列的空-時二維濾波算法能夠使北斗雙頻抗干擾天線在多個干擾的環(huán)境下起到良好的抗干擾效果。
【關(guān)鍵詞】：北斗導(dǎo)航 抗干擾技術(shù) 空時聯(lián)合濾波 FPGA實現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 選題的背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢14-18
• 1.2.1 國內(nèi)外導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)干擾技術(shù)的研究與發(fā)展16-17
• 1.2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研究與發(fā)展17-18
• 1.3 章節(jié)安排18-21
• 第2章 北斗導(dǎo)航信號概述及其抗干擾技術(shù)21-29
• 2.1 北斗導(dǎo)航信號22-24
• 2.1.1 北斗B1頻點信號結(jié)構(gòu)22
• 2.1.2 北斗B1頻點信號的相關(guān)特性22-23
• 2.1.3 北斗B1頻點測距碼23-24
• 2.1.4 導(dǎo)航電文24
• 2.2 常見抗干擾方法24-26
• 2.2.1 時域濾波技術(shù)24-25
• 2.2.2 空域濾波技術(shù)25-26
• 2.2.3 空域-時域聯(lián)合濾波技術(shù)26
• 2.3 不同抗干擾濾波技術(shù)的性能26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)空域-時域聯(lián)合抗干擾算法原理29-63
• 3.1 陣列自適應(yīng)信號處理理論29-34
• 3.1.1 陣列模型分析30-33
• 3.1.2 陣列設(shè)計33-34
• 3.2 空域自適應(yīng)濾波34-36
• 3.3 最優(yōu)化準(zhǔn)則36-41
• 3.3.1 最小均方誤差準(zhǔn)則（MMSE）36-38
• 3.3.2 最大信干比準(zhǔn)則（MaxSIR）38
• 3.3.3 最小二乘準(zhǔn)則（LS）38-40
• 3.3.4 線性約束最小方差準(zhǔn)則（LCMV）40-41
• 3.4 自適應(yīng)濾波算法41-51
• 3.4.1 最陡下降算法（SDM）42-43
• 3.4.2 最小均方（LMS）算法43-45
• 3.4.3 比較SDM和LMS算法的性能45-48
• 3.4.4 基于功率倒置的自適應(yīng)算法48-51
• 3.5 空時二維聯(lián)合抗干擾處理模型51-53
• 3.6 空時二維聯(lián)合抗干擾算法的仿真分析53-62
• 3.6.1 純時域的濾波仿真53-55
• 3.6.2 純空域和空時域性能仿真對比55-57
• 3.6.3 空時濾波不同陣元數(shù)和不同時間抽頭數(shù)仿真對比57-60
• 3.6.4 干擾來波方向的仿真分析60-61
• 3.6.5 抗干擾自由度的分析61-62
• 3.7 本章小結(jié)62-63
• 第4章 算法的FPGA實現(xiàn)63-83
• 4.1 總體框圖設(shè)計63-66
• 4.1.1 抗干擾天線實驗平臺64-65
• 4.1.2 抗干擾處理的模塊框圖65-66
• 4.2 FPGA中PLL的實現(xiàn)66-68
• 4.2.1 PLL的IP核設(shè)計66-68
• 4.2.2 PLL的仿真分析68
• 4.3 四路通道AD采樣68-70
• 4.4 數(shù)字下變頻70-76
• 4.4.1 FPGA中NCO的實現(xiàn)70-73
• 4.4.2 FPGA中混頻器的配置73
• 4.4.3 FPGA中低通濾波器的配置73-76
• 4.5 權(quán)值的迭代模塊76-79
• 4.5.1 協(xié)方差矩陣的計算76-77
• 4.5.2 權(quán)值迭代77-79
• 4.6 實驗結(jié)果79-81
• 4.7 本章小結(jié)81-83
• 第5章 總結(jié)與展望83-85
• 參考文獻85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89-91
• 致謝91

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