卫星导航系统中高性能干扰抑制新方法研究及实现

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目卫星导航系统中高性能干扰抑制新方法研究及实现学科专业信号与信息处理学号201121020446作者姓名王宇指导教师李会勇副教授分类号密级注1UDC学位论文卫星导航系统中高性能干扰抑制新方法研究及实现（题名和副题名）王宇（作者姓名）指导教师李会勇副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理

2、提交论文日期2014.3.31论文答辩日期2014.5.9学位授予单位和日期电子科技大学2014年6月27日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHANDIMPLEMENTIONOFTHE NEWANTI_JAMMINGMETHODSWITHHIGH PERFORMANCEFORNAVIGATIONSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMaj

3、or:SignalandInformationProcessingAuthor:WangYuAdvisor:LiHuiyongSchool:SchoolofElectronicEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确

4、的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要全球卫星导航系统在民用领域的普及程度越来越高，在军事领域的重要性更是日益凸显，但同时由自身脆弱性所导致的

5、极易受到人为干扰破坏的问题也很严重。改善卫星性能和排布方式虽然是最有效的抗干扰手段，但成本过高而且耗时很长，因此利用软件无线电技术在接收终端进行干扰抑制是目前的主流方向。本文在这样的背景下对基于阵列信号处理的接收终端抗干扰技术及其硬件实现进行了研究和分析。功率倒置是基于阵列的导航抗干扰中最常用的方法之一，基于功率倒置的权值更新算法较多，其中LMS（最小均方误差）算法因其在实现时运算量较小而成为工程首选，但是LMS也存在着自身无法回避的缺陷。本文在此基础上详细介绍了另外一种计算权值的方法即SMI（采

6、样矩阵求逆）算法，最后通过仿真将它与LMS算法在纯空域和空时结构下的性能进行了对比。仿真结果说明，LMS算法的收敛性能对自相关矩阵特征值的分布十分敏感，而SMI算法则可以有效地克服这个问题；SMI的空时结构能够在一定程度上改善卫星信号和干扰信号来向靠近时的信号损失问题。在算法分析的基础上，本文基于一个集成StratixII系列FPGA芯片的导航接收机前端首先介绍了AD变换以后的数字域处理流程，然后给出了纯空域SMI算法的FPGA实现方案，并利用实测数据进行了设计中各模块功能的仿真验证。最后进行外场

7、实验，通过信号源远场发射干扰信号，有规律地改变干扰发射类型和发射功率，通过采集片上实时数据进行频谱分析的方法验证空域SMI算法的干扰抑制性能。在空域算法实现的基础上，本文通过接收机内嵌的型号为OMAP_L138的DSP芯片制定了空时二维SMI算法的FPGA和DSP联合实现方案，并着重介绍了该方案中FPGA定点运算部分各模块的实现流程，通过实测数据进行了ModelSim仿真验证。最后采取与空域相同的外场实验手段，通过采集实时数据进行空时二维SMI算法的干扰抑制性能的分析，并与纯空域进行了对比。关键词

8、：导航抗干扰，采样矩阵求逆，空时结构，FPGA实现IABSTRACTABSTRACTThepenetrationincivilianareasofglobalsatellitenavigationsystemisincreasing inrecentyearsanditsimportanceisevenmoreprominentinthemilitaryfield.Butthe satellitesignalisveryweakanditiseasilyattackedbyAnth