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全球定位系统(GPS,Global Positioning System)由于其具有全球性、全天候、连续性实时精准的导航定位授时功能,近年来在军事和民用领域都得到了广泛的应用。但是GPS卫星信号功率微弱,GPS很容易受到干扰而不能正常工作。因此开展GPS抗干扰算法的研究工作显得十分必要。
本文针对GPS接收机受到的人为压制式窄带和宽带干扰,结合频域、时域和空域滤波技术,提出一种基于FFT估计的时域陷波算法和基于阵列天线的功率倒置空域滤波算法的时空级联抗干扰算法,该算法能同时实现对窄带干扰和宽带干扰的有效拟制。本文首先简要介绍了GPS系统和GPS信号的结构特点,分析了当前存在的主要干扰模式,并对GPS信号和干扰进行了仿真;之后,对各种抑制窄带干扰的算法的性能进行了比较,并仿真分析了基于FFT的时域陷波的窄带干扰抑制算法和基于功率倒置空域滤波算法;最后,在四单元抗干扰阵列天线硬件平台上采集被干扰的卫星信号,利用实测信号对算法的抗干扰性能进行了测试。仿真结果表明:时域滤波和频域滤波算法都能较好抑制窄带干扰,但是时域滤波算法收敛慢,频域滤波算法占用资源大,基于FFT的时域陷波算法克服了二者的缺点,性能更优;功率倒置算法针对信号与干扰来波方向不同的情况下,有很好的干扰抑制效果;时空级联方案针对真实的受到干扰的卫星信号,能够同时抑制窄带干扰和宽带干扰,GPS软件接收机可以对其成功进行捕获。
采用基于FFT的时域陷波算法和功率倒置空域滤波算法结合的时空级联抗干扰总方案,使GPS接收机在多种恶劣干扰环境下也能正常工作,提高了GPS系统的抗干扰能力对于GPS接收机抗干扰自适应天线的设计和实际应用具有直接的指导意义。