基于阵列天线的姿态高动态GNSS抗干扰算法研究

发布时间：2017-06-24 23:13

  本文关键词：基于阵列天线的姿态高动态GNSS抗干扰算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在民用领域和军用领域的应用越来越广泛,但GNSS极易受各种干扰影响,因而GNSS抗干扰问题已经成为卫星导航领域研究的重点。随着科学技术的发展,越来越多现代先进的新型武器,如导弹等,可能做高速旋转运动而处于姿态高动态环境。此时接收机平台很不稳定,不仅干扰的来向会发生快速变化,卫星信号的来向也会发生快速变化,导致常规的自适应抗干扰算法失效。因此,对GNSS姿态高动态抗干扰算法的研究很有必要。本文主要研究了姿态高动态下的自适应干扰抑制算法。主要内容包括:第一,基于均匀线阵和均匀圆阵分别建立数学模型,并推导了姿态高动态下卫星信号及干扰来向的变化。在均匀线阵下,信号和干扰的来向变化大小与载体的转速有关。在均匀圆阵下,卫星信号的方位角发生快速变化,但是俯仰角的变化近似为零,可以忽略不计;干扰的方位角和俯仰角都会发生快速变化,且干扰的俯仰角的变化与干扰机离载体的距离和前进速度存在有一定的关系。第二,针对均匀线阵,提出基于来向已知的宽零陷宽主瓣干扰抑制方法。该方法能够同时有效跟踪干扰和信号来向的快速变化,能够在信号方向上形成增益,提高信噪比,但是需要阵列流形信息。第三,针对均匀线阵,提出基于解扩重扩的来向未知的宽零陷宽主瓣干扰抑制方法,该方法能够同时有效跟踪干扰和信号来向的快速变化,具有良好的稳健性,不需要阵列流形信息。第四,针对均匀圆阵提出基于Capon的宽零陷宽主瓣干扰抑制方法。该方法可以有效抑制来向快速变化的干扰。同时,卫星信号在短时间内也不会移出主瓣。
【关键词】：全球导航卫星系统 姿态高动态 自适应干扰抑制 零陷加宽
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 卫星导航系统发展现状10-12
• 1.3 国内外研究现状12-14
• 1.4 本文的主要工作及论文结构14-16
• 第二章 自适应阵列信号处理的相关理论基础16-25
• 2.1 自适应阵列信号处理的基本理论16-20
• 2.1.1 空间自适应阵列描述16
• 2.1.2 均匀线阵信号模型16-18
• 2.1.3 均匀圆阵信号模型18-20
• 2.2 阵元间距的选取20-24
• 2.2.1 ULA的阵元间距的选取20-22
• 2.2.2 UCA的阵元间距的选取22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 姿态高动态对卫星信号及干扰的影响25-35
• 3.1 姿态高动态定义25-27
• 3.2 姿态高动态下的多普勒频移27-29
• 3.3 卫星信号及干扰的DOA变化29-34
• 3.3.1 均匀线阵下的卫星信号及干扰的DOA变化29-31
• 3.3.2 均匀圆阵下的卫星信号及干扰的DOA分析31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 基于均匀线阵的宽零陷宽主瓣干扰抑制算法35-48
• 4.1 常用的零陷加宽方法35-38
• 4.1.1 Mailloux方法35-36
• 4.1.2 Zatman方法36
• 4.1.3 基于干扰来向变化统计模型的Laplace方法36-37
• 4.1.4 微分约束方法37-38
• 4.2 基于来向已知的宽零陷宽主瓣干扰抑制算法38-39
• 4.3 基于解扩重扩的宽主瓣宽零陷干扰抑制算法39-41
• 4.4 仿真实验及分析41-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 基于均匀圆阵的姿态高动态干扰抑制算法48-56
• 5.1 基于来向未知的宽零陷宽主瓣干扰抑制算法48-50
• 5.1.1 自适应权值计算48-49
• 5.1.2 阵列流形估计49-50
• 5.2 仿真实验及分析50-55
• 5.2.1 阵列流形估计仿真50-51
• 5.2.2 波束图分析51-53
• 5.2.3 性能分析53-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第六章 结束语56-57
• 参考文献57-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士期间所发表的论文62

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本文编号：479896