导航系统正用于战场各种武器平台及飞行器,但容易受到干扰。因此导航信号抗干扰当前受到严重关注,是在理论、实现算法及技术等方面需要深入研究的课题。本文结合两个科研项目:一、航天部某研究所的委托的“GPS/GLONASS/北斗I三模抗干扰中频模块设计”;二、通信抗干扰技术国家级重点实验室基金项目“空时频多维DOA估计与方向约束抗干扰滤波技术研究”。这两个课题都与全球定位系统(GPS:Globe Positioning System)抗干扰技术密切相关。空时自适应处理(STAP:Space-Time Adaptive Processing)有较大的抗干扰自由度,是应对干扰环境的一种有效方法。为避开矩阵特征分解,可采用正交投影方法实现STAP。正交投影类算法都存在一个问题,即存在一个最佳的投影次数,超过之后会使信干噪比下降,这在实际中更明显。针对这一问题,提出两种解决方法。一、将对角加载引入典型的正交投影算法多级维纳滤波中,提高了算法的鲁棒性,使其在实际环境中获得稳定的抗干扰性能。二、运用多级维纳滤波器对观测数据矢量进行分析,估计出最佳投影次数,从而获得最优抗干扰效果。为使导航信号平台在多干扰环境下仍能正常工作,需在阵元数有限情况下,发挥现有接收天线的最大效能。对此采用级联方法处理,在复杂信号接收环境下检测并消除窄带干扰,然后用自适应阵消除其余干扰。在接收信号中含有多种干扰时,频谱较为复杂,难以采用一般处理窄带干扰的方法。为解决这一问题,采用了一种滑窗式的频谱处理法,可以在较复杂的频谱中有效检测出单频和窄带干扰。在空域处理中,提出一种成对变换的Jacobi迭代运算方法,可削减协方差矩阵特征分解的运算量。战场环境下,非平稳干扰以及载体高速运动对抗干扰性能影响较大,有必要研究有效解决方法。线性扫频(LFM:Linear Frequency Modulation)干扰是典型的非平稳干扰。可按如下方式处理:通过时频分析提取干扰信号参数,据此构建干扰子空间,用子空间投影的方法即可消除干扰。本文提出一种LFM干扰参数估计方法,相对于传统的Weigner-Hough变换,可以极大的减小运算量。文中分析了子空间投影处理中参数估计误差对于抗干扰性能的影响,给出相应解决方法。一般性非平稳干扰可用自适应阵对消,文中4.2节研究了该类干扰的波达方向估计,但将处理过程放在4.3节与平稳干扰一起讨论。这是因为,如用自适应阵处理,非平稳和平稳干扰可采用同样的处理方式。因此没必要在第4.2节单独讨论非平稳信号的对消。在时频分布的优化处理中,推导出自源点与互源点对应矩阵的迹的表达式,根据表达式可以清楚选出自源点。由于载体高速运动以及自身高频振动,干扰入射角在处理时段内有变动,可能使抗干扰性能下降很大,因此有必要研究应对方法。可分干扰方向已知和未知两种情况讨论。当干扰方向已知时,可用传统方法解决上述问题。对于干扰方向未知的情况,本文提出一种方法,在最优化表述中使用适合于实际情况的约束条件,据此推导出具备零陷扩展功能的自适应权值,可以有效应对载体动态带来的干扰入射角偏移。在GPS抗干扰的理论研究和系统设计中存在一个突出问题:仿真条件随意设置,没有反映真实信号接收环境。为解决这一问题,分别在仿真和设计环境中模拟了阵列天线上接收到的GPS信号,产生了贴近于真实的仿真和测试平台。之后在同一章描述了抗干扰系统的设计,可以用于三种导航信号的抗干扰。借助模拟产生的接收信号对抗干扰系统进行测试,可以更方便地改进设计。设计完成后进行了实测,过程测试和最终的定位结果检验了所设计的系统。