基于变换域方法抑制线性调频干扰的GPS接收机设计

GPS卫星接收机的自适应抗干扰设计
曾欣;郑建生;俞诗鲲
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2003(043)005
【摘要】提出了一种加强GPS卫星接收机抗干扰能力的技术实现方案,采用自适应调零技术以及天线阵的具体实现方式来消除干扰.文中还对自适应天线阵所采用的功率倒置的算法做了详细说明,并进行了计算机仿真.
【总页数】3页(P34-36)
【作者】曾欣;郑建生;俞诗鲲
【作者单位】武汉大学,现代通信实验室,湖北,武汉,430072;武汉大学,现代通信实验室,湖北,武汉,430072;武汉大学,现代通信实验室,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TN850;TN973.3
【相关文献】
1.GPS卫星接收机的自适应抗干扰处理器设计 [J], 李达;贺宁蓉;王永芳;孙迅
2.GPS卫星导航接收机调试工艺技术研究 [J], 魏东;刘晓辉
3.削弱GPS卫星和接收机硬件延迟对TEC反演精度影响方法的研究 [J], 余兰;岳建平;余颖;李珊
4.GPS卫星可见性预测与接收机的快速定位 [J], 袁海义;周浚哲;郝永平;王磊
5.一体化BDS/GPS卫星导航接收机设计与实现 [J], 张阿朋
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导航接收机时频域干扰抑制技术研究及实现的开题报告题目：导航接收机时频域干扰抑制技术研究及实现一、研究背景随着现代通信技术的飞速发展，各种无线电信号在电磁波频率谱中占据越来越多的带宽，同时也给全球卫星定位系统（GNSS）带来了越来越明显的干扰问题。

导航接收机作为GNSS的核心组件之一，也面临着越来越严峻的干扰挑战，如天线近场干扰、多径干扰、有源干扰等。

其中，干扰信号对导航接收机的性能影响最为显著，它们会导致导航接收机的定位误差、时钟偏移、多路径误差等指标的恶化，严重时可能导致GNSS 信号完全失效。

目前，为了抵御各种干扰信号，研究者们设计了各种消除或压制干扰的方法。

其中，时频域干扰抑制技术是非常有效的一种方法，它基于干扰信号在时频域的特性，通过数字信号处理技术将干扰信号从信号处理流程中剔除或最小化。

时频域干扰抑制技术已在多个领域中得到应用，如通信、雷达、声音处理、医学成像等领域。

二、研究内容本课题旨在研究导航接收机时频域干扰抑制技术，并在实际系统中进行验证。

具体研究内容如下：1. 理论分析时频域干扰抑制技术的基本原理和算法，包括频域滤波、时域滤波、小波分析等方法；2. 分析干扰信号在导航接收机中的特点和导致的影响，包括频率、波形、功率、时延等特性；3. 建立数学模型来描述干扰信号和导航信号的关系，分析干扰信号对导航信号的影响；4. 设计并实现一种时频域干扰抑制系统，包括硬件部分和软件部分。

硬件部分包括天线、前置放大器、中频放大器、数字化模块等；软件部分包括信号处理算法和数字信号处理器（DSP）；5. 通过实验验证该系统的效果，包括干扰抑制效果和导航性能的提升情况等。

三、预期成果1. 对导航接收机时频域干扰抑制技术的研究，提出一种可靠的干扰抑制算法，并在实际系统中进行验证；2. 开发一种具有高性能的干扰抑制系统，可用于航空、航天、军事、汽车等领域中的GNSS应用；3. 文献综述和实验结果的论文发表。

GPS抗干扰接收机射频前端的研制的开题报告一、研究背景随着GPS导航技术的广泛应用，GPS信号的使用频率越来越高，但同时也增加了GPS信号的干扰。

GPS信号的干扰源包括自然干扰和人为干扰。

自然干扰包括电离层扰动、多径效应等；人为干扰包括短波电台、雷达等。

因此，针对GPS信号的干扰问题，需要进行GPS抗干扰技术的研究。

当前GPS抗干扰技术主要分为硬件干扰抑制和软件干扰抵消两种。

硬件干扰抑制主要是通过改进GPS接收机的硬件结构和射频前端来实现。

而软件干扰抵消则主要是通过数字信号处理算法来实现。

因此，本研究主要针对GPS抗干扰接收机射频前端的研制展开研究。

二、研究内容本研究将主要围绕GPS抗干扰接收机射频前端的研制开展以下研究内容：1. GPS信号特点分析：对GPS信号的调制方式、频率、功率等特征进行分析，为接下来的GPS抗干扰接收机射频前端设计提供基础。

2. GPS干扰特点分析：对GPS信号受到的各种干扰进行分析，包括频率、幅度及时域特征等，为GPS抗干扰接收机射频前端的研制提供参考。

3. GPS接收机射频前端结构设计：根据GPS信号特点和干扰特点设计GPS抗干扰接收机射频前端的硬件结构，包括射频放大器、低噪声放大器、滤波器等部分的设计。

4. GPS接收机射频前端信号仿真：使用MATLAB等工具对GPS接收机射频前端设计的信号进行仿真，评估抗干扰性能及其适应性。

5. 抗干扰性能测试：对GPS抗干扰接收机射频前端的抗干扰性能进行测试，包括对多种干扰源下GPS信号接收质量的影响评估等。

三、研究意义本研究的结果将具有以下几个方面的意义：1. 提高GPS接收机的抗干扰能力，提高GPS信号的可靠性和精度，并为技术推广提供技术支持。

2. 为GPS研究提供新的发展思路和方法，进一步完善GPS技术，推动GPS技术与广泛应用的深度结合。

3. 该技术在民用和军事领域有广阔的应用前景，有利于提高国家安全和经济发展水平。

四、研究方法和技术路线本研究将主要采用文献调研、理论分析和实验测试相结合的方式进行。

一种GPS接收机级联抗干扰方法周柱;石峰;张尔扬;卢树军【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2010(26)9【摘要】文章研究GPS接收机抗干扰技术,提出了一种级联抗干扰方法,利用变换域消除窄带干扰,然后用互谱度量方法消除剩余干扰.文章给出了变换域抗窄带干扰方法的一般流程;设计了变换域方法的核心部分频域处理算法.证明在接收信号频谱中,如果某一段频谱平坦或接近平坦,这段频谱就服从高斯分布,并可推出谱线的幅度服从瑞利分布.根据这个性质,提出频谱分段处理的方法,利用接收信号频谱均匀频段的统计特性进行窄带干扰抑制.通过列举空时联合处理方法说明其资源消耗和信号失真均大于本文提出的级联方法.仿真表明在有宽带干扰存在的情况下,使用本文提出的方法可以检测并消除窄带干扰.通过多干扰环境下的仿真,测得该方法的抗干扰能力比空时联合方法更好.【总页数】7页(P1334-1340)【作者】周柱;石峰;张尔扬;卢树军【作者单位】国防科技大学电子科学与工程学院,长沙410073;国防科技大学电子科学与工程学院,长沙410073;空军工程大学工程学院,西安710038;国防科技大学电子科学与工程学院,长沙410073;国防科技大学电子科学与工程学院,长沙410073【正文语种】中文【中图分类】TN911.72【相关文献】1.基于循环平稳的级联空时GPS抗干扰方法 [J], 石斌斌;程翥;钱林杰;皇甫堪2.基于Householder多级最小模级联相消器导航接收机空时抗干扰方法 [J], 黄庆东;张林让;王纯;张波3.GPS接收机联合空时抗干扰方法 [J], 孙晓昶;皇甫堪;程翥;陈强4.一种GPS接收机冷启动抗干扰方法 [J], 王江安;吴笑峰5.一种卫星导航接收机固定多波束抗干扰方法 [J], 马衍秀; 马忠志; 李晓东; 杨述华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第４５卷　第１２期２０２３年１２月系统工程与电子技术ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＶｏｌ．４５　Ｎｏ．１２Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０２３文章编号：１００１ ５０６Ｘ（２０２３）１２ ３７７２ ０９　网址：ｗｗｗ．ｓｙｓ ｅｌｅ．ｃｏｍ收稿日期：２０２２０６１８；修回日期：２０２２１１１３；网络优先出版日期：２０２２１２２９。

网络优先出版地址：ｈｔｔｐｓ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２２１２２９．１８４０．０１０．ｈｔｍｌ基金项目：国家科技部重点研发项目（２０１９ＹＦＦ０２１７３００）资助课题 通讯作者．引用格式：刘鹏，王盾，彭博．面向线性调频干扰的空频自适应处理算法［Ｊ］．系统工程与电子技术，２０２３，４５（１２）：３７７２ ３７８０．犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＬＩＵＰ，ＷＡＮＧＤ，ＰＥＮＧＢ．Ｓｐａｃｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｄａｐｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＬＦＭｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２３，４５（１２）：３７７２ ３７８０．面向线性调频干扰的空频自适应处理算法刘　鹏１，２， ，王　盾１，２，彭　博１（１．北京卫星信息工程研究所，北京１０００９５；２．天地一体化信息技术国家重点实验室，北京１０００９５） 摘　要：针对卫星导航应用中线性调频（ｌｉｎｅａｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｍｏｄｕｌａｔｅｄ，ＬＦＭ）干扰统计特征时变引起的抗干扰性能下降问题，提出了一种基于数据空时频三维特征分组的空频自适应处理（ｓｐａｃｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｄａｐｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＳＦＡＰ）算法。

首先通过时频分析方法获取采样数据的时域、频域联合分布，并利用空间相关系数分析相同频率干扰在不同时间的空间相关性，然后对ＳＦＡＰ的采样数据进行分组，将不同时间具有相同频率和到达角参数的采样点分到相同组，最后利用分组后的数据进行协方差矩阵估计、权值计算和自适应滤波，提高了干扰特征值、增加了零陷深度、提升了抗干扰能力。

GPS接收信号中线性扫频干扰的抑制周柱，卢树军，张尔扬（国防科技大学电子科学与工程学院，长沙 410073）摘要：文章研究阵列接收的GPS接收信号中线性扫频(LFM)干扰的抑制。

LFM信号瞬时频率的估计是抑制干扰的关键，而要准确估计信号瞬时频率，必须抑制接收信号时频分布中交叉项干扰。

本文对接收信号矢量进行白化，得到信号矢量白化后的空时频分布(STFD)矩阵。

文中推出一个与传统方法获得的判决变量不同的判决变量，用该判决变量可以更加清晰的选出信号时频分布的自项，也就是提取时频图中LFM信号的脊线。

据此可以估计LFM信号频率参数以及信号瞬时频率，之后即可根据瞬时频率构建陷波器滤除干扰。

通过仿真说明使用该方法能够将受交叉项严重干扰的接收信号时频分布映射为清晰的接收信号自项的时频分布，在数据快拍数满足一定要求时可以较好的抑制掉LFM干扰。

关键词：LFM信号；空时频分布矩阵；白化矩阵；判决变量；陷波器中图分类号：TN911.72文献标识码：ALFM Interference Mitigation in GPS Received SignalZHOU Zhu LU Shu-jun ZHANG Er-yang(College of Electronic Science and Engineering,National University of Defense Technology, ChangSha 410073, China)Abstract: The paper researches Linear Frequency Modulation (LFM) interference mitigation in received GPS signal by antenna array. The pivotal problem of LFM interference suppression is the instantaneous frequency estimation, to do that, the cross-term in the time-frequency distribution must be suppressed. In this paper, the received signal vector is whitened and the Spatial-Time-Frequency Distribution (STFD) matrix is formed utilizing the whitened signal vector. A decision variable which is different from traditional one is deduced in the paper, through using the decision variable, the auto-term of the time-frequency distribution of signal can be selected clearly, that is to extract the time-frequency ridge of LFM signals. Based on the time-frequency distribution of the auto-terms, the parameters and the instantaneous frequency of the LFM signals can be estimated, according to the instantaneous frequency, corresponding notch filters can be formed, which can mitigate the interferences. Through simulation, it can be viewed that the time-frequency distribution of the received signal which is interfered seriously by the cross-term can be mapped into the a clearly time-frequency distribution of auto-terms of the signal, under the condition that the number of snap is enough, the LFM interferences can be suppressed to a satisfying level. Keywords: LFM signal; STFD; whitening matrix; decision variable; notch filter0 引言线性扫频(LFM)信号是一种典型的非平稳信号，当LFM信号作为干扰存在于扩频信号中时，通常的时频域、空域或者空时域抗干扰均效果不佳。

GPS接收信号中线性扫频干扰的抑制周柱，卢树军，张尔扬（国防科技大学电子科学与工程学院，长沙 410073）摘要：文章研究阵列接收的GPS接收信号中线性扫频(LFM)干扰的抑制。

LFM信号瞬时频率的估计是抑制干扰的关键，而要准确估计信号瞬时频率，必须抑制接收信号时频分布中交叉项干扰。

本文对接收信号矢量进行白化，得到信号矢量白化后的空时频分布(STFD)矩阵。

文中推出一个与传统方法获得的判决变量不同的判决变量，用该判决变量可以更加清晰的选出信号时频分布的自项，也就是提取时频图中LFM信号的脊线。

据此可以估计LFM信号频率参数以及信号瞬时频率，之后即可根据瞬时频率构建陷波器滤除干扰。

通过仿真说明使用该方法能够将受交叉项严重干扰的接收信号时频分布映射为清晰的接收信号自项的时频分布，在数据快拍数满足一定要求时可以较好的抑制掉LFM干扰。

关键词：LFM信号；空时频分布矩阵；白化矩阵；判决变量；陷波器中图分类号：TN911.72文献标识码：ALFM Interference Mitigation in GPS Received SignalZHOU Zhu LU Shu-jun ZHANG Er-yang(College of Electronic Science and Engineering,National University of Defense Technology, ChangSha 410073, China)Abstract: The paper researches Linear Frequency Modulation (LFM) interference mitigation in received GPS signal by antenna array. The pivotal problem of LFM interference suppression is the instantaneous frequency estimation, to do that, the cross-term in the time-frequency distribution must be suppressed. In this paper, the received signal vector is whitened and the Spatial-Time-Frequency Distribution (STFD) matrix is formed utilizing the whitened signal vector. A decision variable which is different from traditional one is deduced in the paper, through using the decision variable, the auto-term of the time-frequency distribution of signal can be selected clearly, that is to extract the time-frequency ridge of LFM signals. Based on the time-frequency distribution of the auto-terms, the parameters and the instantaneous frequency of the LFM signals can be estimated, according to the instantaneous frequency, corresponding notch filters can be formed, which can mitigate the interferences. Through simulation, it can be viewed that the time-frequency distribution of the received signal which is interfered seriously by the cross-term can be mapped into the a clearly time-frequency distribution of auto-terms of the signal, under the condition that the number of snap is enough, the LFM interferences can be suppressed to a satisfying level. Keywords: LFM signal; STFD; whitening matrix; decision variable; notch filter0 引言线性扫频(LFM)信号是一种典型的非平稳信号，当LFM信号作为干扰存在于扩频信号中时，通常的时频域、空域或者空时域抗干扰均效果不佳。

GPS导航系统中多路径干扰抑制算法优化设计GPS导航系统是现代交通、军事、航空、航海等领域中广泛应用的定位导航技术。

然而，在城市建筑物密集、地形复杂的环境中，多路径干扰成为GPS导航系统中的一大挑战。

多路径干扰指的是信号经由不同路径反射、折射或散射后到达接收机，导致信号延迟和相位偏移，影响导航系统的定位精度和可靠性。

为此，本文将探讨GPS导航系统中多路径干扰抑制算法的优化设计。

为实现多路径干扰抑制，一种常见的方法是利用信号处理技术，包括空域滤波、频域滤波和自适应滤波等。

空域滤波是利用接收机的天线阵列结构，在空间上区分不同路径的信号。

利用适当的算法，可以选择主路径，并抑制其他路径的信号，实现对多路径干扰的抑制。

然而，空域滤波在实际应用中存在一定的限制，包括计算复杂度高、麻烦的天线阵列设计和对信号统计特性的要求等。

频域滤波是基于信号在频域上的特性进行多路径干扰抑制的方法。

通过分解接收到的信号为频谱分量，可以选择性地去除多路径干扰的频率成分。

常用的频域滤波方法包括低通滤波、自适应滤波和波束成形等。

其中，自适应滤波是一种基于信号统计特性的优化方法，可以通过自动调整滤波器参数来最小化多路径干扰对导航系统的影响。

自适应滤波方法常用的算法包括最小均方误差（MMSE）算法和最小方差无偏估计（MVUE）算法等。

除了空域滤波和频域滤波，自适应滤波是一种利用信号的统计特性进行优化的方法。

在GPS导航系统中，自适应滤波可以通过估计多路径信号的时延、幅度和相位等参数，来最小化多路径干扰对接收机输出的影响。

此外，自适应滤波还可以根据多路径信号的变化性调整滤波器参数，以适应实时环境中的动态干扰。

然而，现有的多路径干扰抑制算法还存在一些问题，例如计算复杂度高、对多路径信号的处理精度不高等。

为了解决这些问题，对多路径干扰抑制算法进行优化设计是必要的。

首先，可以通过算法优化和并行计算等方法，减少计算复杂度，提高算法的运行效率。

其次，可以结合深度学习和神经网络等技术，提高多路径信号的参数估计精度，从而提高多路径干扰抑制的效果。

基于变换域信号分析的干扰抑制的开题报告
1.研究背景
在现实生活中，信号经常受到各种干扰的影响，如噪声、多径干扰、相邻信号干扰等，这些干扰会导致信号的质量下降甚至无法被解析。

因此，干扰抑制一直是通信系统设计中的重要课题。

本研究旨在探讨基于
变换域信号分析的干扰抑制方法。

2.研究内容
本研究将采用变换域的方法，通过将信号转化到不同的域（如频率域、时频域等），从中提取出有用的信息和特征，同时抑制干扰信号。

具体研究内容如下：
（1）对干扰信号进行分析，了解其特点和来源；
（2）研究变换域信号分析的理论和方法，选择合适的变换方法；
（3）设计干扰抑制算法，并进行仿真实验；
（4）对仿真实验结果进行分析和评估。

3.研究意义
本研究的意义在于提出一种针对通信系统中常见的干扰信号的抑制
方法，并在实验中验证其实用性。

该方法为提高通信系统的可靠性、减
少信号传输误差提供了借鉴和指导。

4.研究方法
本研究将采用基于变换域的信号分析方法，结合小波变换、傅里叶
变换等多种变换和滤波方法，提取出干扰信号中的特征，对信号进行重
建和抑制。

研究内容包括理论研究和仿真实验两部分，理论研究主要是
对算法的分析和设计，仿真实验则是对算法的验证和评估。

5.预期成果
本研究预期通过理论分析和仿真实验，设计出一种有效的基于变换域信号分析的干扰抑制方法，并将其应用于通信系统。

同时，将对该方法进行具体的分析和评估，并提出改进措施，为未来的研究提供借鉴。

基于DSP技术的GPS接收机天线自适应抗干扰模块的设计
与实现
卢昕;熊昌仑;郑建生;宗战华
【期刊名称】《武汉大学学报：信息科学版》
【年(卷),期】2005(30)7
【摘要】针对GPS接收机在接收信号的过程中经常存在由于干扰信号的影响而导致接收机无法跟踪锁定有用信号,从而失去精确导航定位的能力问题,提出了一种在天线部分增加一个自适应抗干扰模块的解决办法,并用TI公司的TMS320C6416芯片实现了该方案。

【总页数】4页(P654-657)
【关键词】GPS;自适应算法;抗干扰;DSP
【作者】卢昕;熊昌仑;郑建生;宗战华
【作者单位】武汉大学电子信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN97;P228.41
【相关文献】
1.BDS/GPS双模自适应抗干扰接收机关键技术研究与设计 [J], 李方能;许江宁;吴苗;李豹
2.GPS抗干扰接收机自适应天线阵功率倒置算法研究 [J], 何永前;李建璜
3.针对GPS接收机自适应天线调零抗干扰的对抗方法研究 [J], 毛虎;吴德伟;卢虎
4.GPS接收机天线自适应抗干扰系统的设计 [J], 贾洪峰;康锡章
5.GPS接收机抗干扰自适应天线的设计 [J], 冯起;朱畅;袁乃昌
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GPS接收机频域自适应抗干扰算法研究
孟大伟;冯振明;陆明泉
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(24)13
【摘要】K谱线法是GPS接收机中常用的抗干扰技术.过去的应用中通常是根据经验选取固定的K值.由于无法跟踪干扰参数的变化,这种方法使抗干扰性能受到很大的限制.本文研究了干扰功率、信噪比和K值之间的关系,以优化信噪比为目标,利用K值与干扰功率的关系,提出了自适应干扰消除算法.仿真结果表明新的算法比原有的方法在信噪比上提高大约2dB左右.
【总页数】3页(P185-187)
【作者】孟大伟;冯振明;陆明泉
【作者单位】100084,北京市,清华大学;100084,北京市,清华大学;100084,北京市,清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP96
【相关文献】
1.GPS抗干扰接收机自适应天线阵功率倒置算法研究 [J], 何永前;李建璜
2.针对GPS接收机自适应天线调零抗干扰的对抗方法研究 [J], 毛虎;吴德伟;卢虎
3.GPS频域抗干扰算法研究 [J], 刘拥军;胡捍英
4.一种GPS软件接收机的频域粗同步算法研究 [J], 汪维东
5.GPS/BDS双模自适应抗干扰接收机的研究与实现 [J], 彭涛
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GPS接收机窄带干扰抑制新方法
张兰;肖长春;韩志学;王兵
【期刊名称】《中国惯性技术学报》
【年(卷),期】2008(16)1
【摘要】针对GPS接收机中常见的窄带干扰信号,提出了一种全数字式时域和频域相结合的窄带干扰抑制方法.首先将含有窄带干扰的时域GPS信号变换成频域信号,然后将此频域信号与自适应干扰判决门限比较获取干扰信号的中心频率和带宽,由此确定滤波器参数并设计时域滤波器.仿真结果表明与没有使用干扰抑制处理相比,当信干比SJR为-25 dB、误码率BER为10E-4时,该方法可使Eb/N0改善4 dB;与无干扰时的理论值相比,此时Eb/N0的恶化小于0.5 dB.随着干扰强度的增加,该方法的干扰抑制效果更加明显.考虑到本方法的并行处理机制,这些结果表明该方法不但具有较好的抗干扰能力,而且具有较好的实时性.
【总页数】4页(P54-57)
【作者】张兰;肖长春;韩志学;王兵
【作者单位】北京科技大学,信息工程学院,北京100083;北京卫星信息工程研究所,北京,100086;北京卫星信息工程研究所,北京,100086;北京卫星信息工程研究所,北京,100086
【正文语种】中文
【中图分类】U666.1
【相关文献】
1.PN扩谱接收机中窄带干扰抑制的一种新方法 [J], 王永德
2.GPS软件接收机信号快速捕获新方法 [J], 顾建华;严国军;杨久东
3.首家独具特色的汉字图形显示五通道GPS接收机——VT9000 GPS接收机 [J],
4.汉字图形显示五通道GPS接收机VT9000 GPS接收机 [J],
5.首家独具特色的汉字图形显示五通道GPS接收机——VT9000 GPS接收机 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。