新体制GNSS信号干扰算法与效能分析

发布时间：2020-05-05 19:32

【摘要】：全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)能够提供全天候的、连续且实时的导航服务,并已覆盖海、陆、空、天等领域。随着GNSS的不断升级,新型的二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,简称BOC)族调制技术正逐步投入实际应用。现代军事对抗中,广泛使用的精确制导武器和无人作战平台都普遍依赖GNSS信号,从而逐步催生了作为反制措施的GNSS信号干扰技术的理论研究和实际应用。在民用领域,相关干扰技术也被用于对抗擅自闯入禁区的小型无人机,实现机场等要地的防护。因而,在基于复杂电磁环境的信息对抗力度日益加大的背景下,加强对新体制卫星导航信号干扰算法的研究具有十分重要的理论意义和现实价值。本文着重研究了新体制GNSS调制信号干扰算法与效能分析,主要研究内容包括:(1)研究了BOC信号的基本原理,其频谱具有分裂的特点,信号的能量被偏移到主瓣两侧。基于BOC信号,得到了新的复合调制信号——TMBOC信号、AltBOC信号以及B1C信号。分析了它们的自相关函数以及归一化功率谱密度。(2)针对卫星导航系统BOC(10,5)调制信号,分析了连续波干扰、带限高斯白噪声干扰、正弦波调频干扰、三角波调频干扰、二进制相位调制干扰、伪码相关干扰等干扰方法。通过MATLAB仿真,比较解扩前后干扰功率谱密度变化,分析干扰效能,得到了不同干扰样式对BOC(10,5)信号功率谱的影响,确定了最佳干扰算法。(3)从GNSS调制信号的产生、基带和中频信号调制、数模变换、上变频与功率预放等角度出发,设计了DSP模块、FPGA模块、数模变换模块、正交上变频模块与功率预放模块,阐述了各个模块的主要实现功能及设计原理。(4)针对GNSS信号干扰机,分析了GNSS接收到的干扰信号功率和抗干扰裕度,然后提出了全方位的三维立体分布式卫星导航干扰方法,开发了GNSS分布式干扰立体组网软件。
【图文】：

新体制 GNSS 信号干扰算法与效能分析定的频段给 GNSS 系统，目前国际上较成熟的 GNSS 如 GPS、Galileo、GLONASS、BDS 系统的导航信号大多都位于相邻的频段上，由于不同的卫星导航定位系统不断完善各自的调制信号，这使得传统的 PSK调制信号不能解决信号间干扰、频段拥挤等问题[2,9-11]。图 1.1 所示[7]是 Galileo和 GPS 系统频带分配，图 1.2 所示[7]是 Galileo 系统在 L5、E6 和 L1 频段上的调制信号，，如何选择调制方式，由图 1.1 和图 1.2 所示，可以看到频段资源是固定且有限的，所以在同一频段上，使得来自不同系统的频谱错开是十分迫切的问题。GNSS 调制信号的差异导致其频谱图也不一样，在有限的频带内想要获得最优化的频谱，这其中包含满足兼容、码跟踪精度、互操作及多径的特性[12]。总之，卫星导航定位系统设计的始终都离不开调制信号的设计。

使得来自不同系统的频谱错开是十分迫切的问题。GNSS 调制信号的差异导致其频谱图也不一样，在有限的频带内想要获得最优化的频谱，这其中包含满足兼容、码跟踪精度、互操作及多径的特性[12]。总之，卫星导航定位系统设计的始终都离不开调制信号的设计。图 1. 1 Galileo 和 GPS 系统频带分配示意图
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN967.1

【参考文献】

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本文编号：2650646