北斗导航自适应抗干扰算法研究及FPGA实现
发布时间：2021-10-14 22:36
卫星导航具有全天候、高精度、连续性等诸多优点,因此被广泛应用于军事和民用领域,但是随着电磁环境变得日益复杂,卫星导航信号的脆弱性使得其极易受到有意或无意的干扰。因此研究卫星导航抗干扰技术对提高卫星导航的稳定性具有重要作用。本文从分析阵列结构和信号处理入手,首先介绍了目前应用广泛的空域滤波原理和空时二维滤波原理,然后阐述了自适应波束形成的常用准则,研究不同准则的适用环境和最优权值的滤波效果。基于导航卫星信号的特点,适合采用基于线性约束最小方差准则的功率倒置算法进行抗干扰处理,针对性研究了该算法的抗干扰性能。权值求解是导航抗干扰硬件实现的核心,本文随后研究了几种常用权值求解方法如矩阵求逆算法（SMI）,最小均方算法（LMS）和递归最小二乘算法（RLS）,为硬件实现权值求解指明了方向。针对阵列天线阵元数目较多时硬件实现的计算复杂度急剧上升这一问题,本文对阵列降维技术进行了研究,探讨了降维滤波器的设计和降维前后的抗干扰性能变化。其次,本文研究了基于FPGA的数字硬件系统设计和软件系统设计,设计的硬件核心电路包括ADC电路,高精度时钟电路和DAC电路的设计。系统研究了软件设计,包括驱动程序、FI...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 北斗导航系统简介
1.3 导航抗干扰技术研究现状
1.4 本文的主要工作与论文结构
第二章 北斗自适应抗干扰模型及理论
2.1 阵列天线模型
2.1.1 均匀直线阵列
2.1.2 均匀圆环阵列
2.1.3 阵列宽带信号接收模型
2.2 阵列抗干扰技术原理
2.2.1 空域抗干扰技术原理
2.2.2 空时二维滤波基本原理
2.3 自适应滤波算法
2.3.1 自适应波束形成
2.3.2 最优滤波准则
2.4 本章小结
第三章 空时抗干扰算法与空域降维算法研究
3.1 基于LCMV准则的功率倒置算法研究
3.1.1 阵元数与抗干扰性能
3.1.2 干扰带宽与抗干扰性能
3.1.3 时延抽头与抗干扰性能
3.2 自适应算法
3.2.1 协方差矩阵求逆算法
3.2.2 最小均方算法
3.2.3 递归最小二乘算法
3.3 降维算法研究
3.3.1 降维算法原理
3.3.2 降维波束设计
3.3.3 降维算法性能分析
3.4 本章小结
第四章 基于FPGA的抗干扰平台设计
4.1 FPGA简介
4.2 北斗抗干扰系统硬件设计
4.2.1 ADC电路
4.2.2 时钟电路
4.2.3 DAC电路设计
4.3 数据预处理模块设计
4.3.1 数据同步处理
4.3.2 带通滤波器设计
4.3.3 希尔伯特变换设计
4.4 驱动程序设计
4.4.1 ADC驱动程序设计
4.4.2 时钟驱动程序设计
4.5 本章小结
第五章 自适应抗干扰系统设计与实验
5.1 空时二维滤波算法FPGA实现
5.2 RLS抗干扰算法硬件仿真
5.3 降维算法硬件实现
5.4 抗干扰算法硬件实验
5.5 降维算法硬件实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球导航卫星系统发展与中国北斗系统建设[J]. 曹冲. 科学. 2018(03)
[2]Effects of Power Inversion Spatial Only Adaptive Array on GNSS Receiver Measurements[J]. Hailong Xu,Xiaowei Cui,Mingquan Lu. Tsinghua Science and Technology. 2018(02)
[3]北斗-3卫星的创新和技术特点[J]. 谢军,王金刚. 国际太空. 2017(11)
[4]北斗导航终端抗干扰技术设计与实现[J]. 刘小波,练灿明. 数字技术与应用. 2016(06)
[5]压制式干扰对GNSS接收机的影响及应对策略[J]. 赵新曙,王前. 全球定位系统. 2014(06)
[6]阵列接收宽带信号的建模方法及仿真[J]. 于红旗,刘剑,黄知涛,周一宇. 电子对抗. 2006 (04)
博士论文
[1]稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究[D]. 卢丹.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]导航信号体制抗压制式干扰研究[D]. 刘江楠.西安电子科技大学 2017
[2]基于自适应滤波的北斗导航抗干扰技术研究[D]. 侯淑清.南京理工大学 2017
[3]七通道北斗自适应抗干扰算法与FPGA实现研究[D]. 张臣勇.电子科技大学 2016
[4]导航接收机抗窄带干扰技术研究与实现[D]. 赵月露.西安电子科技大学 2015
[5]北斗导航抗干扰算法研究及实现[D]. 袁上策.电子科技大学 2015
[6]卫星导航抗干扰算法研究及系统设计[D]. 张亚玲.西安电子科技大学 2014
[7]GPS接收机多通道自适应抗干扰技术研究与实现[D]. 余波.电子科技大学 2013
[8]导航接收机空域自适应干扰抑制技术研究及实现[D]. 翟永刚.电子科技大学 2009
[9]宽带信号DOA估计和DBF技术算法研究[D]. 王姝.电子科技大学 2005
本文编号：3436947
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 北斗导航系统简介
1.3 导航抗干扰技术研究现状
1.4 本文的主要工作与论文结构
第二章 北斗自适应抗干扰模型及理论
2.1 阵列天线模型
2.1.1 均匀直线阵列
2.1.2 均匀圆环阵列
2.1.3 阵列宽带信号接收模型
2.2 阵列抗干扰技术原理
2.2.1 空域抗干扰技术原理
2.2.2 空时二维滤波基本原理
2.3 自适应滤波算法
2.3.1 自适应波束形成
2.3.2 最优滤波准则
2.4 本章小结
第三章 空时抗干扰算法与空域降维算法研究
3.1 基于LCMV准则的功率倒置算法研究
3.1.1 阵元数与抗干扰性能
3.1.2 干扰带宽与抗干扰性能
3.1.3 时延抽头与抗干扰性能
3.2 自适应算法
3.2.1 协方差矩阵求逆算法
3.2.2 最小均方算法
3.2.3 递归最小二乘算法
3.3 降维算法研究
3.3.1 降维算法原理
3.3.2 降维波束设计
3.3.3 降维算法性能分析
3.4 本章小结
第四章 基于FPGA的抗干扰平台设计
4.1 FPGA简介
4.2 北斗抗干扰系统硬件设计
4.2.1 ADC电路
4.2.2 时钟电路
4.2.3 DAC电路设计
4.3 数据预处理模块设计
4.3.1 数据同步处理
4.3.2 带通滤波器设计
4.3.3 希尔伯特变换设计
4.4 驱动程序设计
4.4.1 ADC驱动程序设计
4.4.2 时钟驱动程序设计
4.5 本章小结
第五章 自适应抗干扰系统设计与实验
5.1 空时二维滤波算法FPGA实现
5.2 RLS抗干扰算法硬件仿真
5.3 降维算法硬件实现
5.4 抗干扰算法硬件实验
5.5 降维算法硬件实验
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球导航卫星系统发展与中国北斗系统建设[J]. 曹冲. 科学. 2018(03)
[2]Effects of Power Inversion Spatial Only Adaptive Array on GNSS Receiver Measurements[J]. Hailong Xu,Xiaowei Cui,Mingquan Lu. Tsinghua Science and Technology. 2018(02)
[3]北斗-3卫星的创新和技术特点[J]. 谢军,王金刚. 国际太空. 2017(11)
[4]北斗导航终端抗干扰技术设计与实现[J]. 刘小波,练灿明. 数字技术与应用. 2016(06)
[5]压制式干扰对GNSS接收机的影响及应对策略[J]. 赵新曙,王前. 全球定位系统. 2014(06)
[6]阵列接收宽带信号的建模方法及仿真[J]. 于红旗,刘剑,黄知涛,周一宇. 电子对抗. 2006 (04)
博士论文
[1]稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究[D]. 卢丹.西安电子科技大学 2013
硕士论文
[1]导航信号体制抗压制式干扰研究[D]. 刘江楠.西安电子科技大学 2017
[2]基于自适应滤波的北斗导航抗干扰技术研究[D]. 侯淑清.南京理工大学 2017
[3]七通道北斗自适应抗干扰算法与FPGA实现研究[D]. 张臣勇.电子科技大学 2016
[4]导航接收机抗窄带干扰技术研究与实现[D]. 赵月露.西安电子科技大学 2015
[5]北斗导航抗干扰算法研究及实现[D]. 袁上策.电子科技大学 2015
[6]卫星导航抗干扰算法研究及系统设计[D]. 张亚玲.西安电子科技大学 2014
[7]GPS接收机多通道自适应抗干扰技术研究与实现[D]. 余波.电子科技大学 2013
[8]导航接收机空域自适应干扰抑制技术研究及实现[D]. 翟永刚.电子科技大学 2009
[9]宽带信号DOA估计和DBF技术算法研究[D]. 王姝.电子科技大学 2005
本文编号：3436947
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