压制干扰对GPS接收机码跟踪环的性能影响分析

高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析随着卫星定位技术的不断发展和应用，高精度卫星导航接收机已经广泛应用于航空、航海、车载、无人机等领域。

在实际的应用中，卫星导航接收机往往会受到各种干扰，影响其定位精度和可靠性。

为了提高卫星导航接收机的抗干扰能力，各国的科研机构和企业纷纷开展了相关技术研究。

本文将对高精度卫星导航接收机抗干扰技术进行深入分析，以期为相关研究和工程应用提供参考。

卫星导航接收机通常会受到以下几种干扰：天气环境中的大气干扰、人为干扰、多路径效应等。

1.天气环境中的大气干扰在恶劣的天气条件下，如雷暴、大雨、暴风雪等极端天气情况下，卫星导航接收机可能会受到大气干扰影响，导致信号衰减或者不稳定，从而影响其定位精度和可靠性。

2.人为干扰人为干扰包括恶意干扰和无意干扰。

恶意干扰是指恶意利用无线电技术对卫星导航系统进行干扰，以达到破坏定位服务的目的。

无意干扰则是指无意中产生的信号干扰，如电磁辐射、其他通信设备的频率冲突等。

3.多路径效应多路径效应是指卫星信号在传播过程中，会受到反射、折射、散射等影响，导致接收机接收到的信号包含主要信号和多径信号，从而产生定位误差。

以上干扰形式给高精度卫星导航接收机的性能带来了严重挑战，研究和提高卫星导航接收机的抗干扰能力迫在眉睫。

为了应对上述干扰形式对卫星导航接收机性能的影响，研究人员和工程师们提出了多种抗干扰技术，主要包括软件滤波技术、天线阵列技术、智能识别技术等。

1.软件滤波技术软件滤波技术是指利用数字信号处理技术对接收到的信号进行处理，消除或抑制干扰信号，提高导航接收机的抗干扰能力。

该技术主要包括滤波器设计、数字滤波算法、自适应滤波技术等。

通过对信号进行衰减、滤波、等方法，可以有效减少信号干扰对接收机的影响，提高定位精度和可靠性。

2.天线阵列技术天线阵列技术是指利用多个天线以及信号处理算法，抑制多径效应和人为干扰，提高信号的质量和稳定性。

通过改变天线的结构和信号处理算法，可以有效减少多路径效应的影响，提高接收机的定位精度和可靠性。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１０６．２０２３．０９．０１８引用格式：刘瑞华，周童，刘亮．压制式干扰对北斗接收机授时性能的影响评估［Ｊ］．无线电工程，２０２３，５３（９）：２１２５－２１３４．［ＬＩＵＲｕｉｈｕａ，ＺＨＯＵＴｏｎｇ，ＬＩＵＬｉａｎｇ．ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＪａｍｍｉｎｇｏｎＢｅｉｄｏｕＲｅｃｅｉｖｅｒＴｉｍｉｎｇＡｃｃｕｒａｃｙ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２３，５３（９）：２１２５－２１３４．］压制式干扰对北斗接收机授时性能的影响评估刘瑞华１，周　童１，刘　亮２（１．中国民航大学电子信息与自动化学院，天津３００３００；２．中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄０５００８１）摘　要：为了确认北斗卫星导航接收机在压制式干扰影响下的授时性能，针对卫星导航信号的捕获、跟踪以及解调过程，进行了相关授时精度的评估。

基于不同模块的功能划分，给出了衡量不同带宽干扰对接收机影响的６个关键指标，并采用时间精度因子和伪距测量方差２个误差参数计算了干扰条件下的接收机授时精度。

仿真结果表明，不同带宽干扰对北斗接收机授时精度影响不同，窄带干扰带来的跟踪误差比宽带干扰高约５ｎｓ。

随着干信比的增加，窄带干扰带来的授时误差还将成倍增加，相关研究结果可以为北斗授时服务精度在干扰条件下的评估提供技术参考。

关键词：北斗接收机；捕获性能；跟踪环路；精度因子；授时精度中图分类号：ＴＮ９７２文献标志码：Ａ开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００３－３１０６（２０２３）０９－２１２５－１０ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＪａｍｍｉｎｇｏｎＢｅｉｄｏｕＲｅｃｅｉｖｅｒＴｉｍｉｎｇＡｃｃｕｒａｃｙＬＩＵＲｕｉｈｕａ１，ＺＨＯＵＴｏｎｇ１，ＬＩＵＬｉａｎｇ２（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｈｅ５４ｔｈＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＥＴＣ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００８１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｔｉｍｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＢｅｉｄｏｕｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｒｅｃｅｉｖｅｒｕｎｄｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｔｙｐｅｊａｍｍｉｎｇ，ｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｔｉｍｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｉｓｅｖａｌｕａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｃａｐｔｕｒｅ，ｔｒａｃｋｉｎｇａｎｄｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｕｌｅｓ，ｓｉｘｋｅｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓａｒｅｇｉｖｅｎｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｎｄｗｉｄｔｈｓｏｎｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒ，ａｎｄｔｗｏｅｒｒｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉ．ｅ．ｔｉｍｅａｃｃｕｒａｃｙｆａｃｔｏｒａｎｄｐｓｅｕｄｏ ｒａｎｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｖａｒｉａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｔｉｍｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒｕｎｄｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｎｄｗｉｄｔｈｓｈａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｔｉｍｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆＢｅｉｄｏｕｒｅｃｅｉｖｅｒ，ａｎｄｔｈｅｔｒａｃｋｉｎｇｅｒｒｏｒｃａｕｓｅｄｂｙｎａｒｒｏｗｂａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｉｓａｂｏｕｔ５ｎｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｃａｕｓｅｄｂｙｗｉｄｅｂａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ａｓｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎａｌｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｔｉｍｅｓｅｒｖｉｃｅｅｒｒｏｒｃａｕｓｅｄｂｙｎａｒｒｏｗｂａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｌｙ．ＴｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅａｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＢｅｉｄｏｕｔｉｍｅｓｅｒｖｉｃｅａｃｃｕｒａｃｙｕｎｄｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｅｉｄｏｕｒｅｃｅｉｖｅｒ；ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｔｒａｃｋｉｎｇｌｏｏｐ；ａｃｃｕｒａｃｙｆａｃｔｏｒ；ｔｉｍｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ收稿日期：２０２３－０３－１１基金项目：国家重点研发计划（２０２１ＹＦＦ０６０３９０３）ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＩｔｅｍ：ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲ＆ＤＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（２０２１ＹＦＦ０６０３９０３）０　引言卫星导航星座通过向用户播发标准时间信号，可以实现对授权用户的精确授时［１］。

全球定位系统中的多路径干扰抑制技术研究全球定位系统（GPS）是一种为航空、航海、军事、汽车、电信等领域提供导航服务的全球卫星定位系统。

它通过发射由不同地点的卫星所发出的信号，在接收设备接收到该信号后，可以通过计算来确定其在地球表面上的位置。

然而，GPS接收器的使用却受到了许多干扰，使得其精度和可靠性受到了很大的影响。

其中，多路径干扰是GPS系统中最常见的一种干扰类型。

多路径干扰指的是由于无线信号在传播过程中经过多个不同的路径而导致GPS接收器同时接收到了多个信号。

这些信号之间可能存在干涉，导致接收器无法正确地解算出卫星的位置信息。

为了解决多路径干扰对GPS系统的影响，科研人员一直在积极研究多路径干扰抑制技术。

以下是一些常见的多路径干扰抑制技术：1.反演滤波技术反演滤波技术是一种有效的多路径干扰抑制技术。

该技术利用了多个卫星信号的相位信息，将接收到的信号拆分成两个部分：一个是来自于GPS卫星的直达信号，另一个则是由经过多条路径反弹、干扰形成的复合波。

反演滤波技术通过对这两个部分进行分析和运算，可以抑制干扰信号，提高GPS接收器的精度和可靠性。

2.自适应滤波技术自适应滤波技术是一种自适应干扰抑制技术。

该技术通过在GPS信号的接收端添加滤波器，可以自动检测并适应不同的环境条件，抑制多路径干扰信号。

自适应滤波技术的优点在于其能够自动适应多种环境条件，不需要进行人工干预。

3.多径解算技术多径解算技术是一种通过对GPS信号进行多次反射的测量，来消除多路径干扰的技术。

该技术利用GPS接收器测量出不同反射次数下的信号路径延迟，去除了多次反射导致的多路径干扰，从而提高了GPS接收器的精度和可靠性。

总的来说，干扰抑制技术是GPS系统中非常关键的一环。

通过采用适当的多路径干扰抑制技术，可以有效地提高GPS接收器的精度和可靠性，为我们的生活带来更多方便和便利。

ＧＰＳ抗干扰接收机性能分析作者：刘文林李树洲常青来源：《现代电子技术》2008年第04期摘要：在GPS接收机的抗干扰领域，空域滤波算法(自适应调零)是目前应用最广泛的方法，空一时二维自适应滤波算法是目前最先进的方法；而在抗干扰接收机的天线阵型中，线形阵和圆形阵是比较常用的2种阵型。

介绍空域滤波和空一时二维自适应滤波这2种算法的基本原理，用对2种算法做了仿真，并做性能分析；同时对空城滤波应用线形天线阵和圆形天线阵进行仿真，并做出性能分析，最后得出结论。

关键词：抗干扰；空域滤波；空－时自适应；GPS中图分类号：TN850文献标识码：B文章编号：1004—373X(2008)04—118—031 引言作为一种通用的定位系统，GPS具有其他导航设备无可比拟的优越性，人们对其重视程度也日益提高。

目前，GPS的相关研究主要涉及2个方面：一方面研究己方作战时能否有效利用GPS，另一方面研究如何破坏或干扰对方对GPS的正常使用。

因此，研究GPS系统的抗干扰技术，有十分重要的意义。

目前，比较流行的GPS抗干扰技术主要有自适应调零(空域滤波)和空－时二维自适应滤波等方法；天线阵列主要有线阵和圆阵等阵型。

2算法原理2.1 自适应调零算法2.2 空－时二维自适应算法如图2所示：阵列的阵元数为M，信号分别经过射频前端、A／D、I＆Q采样后进入系统，每个阵元含有N个时间延时单元。

这M×N个数据分别与M×N个权值相乘，求和后送GPS接收机。

这里求权值时，为了保证处理的效果，需要积累一定的数据量，所以数据采取分段输入的方式，权值分时段更新。

由于需要2次矩阵求逆，运算量较大，因而权值更新较慢。

该方法为空一时域的联合算法：阵列的阵元数为M，每个阵元含有N个时间延时单元。

信号经过M个天线组成的天线阵进入系统，这里为了保证处理的效果需要积累一定的数据量，所以数据采取分段输入的方式，数据段的长度为L，即每次输入L次采样的数据处理。

频域干扰抑制技术对测量接收机测量精度影响摘要：选用门限检测方式的频域干扰抑制算法（FDIS），将其应用于测量型接收机中。

通过仿真，分析了不同干扰类型被抑制后信号的相关性变化、环路测量精度变化。

仿真结果显示，频域干扰抑制技术可以对干信比为50 dB的干扰信号进行抑制。

剔除干扰谱线会造成信号能量损失，不同类型干扰信号对测量精度影响程度存在差别，窄带干扰影响最大。

受到影响的测量值仍满足精度要求。

关键词：频域干扰抑制；测量精度；窄带干扰；测量型接收机0 引言近几年卫星导航系统发展较快，全球已经拥有四个独立的导航系统，统称为全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）。

相比早期单一系统，GNSS为用户提供了更多可用卫星和可用信号频点。

测量型接收机在作业时需要持续稳定接收卫星信号，早期基于单一系统的测量型接收机会尽量选择开阔、无遮挡的环境进行作业，而GNSS为测量型接收机提供更多卫星、信号频点数量，这使测量型接收机改善了解算精度，同时扩展了使用范围。

目前测量型接收机用途十分广泛，如工程测量、工程形变监测和资源勘查等，随着技术的不断提高，其用途也发展到城市道路、建筑工程测量等，所以其作业环境很复杂，有时无法随意选择，这就面临着环境中的电磁干扰问题。

宽带干扰在作业环境中不常见,多数为人为有意干扰，同时也很难在数字基带部分有效滤除。

实际环境中常见的干扰形式为连续波干扰、扫频连续波干扰，白噪声窄带干扰等，是作业中实际面对的电磁干扰类型。

本文将这几种干扰类型作为抑制对象，研究滤波算法应用后的影响。

导航接收机抗干扰的方法较多，如在天线、射频、基带等不同环节实现，时域、空域、频域有不同算法处理等，研究的关注点主要是干扰抑制能力强弱及对导航定位解算精度的影响，而位置解算精度主要是关注对伪距的影响程度。

测量型接收机为提高位置精度，主要采用载波观测量、差分解算的方式完成位置计算，如果因抗干扰而加入干扰滤波算法，会对载波观测量精度有何影响，这是目前研究中很少关注的。

对GPS接收机的一种新宽带压制干扰样式分析毛虎;吴德伟;卢虎;闫占杰【摘要】Aiming at the problem that a Continuous Wave (CW) is easy to be suppressed by the frequency domain filtering and the efficiency of a broadband continuous blanket jamming is low, this paper presents a new broadband comb spectrum jamming type which is called single pulse CW. The jamming frequency domain range of single pulse CW is set respectively according to the power spectral density characteristic of C/A code, P(Y) code and M code signal. Taking code tracking error as the evaluation index of jamming effect, the GPS receiver code tracking performance of using a narrowband non-coherent delay lock loop is simulated and analyzed under different jamming circumstance. The simulation results show that the influence of single pulse CW jamming toC/A code and M code with the different Pseudo Random Noise Code (PRN) and phase of modulating sub-carrier are different, under the same Jamming-to-Signal Ratio (JSR) condition, the jamming effect of single pulse CW is better than the broadband Gaussian noise and matched spectrum.%针对单频连续波干扰极易通过频域滤波加以抑制，而宽带连续阻塞式干扰又存在干扰效率低下的问题，提出脉冲连续波这种新的宽带梳状拦阻式干扰样式。

干扰对GPS接收机载波相位测量精度的影响
周坤芳;李德武;周湘蓉
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2005(025)004
【摘要】主要以GPS接收机的载波噪声功率密度比(C/N0)为基础,分析压制干扰对GPS接收机载波相位测量精度的影响.若要在干扰环境下提高GPS的定位精度,必须采取措施提高GPS接收机的抗干扰能力,如采用外部导航辅助等.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】周坤芳;李德武;周湘蓉
【作者单位】海军兵种指挥学院,广州,510430;海军兵种指挥学院,广州,510430;海军兵种指挥学院,广州,510430
【正文语种】中文
【中图分类】TN972
【相关文献】
1.通道非理想特性对导航接收机载波相位测量精度的影响分析 [J], 李柏渝;李彩华;孙莉;欧钢
2.GPS接收机码／载波跟踪环技术及其对伪距测量精度的影响 [J], 周坤芳;孔键;周湘蓉
3.干扰对GPS接收机伪距测量精度的影响 [J], 周坤芳;杨燕;王桂峰
4.两种卫星导航抗干扰算法对载波相位测量精度影响分析 [J], 居后鸿;曾庆化;岳亚洲;张会锁;寇磊
5.一种改善GPS接收机载波相位连续性的相位预测方法 [J], 李卓;张提升;严昆仑;祁发瑞
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干扰对卫星导航接收机跟踪性能的影响分析李武涛;黄智刚;肖宏【摘要】卫星导航系统具有固有脆弱性,易受干扰.首先从理论上分析了压制式干扰对卫星导航接收机跟踪环路性能的影响,得出卫星导航接收机跟踪环路在压制式干扰的影响下,载波相位输出紊乱、载噪比随干扰功率增大而降低、码相位波动变大、定位精度降低直至不能定位的结论.在实际室外环境中,利用自主研制的接收机和信号质量监测软件实际测试了干扰对接收机的影响.实验中利用拟合相关曲线指标分析了干扰对载波相位造成的影响;利用码相位延迟、相关函数曲线和SCB曲线分析了干扰对码相位造成的影响,实验分析结果与理论分析结果一致.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2019(027)008【总页数】5页(P119-123)【关键词】卫星导航;压制式干扰;跟踪环路;载波相位;码相位【作者】李武涛;黄智刚;肖宏【作者单位】北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;中国舰船研究设计中心湖北武汉 430064【正文语种】中文【中图分类】TN967目前GNSS已经成为关系国计民生的一项重要基础设施。

但是卫星导航系统固有脆弱性，其信号到达地面时极其微弱，致使其容易受到干扰。

因此干扰与抗干扰技术一直是卫导领域的研究重点。

压制性干扰[1-2]由于其实现简单效果明显而成为一种主要的干扰方式。

研究压制式干扰对卫星导航接收机的影响对于现代高科技战争中干扰敌方接收机以及对己方接收机采取有效的抗干扰措施具有十分重要的意义[3-5]。

关于压制式干扰对于卫星导航系统所造成的影响，国内外的一些学者做了相关的研究。

文献[6]研究了CW单频干扰对卫星导航接收机锁相环性能的影响；文献[7-8]分析了压制式干扰对接收机跟踪环路的干扰效果，提出了一种基于接收机跟踪性能的可用于同时分析P码和C/A码GPS接收机压制式干扰效果的方法。

接收机跟踪环路性能受载噪比、载波相位和码相位的影响。

GPS压制干扰效果分析张坤;曾芳玲;欧阳晓凤;赵元【摘要】为了更准确地实现对导航干扰的性能评估和功能验证,提出用接收机干扰容限和干扰覆盖范围来衡量对卫星导航的干扰效果,并对带限白噪声、窄带和匹配谱三种不同干扰场景下6种现有体制的GPS信号进行了仿真分析和对比验证.仿真结果表明:三种干扰信号的干扰效果由强到弱依次为窄带、匹配谱和带限白噪声,信号抗干扰性能由强到弱依次为区域增强的M码、M码、P码、L5、L2C和C/A码.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)011【总页数】5页(P2544-2548)【关键词】导航干扰;干扰容限;干扰覆盖范围;干扰效果【作者】张坤;曾芳玲;欧阳晓凤;赵元【作者单位】国防科技大学电子对抗学院,安徽合肥 230037;国防科技大学电子对抗学院,安徽合肥 230037;国防科技大学电子对抗学院,安徽合肥 230037;国防科技大学电子对抗学院,安徽合肥 230037【正文语种】中文【中图分类】TN9720 引言GPS应用领域不断扩展，已广泛应用于民用和军用的导航定位领域。

如何采取最佳的干扰方式对敌方武器系统实施干扰，从总体上降低其情报侦察、精确打击、指挥控制等系统的作战效能，已成为近年来导航对抗研究的热点[1]。

GPS接收机作为GPS系统的用户功能实现平台，对其压制干扰效果评估的研究是导航战关注的一项重要内容[2]，对于改善干扰性能和抗干扰性能也具有重要意义。

国内针对导航干扰效果评估的研究成果较少[3]，本文提出用接收机干扰容限和干扰覆盖范围两个典型干扰效果评估指标分析干扰效果，并对带限白噪声、在中心频率处的窄带和匹配谱三种干扰条件下的6种现有GPS信号体制做了仿真验证，评估了不同干扰的干扰效果和不同信号抗干扰性能的差异。

1 压制干扰对GPS接收机干扰效果的理论分析1.1 干扰对接收机干扰容限的影响干扰容限定义为使GPS接收机不能正常解调（即载噪比等于接收机跟踪门限时）所需的最小干扰功率[4]，可以表征不同信号的抗干扰能力。