导航接收机抗窄带干扰技术研究与实现

发布时间：2017-09-03 02:26

  本文关键词：导航接收机抗窄带干扰技术研究与实现

  更多相关文章： 导航接收机 干扰抑制 高斯牛顿算法 多级维纳滤波算法 ZYNQ-7000

【摘要】：全球导航卫星系统(英文全称是Global Navigation Satellite System,简称GNSS),是依靠先进的现代科学技术而建立发展起来的卫星定位系统,具有全能性、全天候、连续性和实时性等特点,能够为用户提供精确的定位、测速和授时服务,在军事和民用领域得到了广泛应用。因此,世界各国都在争相发展自己的卫星导航系统,如美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的GALILEO系统,以及中国的北斗导航系统。由于卫星导航接收机所处的工作环境日益复杂,而且卫星信号容易受到有意或无意的干扰,卫星导航接收机的抗干扰能力成为其能否正常工作的关键问题。研究卫星导航接收机抗干扰技术,对于提高卫星导航系统在复杂电磁环境下的工作性能及增强其在各种环境中的适用性具有重要意义。在卫星导航系统中,窄带干扰是一个非常重要的问题,影响着整个系统的性能,若窄带干扰信号总功率超过了系统的干扰容限,则系统性能会严重恶化甚至不能工作。本文针对导航接收机中的抗窄带干扰技术进行了研究,设计并实现了满足指标要求的基于FPGA的导航接收机系统窄带干扰抑制技术。论文的主要工作如下:1、对导航接收机面对的干扰威胁及其干扰特性进行了分析,建立了干扰信号模型,并对卫星信号的组成和特性进行了分析。2、研究了基于时域和频域滤波的导航接收机窄带干扰抑制技术。在时域窄带干扰抑制中,采用基于高斯牛顿算法的IIR陷波器以及基于LMS算法、RLS算法和MWF算法的自适应横向FIR滤波器,通过Matlab仿真验证了算法应用于导航接收机干扰抑制可行性,同时分析、比较了算法的性能;在频域窄带干扰抑制中,给出了一种基于FFT变换的自适应窄带干扰抑制技术,并完成算法的仿真、分析和验证。3、根据需求分析和指标要求,给出了导航接收机干扰抑制系统硬件实现方案,以FPGA为核心进行了技术实现。重点围绕ZYNQ-7000芯片以及集成Microblaze软核的信号处理功能进行了设计,完成了基于时域相关相减多级维纳滤波算法的工程实现。最后,搭建了测试环境,对抗干扰系统进行测试,测试结果表明,论文所设计的抗干扰系统能够有效的抑制窄带干扰,满足了设计指标要求。
【关键词】：导航接收机 干扰抑制 高斯牛顿算法 多级维纳滤波算法 ZYNQ-7000
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN965.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 全球卫星系统概述15-17
• 1.1.1 GPS系统16
• 1.1.2 GLONASS系统16-17
• 1.1.3 GALILEO系统17
• 1.1.4“北斗”系统17
• 1.2 课题研究目的及意义17-18
• 1.3 国内外研究现状18-19
• 1.4 论文组成结构19-21
• 第二章 卫星导航系统及干扰特性分析21-31
• 2.1 卫星导航接收机基本结构21-23
• 2.2 卫星导航信号简介23-28
• 2.2.1 导航信号的构成23-24
• 2.2.2 扩频通信技术24-25
• 2.2.3 伪随机码的产生及其相关性25-28
• 2.3 卫星导航系统干扰特性分析28-30
• 2.3.1 潜在无意的干扰28
• 2.3.2 人为的有意干扰28-29
• 2.3.3 干扰信号建模29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 时域窄带干扰抑制技术31-63
• 3.1 自适应IIR滤波技术31-45
• 3.1.1 全通陷波器31-34
• 3.1.2 改进的自适应高斯牛顿算法34-40
• 3.1.3 仿真结果40-45
• 3.2 自适应FIR滤波技术45-62
• 3.2.1 LMS算法46-49
• 3.2.2 RLS算法49-51
• 3.2.3 多级维纳（MWF）滤波算法51-56
• 3.2.4 仿真结果56-62
• 3.3 本章小结62-63
• 第四章 变换域窄带干扰抑制技术63-69
• 4.1 基于变换域的窄带干扰抑制系统63-64
• 4.2 基于快速傅里叶变换的干扰抑制算法64-67
• 4.2.1 变换域干扰抑制原理64-66
• 4.2.2 自适应门限滤波算法66-67
• 4.3 仿真结果67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第五章 硬件设计与实现69-91
• 5.1 Vivado开发环境及芯片简介69-71
• 5.1.1 Vivado开发环境69
• 5.1.2 ZYNQ-7000平台介绍69-71
• 5.2 基于ZYNQ-7000的平台设计71-83
• 5.2.1 系统框架设计71-73
• 5.2.2 ZYNQ平台搭建73-76
• 5.2.3 窄带干扰抑制模块设计76-83
• 5.3 工程测试83-89
• 5.3.1 窄带干扰抑制模块测试83-85
• 5.3.2 系统整体测试85-87
• 5.3.3 测试结果87-89
• 5.4 本章小结89-91
• 第六章 全文总结与展望91-93
• 6.1 全文总结91
• 6.2 未来展望91-93
• 参考文献93-97
• 致谢97-99
• 作者简介99-100

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王祯;王尔申;代双亮;戴丽兴;;GPSC/A码发生器的仿真研究与FPGA设计[J];电子设计工程;2013年24期

2 刘基余;;北斗卫星导航系统的现况与发展[J];遥测遥控;2013年03期

3 于雪晖;徐京;柳涛;;GPS信号快速捕获技术研究及仿真[J];电子设计工程;2012年08期

4 丁金军;;GPS干扰与抗干扰技术发展现状分析[J];硅谷;2012年03期

5 张怡;姚习平;黄印;;GPS空时抗干扰中一种改进的MWF算法的应用[J];电子设计工程;2011年23期

6 王青岳;路青起;陈超波;;LMS算法在自适应滤波器中的应用[J];中国科技财富;2009年06期

7 陈黎霞;李亚萍;姚淑霞;;基于LMS算法和Matlab的自适应滤波器的设计[J];华北水利水电学院学报;2008年04期

8 马俊;段新文;赵建飞;;自适应滤波器LMS算法的DSP实现[J];现代电子技术;2008年13期

9 于雨;王呈贵;郭富强;;针对变换域窄带干扰抑制的干扰研究[J];航天电子对抗;2008年03期

10 孟大伟;冯振明;陆明泉;;GPS接收机频域自适应抗干扰算法研究[J];微计算机信息;2008年13期

，

本文编号：782344