GNSS自適應陣列通道不一致性校正技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS, Global Navigation Satellite System)處于日益惡劣的電磁干擾環(huán)境下,抗干擾型導航接收機起著越發(fā)重要的作用。它利用自適應陣列進行空域干擾抑制(DBF)有效地避免干擾,提高信干噪比,從而有利于接收機后端的信號捕獲、跟蹤、位置解算功能。然而,在實際應用中,DBF抗干擾性能深受陣列通道不一致性問題的影響。因此,為了保證導航接收機抗干擾能力,對于接收機通道不一致性校正方法的研究要求

2、也越來越迫切。論文圍繞 GNSS導航接收機自適應陣列通道不一致性的問題展開了深入的研究,目的是提出結(jié)合導航接收機特性的通道不一致性校正方法。論文主要工作和具體內(nèi)容如下:
　　1.研究了衛(wèi)星導航接收機通道不一致性的特性,發(fā)現(xiàn)接收機通道的天線部分是通道不一致性的重要組成部分,不容忽視。而常用的通道不一致性校正方法僅僅考慮了射頻前端部分的不一致性。因此,必須針對 GNSS自適應陣列通道不一致性研究校正方法。
　　2.研究了通道不一

3、致性對衛(wèi)星導航接收機的影響。首先從不同的抗干擾性能衡量標準的角度出發(fā),研究發(fā)現(xiàn)通道不一致性會造成抗干擾性能惡化,表現(xiàn)為陣列方向圖零點深度減小,干擾抑制度減小以及捕獲過程中最高峰與次峰比值減小。然后研究發(fā)現(xiàn)通道的非理想頻率特性會造成衛(wèi)星信號偽隨機碼的碼元高度、碼相位延遲發(fā)生變化,進而造成相關(guān)峰峰值變化、相關(guān)峰出現(xiàn)總體上延遲以及發(fā)生傾斜,給碼延遲估計帶來誤差,而通道不一致性則會導致經(jīng)過不同通道的衛(wèi)星信號變化不一致。最后通過理論推導發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星信

4、號經(jīng)過各通道后的不一致性變化會造成空域干擾抑制模塊輸出的衛(wèi)星信號與本地參考信號的相關(guān)峰發(fā)生畸變,并且畸變情況隨DBF權(quán)向量變化,造成碼延遲估計誤差隨加權(quán)系數(shù)變化,不易補償,最終導致偽距測量誤差。
　　3.研究接收機通道不一致性的窄帶模型,提出了一種用于GNSS自適應陣列的通道不一致性窄帶校正方法。該方法充分利用導航接收機能夠提供位置信息的優(yōu)勢,并且結(jié)合導航信號自相關(guān)特性以及正交投影原理,在不依賴于任何輔助源的情況下實現(xiàn)了通道不一致

5、性的校正。首先對該方法進行了理論分析,然后通過仿真證明了該方法可以準確估計出表征通道不一致性的誤差矩陣的參數(shù),利用該方法校正后的自適應陣列進行DBF時,抗干擾性能得到大大地提升。同時分析了校正過程中的接收信號信噪比 SNR以及相關(guān)時間 T這兩個因素對方法性能的影響。最后研究了方法的容差性,分析了衛(wèi)星信號來波方向這一先驗信息的誤差來源,通過仿真證明在該先驗信息存在最大角度誤差時,該方法仍能夠很好地實現(xiàn)通道不一致性校正。
　　4.研究

6、接收機通道不一致性寬帶模型,提出了一種用于衛(wèi)星導航接收機的通道頻域均衡方法。該方法的關(guān)鍵點是在通道頻域均衡前,利用接收衛(wèi)星信號與本地參考信號的相關(guān)峰值及其附近足夠多的點,結(jié)合在頻域上對通道特性進行泰勒級數(shù)展開的方式,采用最小二乘求解出泰勒級數(shù)系數(shù)實現(xiàn)了通道頻率特性的在線估計。它有效地避免了常用通道均衡方法中采用線性調(diào)頻信號(LFM)作為輔助校正信號的諸多缺點。在獲取各通道頻率響應后,采用逆傅里葉變換頻域均衡算法實現(xiàn)了通道不一致性校正。首