GNSS调零抗干扰天线的反欺骗性能分析

为分析全球卫星导航系统(GNSS)中存在欺骗干扰的场景下调零抗干扰天线的反欺骗性能,推导出在快拍数有限的情况下,功率倒置(PI)算法利用调零天线处理后输出真实信号和欺骗信号功率的理论公式. 详细分析了欺骗信号到达天线阵口面的功率对真实信号和欺骗信号输出功率的影响,通过欺骗抑制比这一指标来衡量PI自适应调零天线的反欺骗性能. 分析得出:即使欺骗信号功率在噪声水平之下,使用PI算法的自适应调零抗干扰接收机依然能对欺骗干扰进行抑制,在欺骗信噪比高时,抑制效果更加明显. 最后通过仿真和硬件平台实测验证了结论的正确性.      

卫星导航干扰抑制与信号增强算法研究

针对功率倒置(PI)抗干扰算法只能抑制干扰而不能增强导航信号问题,采用级联空域抗干扰算法．第一级通过并行基于正交子空间投影的PI算法处理消除强干扰,然后第二级利用卫星导航信号循环平稳性对期望信号进行波束形成,增强卫星导航信号,进一步提高信干噪比．最后通过仿真验证该方法的有效性．      

导航接收机线性阵列天线抗多径方法

本文提出一种导航接收机最小方差抗多径方法,针对均匀线阵空时二维滤波器结构,推导出权值求解公式,能使天线接收方向图在干扰信号的到达方向上形成窄的零陷,同时对地面反射的有用信号多径方向自适应地形成零陷。仿真结果验证了本文空时滤波结构抑制多径信号的有效性。算法可以应用在车载、机载、弹载抗干扰导航接收机设备,适应实际环境中存在复杂干扰以及多径信号等情况。     

GPS抗干扰功率倒置阵算法仿真研究

首先介绍了GPS信号的特点和功率倒置阵的特点，说明在GPS抗干扰中功率倒置阵的实用性。在此基础上采用LMS算法计算功率倒置阵的权值并画出最优加权下的阵的方向图，表明在存在干扰情况下，功率倒置阵能自动在干扰方向形成方向图零陷，从而达到抑制干扰的目的。     

GNSS无线电掩星大气探测系统干扰抑制的子空间投影方法

根据GNSS卫星信号之间互相关的特点,提出利用子空间投影进行干扰抑制的算法,并对该算法进行分析与改进,利用系统的输出信千噪比和误码率对算法的精确性进行了评估.通过对仿真结果的分析,验证算法可降低误差对干扰抑制性能的影响,并减少计算量.     

一种基于少通道准校正GNSS干扰信号的空间谱测向方法

针对导航干扰信号测向初始相位估计难度大导致空间谱测向精度低、误差大的问题,提出了一种以经典多重信号分类(MUSIC)算法为基础的“少通道准校正空间谱测向方案”. 该方案是在每个通道内加入校准源,从而获得任意两个通道的初始相位差,减小了通道间的初始相位差对协方差矩阵计算的影响,实现空间谱测向的目的. 将所提的方案应用于五阵元三通道测向天线并在试验场地进行测试,实验结果表明:该方法能够解决复杂场景下单信号、双信号的测向,在低信噪比(SNR)的情况下,测向误差仍能保持在3.5°左右,测向精度较高,测向结果与全通道的测向结果基本一致.      

减小有用信号损失的BDS窄带干扰抑制技术研究

窄带干扰抑制的关键在于抑制干扰的同时尽可能地减少有用信号的损耗,论文基于时频域结合的干扰抑制方法,在完成频域干扰参数检测的基础上,重点针对影响干扰抑制效果和有用信号损耗的关键环节——无线冲激响应（IIR）陷波器的设计展开研究,根据零极点配置原理,通过理论研究和详细的推导分析,提出通过增加一对零极点,并结合理论计算确定极角与极径,在保证通带增益可控且过渡带对称的前提下,使陷波器得到更为陡峭的带阻特性,理论上可减少有用信号的损耗、提高抑制干信比. 与目前主流的时域最小均方算法（LMS）算法、基于快速傅里叶变换（FFT）的频域抑制算法和传统型时频域结合算法的仿真结果对比证明,提出的方法捕获峰噪比分别提升了53.47％、8.369％和5.907％,平均输出载噪比分别提升了5.1472 dB、2.0037 dB和0.5086 dB,在有效抑制干扰的同时,保留了更多的导航信号.      

GPS天-地无源双基地雷达探测海面移动目标

GNSS卫星作为一种照射源,可与地面接收机构成天-地无源双基地雷达系统,用于海面移动目标探测。但是,海面目标（如船只）反射的GNSS信号能量微弱,常被淹没在背景噪声和干扰信号中。针对这一问题,本文提出利用目标的运动特点聚集目标回波能量的目标探测方法。首先,将船只的运动轨迹看作合成孔径,采用SAR成像技术——距离多普勒算法（range-Doppler algorithm,RDA）实现目标回波能量的压缩聚集,同时抑制干扰信号（如海面杂波）。然后,使用相位梯度自聚焦算法（phase gradient autofocus,PGA）作自聚焦处理,进一步聚集目标回波能量。通过现场试验采集的数据验证了本文算法。试验结果表明,本文方法能够同时聚集多个目标回波能量,精确地估计目标到接收机的距离,并判断目标的移动方向。     

采用调零天线阵测向解GNSS姿态仪的整周模糊度

由多个单元天线组成的GNSS调零天线阵通常用于在大功率干扰信号来波方向上形成天线波束方向图零点,以此来抗压制性干扰。采用此调零天线阵所自然形成的二维短基线,按照电子侦察中多基线干涉仪测向原理,通过短基线的相位差测量值来解GNSS姿态仪长基线的相位差模糊,从而实现了GNSS姿态仪的整周模糊度的实时解算。该方法通过GNSS姿态仪与调零天线阵的组合应用,不仅提高了解模糊的性能,而且增强了整个系统抗干扰反欺骗的能力,从而为GNSS姿态仪和调零天线的拓展应用提供了重要参考。      

两种GPS天线阵列抗干扰算法研究及仿真

介绍了自适应天线阵列信号响应的数学描述,论述了在GPS抗干扰应用中广泛采用的基于最小均平方（LMS）的自适应算法的原理和实现过程,并对算法进行了仿真。提出了一种优于LMS算法的自适应数字波束形成（DBF）技术,推导出了其最优权系数矢量的计算方法,并对该算法进行了仿真。仿真结果表明：4阵元LMS的自适应调零算法对于单干扰的抑制和双干扰的抑制都达到了较好的效果,同时也体现了该算法零陷的优点。     

基于GPS软件接收机的抗窄带干扰方法

针对硬件接收机中传统抗干扰方法成本高、体积大、功率大和环境受限等问题,提出了用GPS软件接收机作为抗干扰算法研究平台,用子空间分解的时域滤波法和频域滤波法消除窄带干扰,其中频域滤波法中干扰频率分量置零有时会引起信号在时域波形畸变。为了解决该问题,提出了用广义延拓插值法,得到干扰频带去除干扰后的广义延拓插值估计信号。实验仿真结果表明,两种方法都能有效而可靠地去除窄带干扰,基于广义延拓插值的频域滤波法更显其优越性。     

基于正交子空间投影的伪卫星远近效应消除方法CSCD

针对地基伪卫星系统中接收机受到远近效应影响无法正确捕获远场伪卫星信号这一问题,引入了基于正交子空间投影算法的捕获优化方法.该方法应用于码分多址伪卫星信号,通过常规滑动相关法得到的强信号码相位和多普勒频移计算正交投影算子,将接收信号与其在强信号空间的投影相减得到弱信号空间并重新进行捕获,以消除强信号对弱信号的干扰.实验结果表明:强弱信号在小于30 dB的功率比范围内,应用正交子空间投影法可以有效改善弱信号捕获性能.这对拓宽地基伪卫星系统的有效工作范围、提升伪卫星接收机信号功率比容忍限度具有重大意义.     

Volume Height Estimation based on Fusion of Discrete Fourier Transform (DFT) and Least Square (LS) in a Tomographic SAR Application

Tomographic-SAR (Synthetic Aperture Radar) is a 3D Radar imaging technique, based on spectral estimation tools. This technique is used to estimate the distribution of the backscattering signal in the elevation axis, for each azimuth-range resolution cell of the SAR image. Spectral estimation algorithms belong to two families, non parametric estimation algorithms which include DFT (Discrete Fourier Transform), SVD (Single Value Decomposition), MUSIC (Multiple Signal Classification), CAPON and parametric estimation algorithms such as LS (Least Square) and ESPRIT (Estimation of signal parameters via rotation invariance techniques). In this paper we present an inversion algorithm based on the fusion of DFT and LS for the estimation of the reflectivity signal along the elevation axis. With an appropriate combination of these two algorithms and a realistic modeling of the signal distribution, we obtain a high resolution estimate of the reflectivity signal with medium computational effort. The inversion algorithm is tested on a forested area (Västerbotten in northern Sweden), with multibaseline data set acquired in L-band (BioSAR-2008 project). Results are promising with the proposed algorithm. We used MUSIC and RVoG (Random Volume over Ground) inversions for comparison and LIDAR (Laser Imaging Detection And Ranging) image as datasets for validation of the results.     

卫星导航接收机抗欺骗干扰方法研究

在分析各种可能的欺骗干扰方法的基础上,研究了欺骗干扰信号的特性,并从信号体制设计和接收机信号处理两个不同层面提出了一系列通用的抗欺骗措施,可直接用于关键民用基础设施GNSS接收机的抗欺骗设计。     

基于蚁群算法的干扰源优化设计技术

在电子对抗新形式的战争中,对卫星导航实施有效的干扰将会极大程度地削弱敌方作战能力。若要对特定区域实施有效的干扰,干扰源的部署方案选择至关重要。为取得理想的干扰效果,本文结合压制式和欺骗式干扰原理以及现代战争的特点,对卫星导航干扰源部署问题进行建模,在干扰源部署方案中选取任务区域干扰效益和平均危险指数作为衡量特定部署方案下干扰能力的指标,建立多目标组合优化模型,并运用蚁群算法优化部署方案。通过仿真分析表明,混沌蚁群算法能有效对干扰源部署方案进行优化,实现对卫星导航的有效干扰。      

Vulnerability of the GPS Signal to Jamming

The Global Positioning System (GPS) and Wide Area Augmentation System (WAAS) provide lower power signals that are susceptible to interference. The potential exists for a person or organization to jam GPS or WAAS signals, causing a loss of service over a large area. Accidental interence by extraneous radio transmissions on the GPS frequency also can cause loss of service. Jamming has become a serious issue for GPS, and the U. S. military is making a significant effort to mitigate jamming effects. While jamming is a major concern of the military, interference is of a no lesser concern to the civilian sector. In fact, with varying emphasis both jamming and interference are concerns of the entire GPS user community. This article explores jamming and interference threats to the GPS. We provide a general overview of the GPS signal structure, discuss jamming effects on the GPS, and consider mitigating options. ? 1999 John Wiley & Sons, Inc.