本文關鍵詞：精密擴頻測距抗干擾關鍵技術研究

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【摘要】：精密擴頻測距直接決定衛(wèi)星導航定位和衛(wèi)星測控定軌等的性能,然而無論在民用領域還是軍事領域,無意干擾和有意干擾不可避免,這對精密擴頻測距提出了嚴峻挑戰(zhàn)。干擾信號和抗干擾措施都會影響測距性能,甚至導致測距系統(tǒng)功能失效,測距鏈路的可靠性和精度成為現(xiàn)代擴頻測距技術應用的焦點。由此,產(chǎn)生了本文研究的基本問題——干擾環(huán)境中如何實現(xiàn)精密擴頻測距。圍繞這個問題,論文重點研究了四個關鍵技術問題,相關研究成果及創(chuàng)新點如下:1、針對單頻干擾下的測距特性及性能評估問題,提出了一種基于擴頻信號連續(xù)頻譜模型的測距誤差定量計算和評估方法。該方法綜合考慮偽碼非理想隨機特性、脈沖調制波形和有限積分時間等因素,構建了精細的信號頻譜模型,推導了單頻干擾導致的靜態(tài)測距誤差和動態(tài)測距誤差公式,并通過測距誤差包絡、敏感區(qū)間和敏感帶寬定量評估單頻干擾下的測距性能。2、針對窄帶干擾下的測距特性及性能評估問題,提出了一種測距系統(tǒng)抗窄帶干擾性能的定量計算和評估方法。該方法綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性能和測距精度性能,給出了無干擾和有干擾下的性能評估指標,定義了測距干擾容限,能夠定量計算同時滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性和測距精度要求的最大干信比,并通過容限參考因子定量描述確定應用場景中穩(wěn)定性能和精度性能的權重關系,明確指示了系統(tǒng)抗干擾性能的制約因素,在很大程度上簡化了測距干擾容限的分析計算。3、針對基于陷波器的干擾檢測與識別問題,提出了一種基于兩級自適應IIR陷波器的干擾檢測與識別方法。該方法能夠判斷干擾信號的有無以及估計干擾信號的頻率位置,通過優(yōu)化設計自適應梯度算法,提高了干擾參量的估計精度和檢測靈敏度,典型參數(shù)下單頻干擾的檢測靈敏度提高了約2.6 dB,達到了-12.8 dB,雙頻干擾和窄帶干擾的檢測靈敏度分別達到了-8.5 dB和-4.1 dB,并且設計了兩級陷波器來有效識別這三種干擾,為擴頻測距系統(tǒng)的抗干擾設計提供了必要前提。4、針對干擾抑制及測距抗干擾方法的設計問題,提出了一種基于外差式可調LP-FIR陷波器的干擾抑制方法,并結合前文設計的干擾檢測與識別方法解決了測距系統(tǒng)中的抗干擾難題。該方法利用一個Hilbert濾波器、一級差頻調制和一個LP-FIR陷波器實現(xiàn)不同頻率位置單頻干擾和窄帶干擾的抑制,簡單靈活易實現(xiàn),能夠最大限度的減小抗干擾措施對測距精度的影響,可以實現(xiàn)接近于CRLB的擴頻測距精度。上述研究成果均通過了理論分析和實驗驗證,明確有效且技術可行性強,對于復雜電磁干擾環(huán)境中的擴頻測距系統(tǒng)設計具有重要的理論指導意義和工程實用價值。
【學位授予單位】：國防科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN973.3;TN967.1
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本文編號：1294199