GPS接收机LFM干扰抑制仿真

用正交投影技术抑制GPS信号中的AM-FM干扰
王李军;赵惠昌
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2004(0)S4
【摘要】首先给出了 GPS 系统的信号模型,然后详细分析了在 GPS 信号中抑制AM—FM 干扰的原理.并对其进行了数字仿真,结果表明当不存在估计误差时正交投影技术可以有效的抑制 GPS 接收信号中的 AM—FM 干扰信号,它的输出 SINR 接近于理论值;存在估计误差时,进行了定性的仿真分析,结果表明会对投影技术的性能造成一定的影响。

【总页数】4页(P366-369)
【关键词】GPS;正交投影技术;AM—FM;干扰;SINR
【作者】王李军;赵惠昌
【作者单位】南京理工大学电光学院
【正文语种】中文
【中图分类】V488.2
【相关文献】
1.GPS接收信号中线性扫频干扰的抑制 [J], 周柱;卢树军;张尔扬;李耀明
2.基于接收信号DOA估计的GPS欺骗式干扰信号识别技术 [J], 史文森;朱海;蔡鹏
3.基于时频分析和综合的GPS抗AM-FM干扰技术 [J], 王李军;赵惠昌;严莉莉;胡
泽宾
4.GPS干扰源抑制中的多用户检测技术 [J], 蒋海丽;郑建生
5.基于盲判决反馈均衡的GPS信号多径干扰抑制方法 [J], 李春宇;张晓林
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随机信号处理实验————线性调频（LFM）信号脉冲压缩仿真姓名：***学号： **********一、实验目的：1、了解线性FM 信号的产生及其性质；2、熟悉MATLAB 的基本使用方法；3、利用MATLAB 语言编程匹配滤波器。

4、仿真实现FM 信号通过匹配滤波器实现脉压处理，观察前后带宽及增益。

5、步了解雷达中距离分辨率与带宽的对应关系。

二、实验内容：1、线性调频信号线性调频矩形脉冲信号的复数表达式为：()()2001222j f t j f t ut lfmt t u t Arect S e e ππτ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎛⎫== ⎪⎝⎭ ()211,210,2j ut t t t u t Arect rect t e πττττ⎧≤⎪⎪⎛⎫⎛⎫==⎨ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪>⎪⎩为信号的复包络，其中为矩形函数。

0u f τ式中为脉冲宽度,为信号瞬时频率的变化斜率，为发射频率。

当1B τ≥（即大时宽带宽乘积）时，线性调频信号特性表达式如下：0()LFM f f f B S -⎛⎫=⎪⎝⎭幅频特性： 20()()4LFM f f f u ππφ-=+相频特性：20011222i d f f t ut f ut dt ππ⎡⎤⎛⎫=+=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦信号瞬时频率：程序如下：%%产生线性调频信号T=10e-6; %脉冲宽度B=400e6; %chirp signal 频带宽度400MHz K=B/T; %斜率Fs=2*B;Ts=1/Fs; %采样频率与采样周期N=T/Ts %N=8000t=linspace(-T/2,T/2,N); %对时间进行设定St=exp(j*pi*K*t.^2) %产生chirp signalfigure;subplot(2,1,1);plot(t*1e6,real(St));xlabel('Time in u sec');title('线性调频信号');grid on;axis tight;subplot(2,1,2)freq=linspace(-Fs/2,Fs/2,N); %对采样频率进行设定plot(freq*1e-6,fftshift(abs(fft(St))));xlabel('Frequency in MHz');title('线性调频信号的幅频特性');grid on;axis tight;Matlab 程序产生chirp 信号，并作出其时域波形和幅频特性，如图：2、匹配滤波器在输入为确知加白噪声的情况下，所得输出信噪比最大的线性滤波器就是匹配滤波器，设一线性滤波器的输入信号为)(t x ：)()()(t n t s t x +=其中：)(t s 为确知信号，)(t n 为均值为零的平稳白噪声，其功率谱密度为2/No 。

北斗和GPS双模接收机干扰抑制算法的设计与实现张建立;杨祖芳;潘伟;郑建生【摘要】BeiDou and GPS receivers are susceptible to interference.In order to improve the performance of the receiver under strong jamming environment,the effects of different arrays and different algorithms on the anti-jamming performance of the receiver were studied.An anti-jamming platform for BeiDou and GPS dual-mode receiving system was designed and implemented on the basis of GPS anti-interference research.The experimental results show that by this system,the BeiDou and GPS dual-mode receivers can search up to 6 BeiDou navigation satellites and 5 GPS navigation satellites, and locate under the environment of -30 dBm strong interference.The system can also be extended to a variety of satellite navigation receivers anti-jamming platform.%目前北斗/GPS双模接收系统的抗干扰研究还比较少,主要是针对GPS的抗干扰研究.北斗和GPS接收机易被干扰,为了改善强干扰环境下接收机的性能,研究不同阵列、不同算法对接收机抗干扰性能的影响,在GPS的抗干扰研究的基础上设计并实现了一套北斗和GPS双模接收系统的抗干扰平台.实验结果表明,该系统能使北斗和GPS双模接收机在—30 dBm 强干扰的环境下搜到6颗北斗导航卫星和5颗GPS导航卫星,并正常定位,说明该系统能达到干扰抑制的目的.该系统也可推广至多种卫星导航接收机的抗干扰平台.【期刊名称】《中国空间科学技术》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】7页(P117-123)【关键词】北斗;全球定位系统;干扰抑制;双模接收机;抗干扰平台【作者】张建立;杨祖芳;潘伟;郑建生【作者单位】武汉大学 GNSS中心,武汉 430079;武汉工商学院信息工程学院,武汉 430065;武汉大学 GNSS中心,武汉 430079;武汉大学 GNSS中心,武汉 430079;武汉大学电子信息学院,武汉 430072【正文语种】中文【中图分类】TN927.2近年来，随着导航技术在军事领域应用越来越多，电子对抗也被越来越多地出现在全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)中。

用于GPS接收机的快速自适应干扰抑制方法王纯;张林让;陈广锋;黄庆东;刘高高【摘要】The adaptive Generalized Sidelobe Canceller(GSC) always employs the least-mean-square(LMS) algorithm for weight adaptation. In the GPS receiver, real adaptive interference suppression can not be satisfied by this algorithm because of its slow convergence rate, especially at the very low signal-to-noise ratio(SNR). Since the convergence behavior of the LMS algorithm is highly dependent on the eigenvalue spreads of the covariance matrix of the blocking matrix output, we present a novel Householder-based fast adaptive interference suppression approach. Householder transformation can be employed for the design of the blocking matrix of the GSC, which will block not only the desired signal but also accelerate the convergence rate of the LMS algorithm. Therefore, it can also maximize the output SINR and significantly improve the performance of the anti-jammer GPS receiver. Theoretical analysis and simulation results demonstrate the superiority of the proposed structure.%提出了一种基于Householder变换的快速自适应干扰抑制方法.利用Householder变换构建的广义旁瓣相消器下支路阻塞矩阵,可将期望信号完全阻塞,提高了最小均方误差算法的收敛性,获得了较高的输出信干噪比,并提高了GPS接收机的快速抗干扰性能.理论分析和性能仿真验证了该方法的优越性.【期刊名称】《西安电子科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(038)003【总页数】7页(P114-120)【关键词】GPS接收机;Householder变换;广义旁瓣相消;最小均方误差算法【作者】王纯;张林让;陈广锋;黄庆东;刘高高【作者单位】西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安,710071;西安文理学院数学系,陕西西安,710065;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安,710071;西安邮电学院通信工程系,陕西西安,710121;西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安,710071【正文语种】中文【中图分类】N965;TN911.7自适应阵列天线是新一代GPS抗干扰接收机的重要组成部分.在GPS抗干扰接收机中,自适应阵列首先要求消除接收信号中的干扰和噪声的影响,获得最大输出信干噪比;其次要求正确恢复出期望信号的复值和相位,实现有效测距和定位;最后GPS 接收机要求具备快速收敛的自适应抗干扰能力.常用于GPS接收机的自适应阵列,包括线性约束最小方差(LCMV)和广义旁瓣相消器(GSC)两种形式.在GSC框架中,阻塞矩阵的构建至关重要.常见的阻塞矩阵的构建方法有二项式对消[1]和奇异值(SVD)分解[2]等.文献[3]提出了阻塞矩阵对于自适应权矢量误差敏感性的影响及阻塞矩阵选取的要求:首先要求阻塞矩阵能够将期望信号完全阻塞,且没有剩余;其次需尽可能获得最大输出信干噪比.在GSC框架中,另外一项重要的组成即自适应滤波.由于它和线性约束是分开进行的,因此可以采用连续自适应处理算法来递推GSC框架中的自适应滤波权矢量.连续处理是对每个快拍数据进行权矢量的更新和应用,因此非常适用于非平稳环境.传统的连续自适应处理算法通常采用LMS算法.LMS算法简单,但收敛速度慢,误差较大,通常无法满足GPS接收机对自适应干扰抑制实时性方面的要求[4].LMS算法与阻塞后信号协方差矩阵的特征值的离散程度有关[5-6],特征值离散程度越小,LMS算法的收敛性就越好,因此可以构建特征值离散程度较小的阻塞矩阵,从而提高GSC框架下的连续LMS算法的收敛性能.二项式对消方法简单,但其信号协方差矩阵特征值离散程度越大,对LMS算法的收敛性影响也越大.而基于奇异值(SVD)分解方法的阻塞矩阵,其信号协方差矩阵离散程度较小,但其算法复杂度较高.文献[7]提出了一种最小模级联相消器,是一种在采样协方差求逆类算法所需一半的样本数的情况下就可取得同样收敛性能的算法.文献[8]针对GPS接收机,提出了基于Householder变换构建的多级维纳滤波器,用于降低空时二维自适应波束形成的计算复杂度.为此,笔者提出一种用于GPS接收机的快速自适应干扰抑制方法.利用Householder变换阻塞矩阵其信号协方差矩阵离散程度较小这一特点,不仅可以实现期望信号被完全阻塞,而且可以提高GSC框架下的连续LMS算法的收敛性,获得较高的输出信干噪比,从而提高了GPS接收机的快速抗干扰性能.理论分析和性能仿真验证了该方法的优越性.设均匀线阵由M个阵元组成.接收到的信号在奈奎斯特采样速率下进行采样,在时刻k各个天线采样得到样本,构成矢量, 表示为其中,a(θ)和a(θj)表示信号和干扰源的导向矢量,θ和θj是它们各自的波达方向;s(k)是期望卫星的信号;rj(k)是第j个干扰信号;Pj是第j个干扰信号rj(k)的幅度;n(k)是加性高斯白噪声,这里采用等距线阵,阵元间距半波长,导向矢量为,其中,d是阵元间隔;λ是期望卫星中心频率对应的波长.自适应抗干扰处理器输出为输出的信号(n)最后被GPS接收机进行处理.2.1GSC结构在GSC结构中,阵列接收信号经GSC上支路的静态权矢量,保留了期望信号、干扰和噪声,且期望信号无失真响应约束得到保证,各干扰分量的复幅度变化为各干扰和期望信号的空间相关系数;阵列接收信号经GSC下支路,首先将期望信号阻塞,只剩余干扰和噪声,再通过连续LMS算法自适应更新权矢量,使得上下支路的差值最小.显然,对GSC而言,其阻塞矩阵的构建和干扰消除自适应权系数的计算是最为重要的. 如图1所示,输入信号x(k)通过GSC上支路静态权矢量qH,获得期望信号其中,q∈C(M×1).此外,下支路首先通过阻塞矩阵,将期望信号阻塞掉.经(M-1)×M维阻塞矩阵QB后输出信号矢量为此时,下支路阻塞后的信号中仅包含干扰和噪声.将上支路输出与下支路阻塞矩阵输出结果作互相关,即下支路阻塞矩阵输出信号X0(k)的协方差矩阵为其中,Rx是阵列接收信号x(k)的M×M维采样协方差矩阵.由于下支路经过阻塞矩阵进行自适应滤波与上支路的输出中干扰信号是相关的,因而可将上下支路相关干扰和噪声相互抵消,输出无失真的期望信号.无约束最优化代价函数为对代价函数wGSC求导,得到下支路动态权矢量为那么,广义旁瓣相消的自适应权矢量为要求阻塞矩阵满足2.2 阻塞矩阵的构建阻塞矩阵的构造在广义旁瓣相消中至关重要.如果阻塞矩阵构建的不合适,则在经过阻塞矩阵后,会出现期望信号的阻塞剩余.常见的阻塞矩阵构建方法有二项式对消器和奇异值(SVD)分解等.下支路阻塞矩阵输出信号的协方差矩阵为其中,为噪声功率;Rj为干扰的协方差矩阵.可以看出,阻塞矩阵输出仅包括干扰和噪声.传统的基于二项式对消器的数据阻塞矩阵利用均匀等距线(ULA)阵各阵元之间存在均匀相位差这一性质,利用该阻塞矩阵同样有.对阻塞矩阵作自相关,阻塞矩阵的列与列之间不正交,从式(10) 可以看出,阻塞输出噪声在阵元间产生相关性,因此可以将阻塞矩阵输出的噪声看作是非高斯白噪声此外,另一种构建方式是奇异值分解(SVD),该阻塞矩阵的列与列之间正交,即,但由于其庞大的运算量在实际中通常无法采用[9]. 选用Householder矩阵能使向量a(θ)的某些元素变为零,又能保持该向量的长度或范数不变.具体地说,Householder矩阵Q可以将非零向量a(θ0)变换成e1的倍,其中,,为M×1维单位矩阵,将Householder矩阵写作这是因为Householder变换使得,可以达到的目的.构造Householder向量为则对称和正交的Householder矩阵为文中算法取后M-1×M维的矩阵元素QB作为阻塞矩阵.经过基于Householder 阻塞矩阵QBa(θ0)=0,期望信号方向的信号被完全阻塞.阻塞矩阵的自相关矩阵为单位阵,即.阻塞矩阵的列与列之间正交.可以看出,阻塞矩阵输出噪声是功率为、空间不相关的白噪声.基于Householder变换的阻塞矩阵使得LMS算法避免了由于二项式对消给自适应GSC带来的不相关噪声的影响.从计算复杂度考虑,该阻塞矩阵构建仅需次乘法,低于基于SVD的阻塞矩阵的运算复杂度.2.3 低复杂度自适应更新权矢量LMS算法是一种闭环算法,即在权矢量的更新中存在输出的反馈.考察GSC输出的均方误差为对WGSC取导得由权矢量求,使得MSE下降最快,则其中,μ为步长因子,用于控制收敛速度;可采用瞬时梯度估计代替:将式(17)带入式(16),得其中,LMS算法在稳态的情况下其均方根误差(MSE)可以定义为[10]其中,是维纳解的最小均方根误差(MMSE),是由于LMS算法引起的剩余的MSE.权误差矢量可以定义为那么,,其中是权矢量引起的误差信号.权误差矢量的自相关矩阵定义为有.在这个假设下,剩余MSE可写为,其中tr[]是[]内矩阵的迹.当k→∞时,剩余的MSE即其中,定义为的第l个特征值(共N-1个特征值).由于(N-1)λmin≤式(23)可以写作可以看出,LMS算法的收敛程度与特征值的离散程度有关,离散程度越小,收敛性越好.已知,,特征值离散程度满足不等式:其中,λJ是干扰协方差矩阵的特征值总和.当,离散程度最小,收敛性能最优;否则,,离散程度较大,收敛性能较差.也就是说,当阻塞矩阵输出噪声为色噪声时,LMS算法收敛得很慢.LMS算法要求阻塞矩阵的选取需要满足的条件,使得收敛速度得以提高,抗干扰性能较好.为了验证该算法的有效性,主要考察输出SINR和自适应干扰抑制这两个方面的性能.仿真中,采用间距为半波长的8阵元均匀线阵.接收机时域采样频率采用奈奎斯特采样频率.信噪比为-20dB,假设卫星位于θ=30°.1个点频干扰位于-60°,两个不相关的等功率调频干扰源位于-15°和60°,一个宽带干扰源位于0°.假定发射信号的中心频率为1.25MHz,采样频率为5MHz.信噪比(SNR)为-20dB、信干比(SIR)为-45dB,阵元间距d=λ/2,λ是接收信号载波频率对应的波长.将文中提出的基于Householder变换的干扰抑制方法,在GSC框架下分别结合LMS算法和Kalman滤波进行自适应更新权矢量,当SNR为-20dB和SIR为-45dB时,波束形成输出如图2所示.LMS算法满足μ＜2×10-7,取μ=1×10-7.均匀线阵中的第1支路接收到的信号的频谱图如图2(a)所示.分别采用GSC框架下两种阻塞矩阵在迭代次数N=80时的阵列输出信号的频谱结果如图2(b)和图2(c)所示.对比可以看出,基于二项对消的LMS算法的输出仍有少量干扰没有完全抑制;而采用相同迭代次数的条件下,文中提出的方法可以将各种干扰完全抑制,说明采用Householder变换的连续LMS自适应干扰抑制算法收敛速度较快.干扰抑制前后的归一化互相关结果如图3所示.干扰抑制前无法进行本地码和接收码的相关操作,从而导致接收机失锁,不能正常工作.而接收机采用文中提出的干扰抑制方法,其相关器可有效实现C/A码捕获.当SNR为-20dB和SIR为-45dB时,通过200次蒙特卡罗仿真实验,比较了GSC框架下基于两种阻塞矩阵的自适应抗干扰方法,它们的输出信干噪比随快拍数的变化曲线如图4所示.可以看出,LMS算法受Householder阻塞矩阵的影响较大,其输出信干噪比(SINR)明显优于传统的二项对消阻塞矩阵的输出信干噪比.此外,阵列接收的GPS信号的信噪比较低,通常取-20dB～-40dB.在低信噪比条件下,比较了它们的输出信干噪比随SNR的变化曲线如图5所示.基于Householder阻塞矩阵的自适应干扰抑制方法的输出信干噪比,明显优于传统的二项式相消阻塞矩阵方法的输出信干噪比,与基于EVD的方法性能接近,但计算复杂度大大降低了.考虑到GSC-LMS算法收敛速度较慢,无法满足GPS接收机对自适应干扰抑制的实时性方面的要求.由于LMS算法的收敛性受GSC框架中阻塞矩阵的影响显著,笔者利用Householder变换构建了GSC下支路阻塞矩阵.该算法不仅可以将期望信号完全阻塞,而且可以提高LMS算法的收敛性,从而获得较高的输出信干噪比.通过理论分析和性能仿真,验证了该算法在提高输出信干噪比和用于GPS接收机快速抗干扰方面的优越性.【相关文献】［1］王永良，丁前军，李荣锋.自适应阵列处理［M］.北京：清华大学出版社，2009：45-46. ［2 ］ Ueng F B， Yu S J.A New GSC-Based Adaptive Array ［C ］//Wireless Communications and Applied Computational Electromagnetic.Honoluu：IEEE，2005：997-1000.［3］ Yu S J，Lee J H.Effect of Random Weight Errors on the Performance of PartiallyAdaptive Array Beamformers［J］.Signal Processing，1994，37（3）：365-380.［4］ Hou Youguo，Guo Wei，Li Xinshan.A GPS Receiver of Adaptive Interference Suppression ［C ］//International Conference on Communications，Circuits and Systems.California：IEEE，2009：450-453.［5］ Chu Yi，Fang W H.A Novel Wavelet-Based Generalized Sidelobe Canceller ［J］.IEEE Trans on Antennas and Propagation，1999，47（9）：1485-1494.［6］ Zhang Xianda，Wei Wei.Blind Adaptive Multiuser Detection Based on Kalman Filtering［J］.IEEE Trans on Signal Processing，2002，50（1）：87-95.［7］黄庆东，张林让，卢光跃. 一种最小模级联相消器［J］. 西安电子科技大学学报，2010，37（2）：204-209. Huang Qingdong，Zhang Linrang，Lu Guangyao.Minimum Module Value Cascaded Canceller［J］.Journal of Xidian University，2010，37（2）：204-209. ［8］ Werner S，With M，Koivunen V.Householder Multistage Wiener Filter for Space-time Navigation Receivers ［J］.IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems，2007，43（3）：975-988.［9］ Lee Yinman，Wu Wenrong.A Robust Adaptive Generalized Sidelobe Canceller with Decision Feedback ［J］.IEEE Trans on Antennas and Propagation，2005，53（11）：3822-3832.［10］Koh C L.Broadband Adaptive Beamforming with Low Complexity and Frequency Invariant Response［D］.Southampton：Univ of Southampton，2009.。

2013，49（4）作者简介：闫杰（1960—），教授，博士生导师，研究方向：飞行控制与仿真；魏培智（1967—），博士，研究方向：导航制导与控制；谷建荣（1972—），硕士，研究方向：卫星导航；赵瑞峰（1974—），本科，研究方向：电子对抗。

收稿日期：2012-11-13修回日期：2013-01-06文章编号：1002-8331（2013）04-0267-04Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用1引言卫星导航系统能为全球陆、海、空、天的各类军民载体，全天候、全天时连续提供高精度的三维位置、速度和精密时间信息。

在军事领域，广泛用于各类精确打击武器的制导、C3I （Command ，Control ，Communication ，Intelligence ）系统、各种需要精确定位和时间信息的战术操作以及试验场的高速武器跟踪和精确轨道测量，成为现代战争不可缺少的手段。

随着战争中军用飞机、精确制导武器等对天基导航系统的依赖不断增加，导航系统面临的电磁环境日趋复杂和多样化。

而现阶段卫星导航系统的抗干扰能力较弱[1]，国外（尤其是美国）在研制GPS 自适应接收系统方面技术较为领先[2-3]，自适应天线应用于F-16战机、战斧巡航导弹等平台。

国内对于抗干扰卫星导航接收机方面的研究起步晚，近年来一些研究所和学校陆续开展了这一领域的研究。

贾洪峰、卢艳娥等从理论上对GPS 接收机自适应天线的性能进行了分析和仿真[4-5]。

就目前情况看，国内的研究大多还处于理论研究阶段，实际应用方面也仅限于原理样机阶段。

另外，现有国内外研究基本局限于GPS 接收机，对于多系统抗干扰兼容型卫星导航接收机的研制成果很少。

本文研制的抗干扰兼容型卫星导航接收机在同时接收BD/GPS/GLONASS 卫星信号的情况下，采用自适应天线阵列抗干扰技术，实现自动跟踪干扰来向，并有效抑制干扰，提高其抗干扰能力和定位模式的灵活性。

基于盲分离的单通道LFM引信欺骗干扰抑制尹洪伟;李国林;路翠华【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】针对单通道LFM引信欺骗干扰抑制问题，提出了一种基于时频解耦盲分离( TFD-BSS)的干扰抑制算法。

该方法首先通过Stretch变换将时频混叠的LFM 信号转化为两差频信号，然后利用自适应滤波技术滤出干扰差频信号，并对其进行二次Stretch变换将干扰差频转化为欺骗信号以构造虚拟通道，从而将欠定盲分离转化为非欠定问题，最后通过延时差量法将干扰滤除。

实验仿真表明，回波和干扰延时相差5 ns以上即可取得良好的分离效果。

该方法不仅可为引信抗欺骗干扰提供借鉴，也是单通道盲分离算法的理论扩展。

%An algorithm based on time-frequency decoupling BSS ( TFD-BSS ) is proposed to solve the problem of single-channel deception jamming suppression of LFM fuze. First, the method transforms the signal of time-frequency mixed LFM fuze into two difference frequencies,and then filters out the deception difference frequency signal using the technique of adaptive filtering,and constructs a virtual channel by the second stretch transformation which can transform the jamming difference frequency into deception jamming signal,thus the underdetermined problem can be converted to well-posed BSS to take advantage of it to re-alize the separation and suppression of deception jamming. The experiment results indicate that the mixed signals can be separated successfully when the delay difference is more than 5 ns,and thismethod can pro-vide reference for deception jamming resistance of the fuze,and it is also the theory extension of single-channel BSS.【总页数】7页(P1475-1481)【作者】尹洪伟;李国林;路翠华【作者单位】海军航空工程学院，山东烟台264001;海军航空工程学院，山东烟台264001;海军航空工程学院，山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TN972【相关文献】1.基于STFRFT的LFM引信抗欺骗干扰方法 [J], 粘朋雷;李国林;李飞2.基于盲分离的伪码引信欺骗干扰抑制算法 [J], 尹洪伟;李国林;粘朋雷3.一种新的LFM引信距离欺骗干扰抑制算法 [J], 尹洪伟;李国林;隋鉴4.时变幅度LFM干扰下的单通道盲分离算法研究 [J], 路威;张邦宁;陆溪平5.基于FRFT与盲分离的扩频通信LFM干扰抑制仿真 [J], 安莎;鲁秋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

导航接收机时频抗干扰技术的研究和性能分析通信与信息系统， 2011，硕士【摘要】 GPS信号是采用DSSS对载频进行BPSK调制的CDMA信号。

GPS系统具有一定程度的抗干扰能力,但是这种能力受到扩频增益的限制,当干扰信号功率超过干扰容限时,GPS系统的性能就会下降。

特别是在人为恶意干扰下,接收机将无法实现正常通信,因此,在GPS接收机中研究干扰抑制技术尤其重要,本文重点研究基于STFT和WPT的两种时频干扰抑制算法,分析两种算法对各种类型干扰的抑制能力。

GPS信号是一种非平稳信号,处理非平稳信号必须使用时频分析法,STFT和WPT都是一种时频分析方法。

WPT是一种“加窗”的傅里叶变换,小波包的分解和重构是用正交镜像滤波器实现的。

基于STFT 的干扰抑制算法的关键在于选取合适的窗函数,此窗函数能把干扰在时频域上映射的区域最小,基于此原则,本文中选取了海明窗和高斯窗;基于WPT的干扰抑制算法的关键在于选取小波函数和用于抑制干扰的阈值门限,通过对各种小波性能对比,本文选取了symlet-10小波函数,它是一种正交小波,满足正交性的同时,还具有近似对称性。

再依据干扰类型和变换域特性选择合适的阈值。

本文主要研究干扰抑制模块。

基于STFT的干扰抑制算法是:把GPS信号变换到时频... 更多还原【Abstract】 The GPS signal is CDMA using direct sequencespread spectrum (DSSS) to bi-phase modulate the carrierfrequency. The GPS system has certain interference rejection capacities, but the interference immunity is limited by the processing gain. The performance of the system is strongly degraded when the interference power is greater than the interference margin. So, GPS satellite signal is vulnerable to malicious man-made interference, the system cannot work normally. It is very important to research ... 更多还原【关键词】导航接收机；时频分析；干扰抑制；阈值设定；【Key words】Navigation Receiver；Time-Frequency Analysis；Interference Suppression；Threshold Setting；摘要4-5Abstract 5-6第一章前言13-171.1 研究背景13-141.2 GPS 抗干扰接收机的研制14-151.3 主要研究内容和结构安排15-17第二章GPS 系统综述17-342.1 GPS 的组成部分17-192.1.1 空间星座部分17-182.1.2 地面控制部分18-192.1.3 用户设备部分192.2 GPS 接收机结构19-252.2.1 数字接收机射频前端20-242.2.2 中频数据采集模块24-252.2.3 信号处理模块252.3 GPS 信号25-332.3.1 GPS 卫星信号的产生26-272.3.2 伪随机码的发生27-292.3.3 C/A 码的产生29-302.3.4 自相关函数和功率谱密度30-332.4 小结33-34第三章GPS 干扰类型及抗干扰技术34-463.1 GPS 干扰34-373.1.1 压制式干扰34-363.1.2 欺骗式干扰36-373.2 GPS 接收机中的抗干扰技术37-403.3 基于短时傅里叶变换的干扰抑制算法40-453.3.1 时频分析简介40-413.3.2 短时傅里叶变换和干扰抑制算法步骤41-453.4 小结45-46第四章基于小波包变换的干扰抑制技术46-674.1 多分辨率分析46-494.2 尺度函数和小波函数49-514.2.1 尺度函数及其空间49-504.2.2 小波函数及小波空间504.2.3 尺度函数φ(t ) 和小波函数ψ(t ) 的性质50-514.3 二尺度方程51-524.4 小波变换的Mallat 算法52-544.4.1 Mallat 算法的信号分解过程52-534.4.2 Mallat 算法的信号重建过程53-544.5 双通道多采样滤波器组54-554.6 小波包变换及其算法55-634.6.1 小波包的基本原理55-574.6.2 小波包的分解与重建57-594.6.3 小波包算法中的几个问题59-634.7 基于小波包变换的干扰抑制算法63-664.7.1 自适应小波包算法参数描述63-644.7.2 基于自适应小波包的干扰抑制算法步骤64-664.8 小结66-67第五章基于WPT 和STFT 的干扰抑制算法仿真与性能分析67-875.1 搭建仿真模型和选取参数67-685.2 不同类型干扰抑制算法仿真与性能分析68-865.2.1 单音干扰68-725.2.2 多音干扰72-765.2.3 LFM 干扰76-795.2.4 窄带干扰79-855.2.5 混合干扰85-865.3 小结86-87第六章结束语87-88致谢88-89参考文献。

GPS信号和干扰仿真系统的设计与实现[S]英文题名 Design and Implement of the GPS Signal and Interference Simulation System 专业电子与通信工程关键词 GPS; 场景仿真; C/A码; Matlab; 多普勒; 干扰; 天线阵; FPGA; AD9957; 英文关键词 GPS; Scene Simulation; C/A code; Matlab; Doppler; interference; Attenna Array; FPGA; AD9957; 中文摘要近年来,卫星导航定位系统在各个领域发挥越来越重大的作用,除了在军事领域的应用之外,GPS技术已经广泛地渗透到经济建设和科学实验的各个领域。

本文取材于“GPS联合空时抗干扰接收机”研究课题,重点研究了GPS信号和干扰仿真系统的设计与实现,为“GPS联合空时抗干扰接收机”这一课题研究提供信号和干扰仿真场景。

本文从GPS信号和干扰的仿真设计方案出发,首先讨论了GPS接收信号产生的原理,深入研究了用户可见卫星的实时判断方法、GPS信号和干扰的特征及仿真生成方法、GPS信号多普勒原理、均匀圆天线阵接收GPS信号和干扰的原理等方面的内容。

其次,详细研究了GPS信号和干扰的Matlab仿真方法和步骤,在Matlab仿真设计与实现中,实现了单颗GPS卫星信号的仿真生成,以及多颗GPS卫星混合信号的仿真生成;实现了高斯白噪声以及几种常见类型干扰信号的仿真生成;实现了多普勒频移和均匀圆天线阵接收信号/干扰的仿真生成。

最后,从仿真系统的实现原理和要求出发,在FPGA中用VHDL语言实现C/A码及干扰的仿真输出,通过FPGA控制AD9957实现了数字正交上变频,通过硬件电路调试,最终在硬件平台上实现了GPS信号、高斯白噪声... 英文摘要 Nowadays, Satellite Navigationg and Position System is playing a more and more important role in all fields. Besides the military field, Global Position System has been used widely in many files including economics and science e xperiments.Based on“GPS STAP Anti-jamming Receiver”project, this thesis focuses on design and implement of the GPS signal and interference simulation system, provides simulation scene of signal and interference to“GPS STAP Anti-jamming Receiver”. Accroding to the Design of the GP... 摘要 10-11 ABSTRACT 11 第一章绪论 12-16 1.1 GPS系统研究发展历程及现状分析 12-13 1.2 课题研究背景及选题意义 13-14 1.3 研究目标和主要内容 14-16 第二章 GPS 信号和干扰产生的原理 16-37 2.1 GPS信号产生的原理 16-27 2.1.1 可见卫星的实时判断 16-20 2.1.2 GPS信号的频率特性及其调制方式 20-22 2.1.3 C/A码的生成原理及实现方式 22-23 2.1.4 GPS系统中的多普勒频移 23-25 2.1.5 GPS信号的产生 25-27 2.2 GPS干扰信号建模 27-34 2.2.1 GPS干扰信号特性 27-28 2.2.2 GPS干扰信号的对象 28-29 2.2.3 GPS干扰信号的不同类型干扰 29-30 2.2.4 干扰对GPS有用信号的影响 30 2.2.5 不同类型干扰的干扰效果 30-31 2.2.6 不同干扰类型的生成方法 31-34 2.3 均匀圆天线阵在GPS接收机中的应用 34-36 2.4 本章小结 36-37 第三章GPS信号和干扰的Matlab仿真 37-49 3.1 Matlab仿真实现卫星轨道模型 37-40 3.1.1 轨道建模算法分析 37-38 3.1.2 GPS卫星星座编程实现 38-39 3.1.3 仿真结果 39-40 3.2 GPS信号的Matlab仿真实现 40-44 3.2.1 C/A码的生成算法分析 40-42 3.2.2 多普勒频移的实现 42-43 3.2.3 GPS信号的仿真生成 43-44 3.3 GPS干扰信号的Matlab仿真实现 44-47 3.3.1 宽带噪声干扰的Matlab编程设计与实现 44-45 3.3.2 AR随机过程窄带干扰的Matlab编程的设计与实现45-46 3.3.3 单频干扰的Matlab编程实现 46-47 3.4 天线阵各阵元接收信号的仿真实现 47-48 3.4.1 UCA各阵元接收信号仿真的设计流程 47 3.4.2 仿真程序编写47 3.4.3 仿真结果分析 47-48 3.5 本章小结 48-49 第四章仿真系统软件部分的FPGA实现 49-68 4.1 FPGA的应用与设计49-52 4.1.1 FPGA的设计流程 49-50 4.1.2 Virtex-4 系列FPGA的性能特点和基本结构 50-52 4.2 仿真系统的实现方案 52-56 4.2.1 仿真系统的实现原理 52-55 4.2.2 仿真实现的硬件平台 55-56 4.3 用FPGA实现C/A码的仿真输出 56-58 4.3.1 C/A码的FPGA实现原理56-57 4.3.2 不同卫星C/A码的产生 57-58 4.4 用FPGA实现干扰的仿真输出 58-61 4.4.1 高斯白噪声的FPGA实现 58-59 4.4.2 低通滤波器的FGPA设计实现 59-61 4.5 AD9957 实现信号的数字正交上变频 61-65 4.5.1 AD9957 概述 61-62 4.5.2 AD9957 实现数字正交上变频 62-65 4.6 GPS信号和干扰的中频输出 65-67 4.6.1 仿真输出GPS发送信号 65 4.6.2 仿真输出GPS接收信号 65-67 4.6.3 在调试中碰到的问题67 4.7 本章小结 67-68 第五章总结与展望 68-70 5.1 论文工作总结 68 5.2 论文工作展望 68-70 致谢 70-71 参考文献 71-73 作者在学期间取得的学术成果 73-74 附录A 卫星在ECEF坐标系中的坐标求解74-75 附录B 用户在ECEF坐标系中的坐标求解 75-76 附录C GPS粗码的码相位分配和码序列初始段 76-77 附录D AD9957 部分的VHDL编写程序如下 77-78 3.1.1 轨道建模算法分析 37-38 3.1.2 GPS卫星星座编程实现 38-39 3.1.3 仿真结果 39-40 3.2 GPS信号的Matlab仿真实现 40-44 3.2.1C/A码的生成算法分析 40-42 3.2.2 多普勒频移的实现 42-43 3.2.3 GPS信号的仿真生成 43-44 3.3 GPS干扰信号的Matlab仿真实现 44-47 3.3.1 宽带噪声干扰的Matlab编程设计与实现 44-45 3.3.2 AR随机过程窄带干扰的Matlab 编程的设计与实现 45-46 3.3.3 单频干扰的Matlab编程实现46-47 3.4 天线阵各阵元接收信号的仿真实现 47-48 3.4.1 UCA各阵元接收信号仿真的设计流程47 3.4.2 仿真程序编写 47 3.4.3 仿真结果分析 47-48 3.5 本章小结 48-49 第四章仿真系统软件部分的FPGA实现 49-68 4.1 FPGA的应用与设计 49-52 4.1.1 FPGA 的设计流程 49-50 4.1.2 Virtex-4 系列FPGA的性能特点和基本结构 50-52 4.2 仿真系统的实现方案 52-56 4.2.1 仿真系统的实现原理 52-55 4.2.2 仿真实现的硬件平台 55-56 4.3 用FPGA实现C/A码的仿真输出 56-58 4.3.1 C/A码的FPGA实现原理 56-57 4.3.2 不同卫星C/A码的产生 57-58 4.4 用FPGA 实现干扰的仿真输出 58-61 4.4.1 高斯白噪声的FPGA实现58-59 4.4.2 低通滤波器的FGPA设计实现 59-61 4.5 AD9957 实现信号的数字正交上变频 61-65 4.5.1 AD9957 概述 61-62 4.5.2 AD9957 实现数字正交上变频 62-65 4.6 GPS信号和干扰的中频输出 65-67 4.6.1 仿真输出GPS发送信号 65 4.6.2 仿真输出GPS接收信号 65-67 4.6.3 在调试中碰到的问题 67 4.7 本章小结 67-68 第五章总结与展望 68-70 5.1 论文工作总结 68 5.2 论文工作展望 68-70 致谢 70-71 参考文献 71-73 作者在学期间取得的学术成果73-74 附录A 卫星在ECEF坐标系中的坐标求解 74-75 附录B 用户在ECEF坐标系中的坐标求解 75-76 附录C GPS粗码的码相位分配和码序列初始段 76-77 附录D AD9957 部分的VHDL编写程序如下 77-78 3.1.1 轨道建模算法分析 37-38 3.1.2 GPS卫星星座编程实现 38-39 3.1.3 仿真结果 39-40 3.2 GPS信号的Matlab仿真实现 40-44 3.2.1 C/A码的生成算法分析 40-42 3.2.2 多普勒频移的实现 42-43 3.2.3 GPS信号的仿真生成 43-44 3.3 GPS干扰信号的Matlab仿真实现 44-47 3.3.1 宽带噪声干扰的Matlab编程设计与实现 44-45 3.3.2 AR随机过程窄带干扰的Matlab编程的设计与实现45-46 3.3.3 单频干扰的Matlab编程实现 46-47 3.4 天线阵各阵元接收信号的仿真实现 47-48 3.4.1 UCA各阵元接收信号仿真的设计流程 47 3.4.2 仿真程序编写47 3.4.3 仿真结果分析 47-48 3.5 本章小结 48-49 第四章仿真系统软件部分的FPGA实现 49-68 4.1 FPGA的应用与设计49-52 4.1.1 FPGA的设计流程 49-50 4.1.2 Virtex-4 系列FPGA的性能特点和基本结构 50-52 4.2 仿真系统的实现方案 52-56 4.2.1 仿真系统的实现原理 52-55 4.2.2 仿真实现的硬件平台 55-56 4.3 用FPGA实现C/A码的仿真输出 56-58 4.3.1 C/A码的FPGA实现原理56-57 4.3.2 不同卫星C/A码的产生 57-58 4.4 用FPGA实现干扰的仿真输出 58-61 4.4.1 高斯白噪声的FPGA实现 58-59 4.4.2 低通滤波器的FGPA设计实现 59-61 4.5 AD9957 实现信号的数字正交上变频 61-65 4.5.1 AD9957 概述 61-62 4.5.2 AD9957 实现数字正交上变频 62-65 4.6 GPS信号和干扰的中频输出 65-67 4.6.1 仿真输出GPS发送信号 65 4.6.2 仿真输出GPS接收信号 65-67 4.6.3 在调试中碰到的问题67 4.7 本章小结 67-68 第五章总结与展望 68-70 5.1 论文工作总结 68 5.2 论文工作展望 68-70 致谢 70-71 参考文献 71-73作者在学期间取得的学术成果 73-74 附录A 卫星在ECEF坐标系中的坐标求解74-75 附录B 用户在ECEF坐标系中的坐标求解 75-76 附录C GPS粗码的码相位分配和码序列初始段 76-77 附录D AD9957 部分的VHDL编写程序如下 77-78。

GPS干扰系统仿真及仿真结果研究
郑鹏
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2013(000)023
【摘要】随着世界各国的军事实力日渐增强,GPS干扰系统的干扰能力与抗干扰能力研究越来越受到各国人们的重视.要实现对导弹或者其他武器的有效干扰,提高GPS干扰系统的干扰以及抗干扰能力,就要通过MATLAB软件建立起GPS干扰系统的仿真系统模型,对仿真结果进行全面分析,以设计出最优化的干扰和抗干扰手段和方法.文章就GPS干扰系统仿真及仿真结果进行研究,分析出如何有效提高GPS 干扰系统的干扰和抗干扰能力的方法.
【总页数】1页(P67)
【作者】郑鹏
【作者单位】洛阳理工学院电气工程与自动化系,河南洛阳471023
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于GPSS/H仿真软件的沥青路面机群施工系统仿真模型研究
2.基于GPSS/H 的露天矿生产系统仿真优化研究
3.GPS系统仿真和软件GPS接收机的研究
4.MEMS-IMU/GPS组合导航系统仿真研究
5.GPS干扰系统仿真及仿真结果研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

2013，49（4）作者简介：闫杰（1960—），教授，博士生导师，研究方向：飞行控制与仿真；魏培智（1967—），博士，研究方向：导航制导与控制；谷建荣（1972—），硕士，研究方向：卫星导航；赵瑞峰（1974—），本科，研究方向：电子对抗。

收稿日期：2012-11-13修回日期：2013-01-06文章编号：1002-8331（2013）04-0267-04Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用1引言卫星导航系统能为全球陆、海、空、天的各类军民载体，全天候、全天时连续提供高精度的三维位置、速度和精密时间信息。

在军事领域，广泛用于各类精确打击武器的制导、C3I （Command ，Control ，Communication ，Intelligence ）系统、各种需要精确定位和时间信息的战术操作以及试验场的高速武器跟踪和精确轨道测量，成为现代战争不可缺少的手段。

随着战争中军用飞机、精确制导武器等对天基导航系统的依赖不断增加，导航系统面临的电磁环境日趋复杂和多样化。

而现阶段卫星导航系统的抗干扰能力较弱[1]，国外（尤其是美国）在研制GPS 自适应接收系统方面技术较为领先[2-3]，自适应天线应用于F-16战机、战斧巡航导弹等平台。

国内对于抗干扰卫星导航接收机方面的研究起步晚，近年来一些研究所和学校陆续开展了这一领域的研究。

贾洪峰、卢艳娥等从理论上对GPS 接收机自适应天线的性能进行了分析和仿真[4-5]。

就目前情况看，国内的研究大多还处于理论研究阶段，实际应用方面也仅限于原理样机阶段。

另外，现有国内外研究基本局限于GPS 接收机，对于多系统抗干扰兼容型卫星导航接收机的研制成果很少。

本文研制的抗干扰兼容型卫星导航接收机在同时接收BD/GPS/GLONASS 卫星信号的情况下，采用自适应天线阵列抗干扰技术，实现自动跟踪干扰来向，并有效抑制干扰，提高其抗干扰能力和定位模式的灵活性。

2011年第24卷第5期Electronic Sci.＆Tech./May.15,2011协议·算法及仿真收稿日期:2010-11-25作者简介:马茹(1986－,女,硕士研究生。

研究方向:扩频通信干扰。

GPS 信号和其干扰的Matlab 仿真马茹1,胡建伟1,杨立成2(1.西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071; 2.解放军总装备指挥技术学院光电装备系,北京101416摘要文中主要以Matlab 为平台,对GPS 信号的信号结构(数据信号,C /A 码、GPS 的多种干扰方式进行仿真,并分析了不同干扰的干信比与误码率关系。

关键词GPS ;干扰方式;Matlab 仿真中图分类号TN911.4;P228.4文献标识码A文章编号1007－7820(201105－017－06The Matlab Simulation of the GPS Signal and the InterferenceMa Ru 1,Hu Jianwei 1,Yang Licheng 2(1.School of Electronic Engineering ,Xidian University ,Xi'an 710071,China ;2.Department of Photoelectronic Equipment ,The Academy of Equipment Command ＆Technology ,Beijing 101416,ChinaAbstractThis paper simulates the parameter of the GPS signal (data signal ,C /A code and the different in-terference methods of GPS with Matlab as emulation mode．The relation between JNR and the BNR in different inter-ference methods is analyzed．KeywordsGPS ;the interference methods ;Matlab simulationGPS 接收系统最大的弱点是易受干扰性,目前,我国的GPS 在军用、民用领域应用范围日益扩大,在这方面的研究工作也应加速进行。

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。