GPS抗干扰天线技术的介绍和设计
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浅谈GPS抗干扰技术作者:戴明雪韩婷来源:《科学与财富》2016年第34期(黑龙江省经济管理干部学院黑龙江省哈尔滨市 150080)摘要:全球定位系统(GPS),能够在全球范围内不间断的为需求者提供高精度的准确定位和精准的时间信息,用户终端设备易于实现、精度较高,应用领域广泛。
由于种种原因,GPS易受到干扰和攻,在电磁环境极度复杂的情况下,如何解决GPS的干扰问题成为了重点研究对象。
关键词:GPS;定位;抗干扰GPS接收机依靠GPS卫星射频信号工作,GPS卫星射频信号容易存在射频干扰。
这种影响会使GPS接收机导航定位系统精度下降。
射频干扰的存在形式分为宽带、窄带、无意及有意的。
而且这种干扰很难预测,一旦干扰信号串入, GPS信号的追踪准确度都会收到影响。
所以GPS抗干扰技术的研究意义重大。
首先,GPS的主要功能是为高动态用户提供实时的、连续的、精度高的数据信息。
GPS主要存在的干扰形式有三种:压制式干扰、欺骗式干扰、分布式立体干扰。
压制式干扰:利用噪声信号遮挡有效信号,致使GPS接收机失常。
有窄带、宽带两种形式,在干扰作用时间上有连续和脉冲两种形式。
这种干扰技术含量较低,功率较大。
欺骗式干扰:利用与GPS信号相近的信号进行干扰,致使GPS接收机失常。
此类干扰容易判断,显而易见,干扰功率偏小,但技术难度较高。
分布式立体干扰:应用不同类型干扰机对地对空进行全方位立体式干扰。
通过分析GPS技术的自身性质,可以采用以下技术来解决干扰问题。
运用操作策略:这是一种非实质性抗干扰法。
这种方法可以将GPS接收与干扰源隔绝。
可利用卫星信号与地平面至少有10°,可以抑制地面干扰。
但这种方法不能用于机载干扰机。
从RFI源进行控制:通过截断干扰源抑制干扰。
针对无线频率干扰(RFI),严格的规章制度控制,可以限制干扰源的发射波段。
对远离GPS的相同地点的发射频带源,可以对发射源实施屏蔽与滤波。
技术上的改进和调整:分局干扰信号的特征,考虑成本的前提下,可将抗干扰技术分为三种类型:自适应阵类:零控制,光束控制;多孔技术类:光束转换,多元对消法;单孔技术类:窄前后滤波器,窄辅助跟踪环,时相滤波,GPS/惯性集成和辅助,极化抗干扰技术。
卫星导航信号抗干扰技术应用发布时间:2023-01-16T05:11:05.476Z 来源:《建筑创作》2022年16期作者:范君[导读] 随着现代科学技术的飞速发展,卫星导航系统已成为各国科学技术发展的重中之重。
范君身份证号:12010519870204****摘要:随着现代科学技术的飞速发展,卫星导航系统已成为各国科学技术发展的重中之重。
它不仅与国家军事内容、互联网等技术密切相关,而且与我们的生活息息相关。
卫星导航距离我们数以万计公里,到达卫星接收机时信号非常微弱,这可能导致卫星导航因外界干扰而不稳定。
为了提高卫星导航信号的抗干扰能力,各国都在大力推动抗干扰技术的应用和发展。
提高卫星导航信号抗干扰能力主要有三种途径:(1)提高卫星发射成功率;采用新的卫星导航信号系统和编码方法;提高卫星导航信号终端的抗干扰能力。
在研究和探索卫星导航信号抗干扰技术的基础上,介绍了可能对卫星导航造成干扰的干扰类型和方法。
在卫星导航终端抗干扰能力相关技术的基础上,对卫星导航工程发展的抗干扰技术进行了研究和探讨。
关键词:卫星导航;信号;抗干扰技术;应用1目前我国卫星通信技术的发展状况1.1宽带多媒体卫星通信近年来,我国经济发展水平有了很大的提高,卫星通信技术的重点也在不断提高,投入了大量的人员、资金和技术进行卫星通信技术的研发。
这促进了我国卫星通信技术的进一步发展,使卫星通信技术能够满足我国的战略建设需要。
目前,我国卫星通信技术的发展主要有两种:一是宽带卫星多媒体通信技术;二是同步轨道移动通信系统。
所谓宽带卫星多媒体通信技术就是将卫星广播技术、数字多媒体技术和网络技术相结合,构建一种传输媒体业务的高速通信模式,即宽带卫星多媒体通信。
宽带卫星多媒体通信技术可以整合图像、视频、声音等多种资源,有效降低用户使用成本。
此外,它还可以为用户提供高吞吐量的分组数据服务,获得了广大用户的满意。
这种宽带多媒体卫星通信技术在卫星工业中得到了广泛的应用。
文章编号:049420911(2009)1020009203中图分类号:P228.4 文献标识码:B自适应抗干扰GPS 智能天线的算法与仿真李 斌,黄张裕(河海大学土木工程学院,江苏南京210098)Adapti ve Robust GPS I n telli gen t An tenna:A lgor ith m and S i m ul a ti onL IB in,HUANG Zhangyu摘要:针对GPS 信号较弱易受干扰的问题,提出将自适应抗干扰智能天线应用于GPS 接收机上,采用多重信号分类算法和功率倒置算法相结合,并进行计算机仿真分析,得出了干扰越强对干扰的抑制也越强的结论。
关键词:自适应;GPS;抗干扰;仿真 收稿日期:2009206216作者简介:李 斌(1984—),男,江苏徐州人,硕士,研究方向为卫星导航与定位技术。
全球定位系统(gl obal positi oning syste m ,GPS )无论在军事还是在民用上都发挥了显著的作用,广泛应用于导航、测绘、精密授时和通信等领域,人们对GPS 的高效应用也日益重视。
但是由于GPS 卫星发射功率有限,当信号穿越较远距离到达地面时已极其微弱,很容易受到各种有意或无意的干扰,导致GPS 整个系统的功用受到严峻挑战,因此有效抑制各种干扰是十分必要和迫切的。
目前使用的GPS 接收机大多数是数字接收机,用自适应抑制干扰技术能够较好地改善其抗干扰性能。
本文提出了将基于功率谱的多重信号分类算法(multi p le signal classificati on,MUSI C )的波达角(directi on of arrival,DOA )估计和基于最小均方算法(least mean square,L MS )的功率倒置(po wer inver 2si on,P I )方法相结合的自适应调零天线的控制技术应用于GPS 接收机阵列天线中,通过仿真分析证明了该方法抑制干扰的有效性并取得了一些测试结果。
GPS抗干扰天线技术的设计西安奥通数码科技有限公司2009-7-24 IGPS抗干扰的必要性GPS卫星导航技术可以提供全天候的空间位置和速度、时间信息,成为精确制导武器装备系统中必不可少的组成部分和武器威力的倍增器。
GPS在民用方面的应用可以说已经和正在以远远超出人们的预期的速度在发展,已经而且必将渗透到人们日常生活和各种大到航天飞行小到测绘授时的各种科学研究中去。
►由于GPS卫星信号到达地面用户接收机时相当微弱(大约-160dBW),比接收机的热噪声还要低约30dB,微弱的干扰就可能导致GPS接收机不能稳定, 特别是人为的恶性干扰,导致系统精度降低甚至无法正常工作、失去导航能力,GPS抗干扰技术已经成为卫星导航接收机急需解决的关键问题。
GPS抗干扰的要求►G PS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。
相关研究主要涉及两个方面:►一方面研究己方作战时能否有效利用GPS;►一方面研究如何破坏或干扰对方GPS的正常使用。
►GPS接收机要接收到高质量的卫星信号,就必须1 •尽可能得消除卫星信号以外的其他信号的干扰2.通过GPS天线使得卫星信号能够得到一定的增益GPS信号特性和抗干扰分析GPS信号特性。
频率特性。
能量特性。
时域特性。
波形特性卫星信号的干扰形式►压制式干扰►欺骗式干扰►回放式干扰干扰源的干扰范GPS抗干扰的措施►G PS接收机的干扰主要体现为频率干扰和功率干扰, 因此,提高GPS接收机的抗干扰性能的设计方法就是从提高信号接收功率和滤波技术两个方面着手解决。
►1・提高信号接收功率►2.滤波技术智能天线►智能天线主要分两种:多波束技术和自适应天线阵技术。
多波束天线能产生多个并行可控波束,将每个波束控制在所选定的卫星方向上,使接收卫星信号最强,同时削弱其它信号的干扰。
但这一技术实现起来十分困难,这主要是因为GPS信号很弱,根本无法通过GPS信号接收功率来调整波束方向。
而天线自身又不具有方向性,也无法利用已知的卫星绝对方向对波束进行调整。
稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究一、概括随着全球卫星导航系统(GNSS)在各个领域的广泛应用,抗干扰技术的研究日益凸显出其重要性。
本文将对健壮的全球卫星导航系统抗干扰技术进行研究,以期为提高GNSS的安全性和可靠性提供参考。
卫星导航系统作为一种重要的空间信息传输手段,在民用和军事领域具有举足轻重的地位。
受到自然和人为干扰的影响,卫星导航系统面临着信号丢失、数据错误等问题,严重影响正常使用。
研究抗干扰技术对于提升卫星导航系统的稳健性和安全性具有重要意义。
本文将从抗干扰技术的研究背景、发展现状以及未来趋势三个方面进行展开分析。
随着科技的迅速发展,全球卫星导航系统已成为个国家竞争力和国家安全的重要标志。
在民用领域,卫星导航系统可以用于交通、气象、灾害预警等各个领域;在军事领域,卫星导航系统可以为导弹制导、军事侦察等提供重要支持。
卫星导航系统容易受到自然和人为干扰的影响,如大气层延迟、卫星轨道误差、地面发射设备干扰等。
这些干扰可能导致信号丢失、数据错误等问题,影响正常使用。
研究抗干扰技术对于提升卫星导航系统的稳健性和安全性具有重要意义。
全球已有四个卫星导航系统投入运行,分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略和中国的北斗。
这些导航系统在信号传输、定位精度、服务范围等方面各有特点,但均受到一定程度的干扰威胁。
为提高卫星导航系统的抗干扰能力,各国学者和工程技术人员不断进行研究,提出了多种抗干扰技术。
这些技术包括:信号处理技术、波形调制技术、编码与解码技术、天线技术与多址技术等。
信号处理技术和波形调制技术在抵御干扰方面取得了显著成果。
信号处理技术通过对信号进行预处理、滤波、解调等操作,可以有效消除或减小干扰的影响;波形调制技术通过在信号中加入具有特殊形式的主瓣恒虚阶和时域自适应滤波器,可以提高信号的抗干扰能力。
1.1 卫星导航系统的重要性随着科技的快速发展,卫星导航系统已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
GPS抗干扰天线技术的介绍和设计
GPS(Global Positioning System)是一种利用卫星系统跟踪和定位
地球上特定位置的技术。
然而,在使用GPS进行定位时,经常会遇到各种
干扰,如建筑物、天气条件、电磁干扰等,这些干扰会降低GPS的精确度
和可靠性。
为了解决这个问题,人们开发出了GPS抗干扰天线技术。
首先,GPS抗干扰天线技术可以通过天线的形状和位置来优化信号接收。
天线的形状可以采用带有偶极子和负载的设计,以增加天线的增益和
频率响应。
此外,天线的位置选择可以尽量避开高耗散物体的附近,以减
少干扰的影响。
其次,通过使用多元极化技术,可以提高天线接收GPS信号的灵敏度
和可靠性。
多元极化技术通过在天线中使用两个或多个天线来接收不同极
化方向的信号,以降低干扰的影响。
这种技术可以进一步提高天线对GPS
信号的抗干扰性能。
另外,利用各种滤波技术也是GPS抗干扰天线技术中常用的方法之一、滤波器可以帮助消除特定频率范围内的干扰信号,以保持GPS接收机只接
收到GPS卫星发送的信号。
常用的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和
带阻滤波器等。
此外,天线的调谐和匹配技术也是GPS抗干扰天线技术中的关键因素
之一、通过适当选择和调谐天线的频率和阻抗匹配,可以提高天线对GPS
信号的接收效率和抗干扰性能。
调谐电路的设计和优化可以根据GPS系统
的频率和特性进行。
最后,使用增强天线技术也是GPS抗干扰天线技术中的一种方法。
增
强天线技术包括天线阵列和波束形成技术。
天线阵列技术使用多个天线组
成阵列,以提高接收天线的增益和方向性,从而抑制干扰信号的影响。
波束形成技术通过调整天线阵列中每个天线的相位和幅度来形成一个指向卫星的波束,以增强GPS信号的接收。
综上所述,GPS抗干扰天线技术是一种为了提高GPS定位精确度和可靠性而开发的技术。
通过天线设计的优化、多元极化技术的应用、滤波技术的使用、调谐和匹配技术的探索以及增强天线技术的应用,可以有效地提高GPS接收器对GPS信号的接收能力,减少干扰的影响,从而提高GPS 定位的准确性和可靠性。