陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究.pdf

1、陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的補(bǔ)充和增強(qiáng),特別是在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不可用時(shí),陸基導(dǎo)航系統(tǒng)可作為后備獨(dú)立工作,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的資源也可以被陸基導(dǎo)航系統(tǒng)充分開發(fā)和利用以提高陸基系統(tǒng)性能。
　　 采用直接序列擴(kuò)頻體制的陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)通過其自身的擴(kuò)頻增益,擁有一定的干擾抑制能力,但由于系統(tǒng)工作的頻段、信號(hào)傳輸信道等各種環(huán)境將對接收機(jī)的信號(hào)捕獲跟蹤產(chǎn)生各種干擾,且當(dāng)在相對擁擠的電磁頻譜環(huán)境及各種有意敵對干擾源存在的情況下,直擴(kuò)系統(tǒng)更容

2、易受到威脅,干擾信號(hào)的干擾功率相對于信號(hào)功率變得越來越大,干擾造成的影響將足以使接收機(jī)不能正常工作,因此陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研究變得越來越迫切。
　　 論文圍繞直擴(kuò)體制的陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)存在的各種干擾及其抗干擾技術(shù)展開研究,主要包括以下幾個(gè)方面:
　　 針對陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)所處的中短波段,對其信道特性進(jìn)行了分析,論文分別建立了近距離地波場強(qiáng)的簡易計(jì)算模型和遠(yuǎn)距離地波場強(qiáng)的計(jì)算模型,針對影響地波衰減函數(shù)的模方

3、程的根的求法,提出了一種改進(jìn)的精確求解的計(jì)算方法,仿真表明該方法不僅能夠滿足實(shí)時(shí)要求,而且更適合于工程應(yīng)用。對天波信號(hào)的傳播特性進(jìn)行了分析,研究了中短波段天波信號(hào)場強(qiáng)、時(shí)延的計(jì)算方法,為下文中研究抗天波干擾技術(shù)打下了理論基礎(chǔ)。
　　 針對窄帶干擾,論文對直擴(kuò)系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制系統(tǒng)進(jìn)行了建模與分析,提出了一種基于EKF學(xué)習(xí)算法的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾抑制技術(shù),并提出采用解耦擴(kuò)展卡爾曼濾波(DEKF)來解決EKF學(xué)習(xí)算法所需的計(jì)算量和存

4、儲(chǔ)量相對很大的問題。仿真分析表明基于EKF學(xué)習(xí)算法的遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)干擾預(yù)測抑制技術(shù)極大地解決了常規(guī)時(shí)域自適應(yīng)線性或非線性干擾預(yù)測抑制技術(shù)存在的預(yù)測精度不高、收斂速度慢的缺點(diǎn),并改善了強(qiáng)干擾下相關(guān)曲線特性,基本復(fù)現(xiàn)了無干擾時(shí)的相關(guān)特性,更利于有用擴(kuò)頻信號(hào)的捕獲跟蹤。
　　 針對陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)存在的多徑干擾,建立了存在多徑干擾的多徑信號(hào)數(shù)學(xué)模型,提出了基于一種改進(jìn)的MEDLL多徑抑制方法。通過對存在多徑干擾信號(hào)的偽碼跟蹤環(huán)路及載波

5、跟蹤環(huán)路的理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真,得到從碼跟蹤環(huán)路解決多徑干擾問題是最直接有效的方法,本文提出的方法是對傳統(tǒng)的MEDLL多徑抑制方法進(jìn)行了改進(jìn),其特點(diǎn)是在時(shí)延估計(jì)范圍中找出使環(huán)路鑒相曲線穩(wěn)態(tài)誤差零點(diǎn)不變所需要的本地最少估計(jì)單元大小和個(gè)數(shù),仿真結(jié)果表明該方法不僅能夠有效的消除多徑誤差,提高穩(wěn)態(tài)誤差特性,而且大大降低了復(fù)雜度。
　　 針對導(dǎo)航接收機(jī)正常工作影響最嚴(yán)重的“遠(yuǎn)近”效應(yīng)和天波干擾,提出了一種選通的部分并行干擾抵消的方法。推導(dǎo)了

6、“遠(yuǎn)近”效應(yīng)及天波干擾的發(fā)生和判定方法,分析了存在“遠(yuǎn)近”效應(yīng)和天波干擾情況下的各導(dǎo)航臺(tái)信號(hào)捕獲的性能,得出“遠(yuǎn)近”效應(yīng)和天波干擾的共同特點(diǎn)均為干擾信號(hào)功率遠(yuǎn)大于希望的導(dǎo)航臺(tái)信號(hào),從而導(dǎo)致導(dǎo)航接收機(jī)不能正常捕獲弱導(dǎo)航臺(tái)信號(hào)。仿真結(jié)果表明本文提出選通的部分并行干擾抵消的方法能夠很好的消除無線電導(dǎo)航系統(tǒng)中存在的“遠(yuǎn)近”效應(yīng)和天波干擾,改善導(dǎo)航接收機(jī)的捕獲性能,有效的消除導(dǎo)航接收機(jī)的工作盲區(qū)。采用FPGA技術(shù)對干擾抵消器進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì),并