《GNSS接收系統在高動態環境下的干擾抑制技術研究》是依託武漢大學，由鄭建生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：GNSS接收系統在高動態環境下的干擾抑制技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭建生
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
如何在高動態環境下有效抑制干擾，保證GNSS接收系統的可用性，是衛星導航系統在軍事套用中亟待解決的關鍵技術難題。本項目提出從系統級解決高動態下衛星導航系統的干擾抑制問題，主要研究內容包括以下三個方面（1）建立高動態環境下的干擾模型，確定干擾與信號特徵變化的對應關係，提取用於識別干擾的特徵參數，為實現導航接收機對干擾環境的自主性監測和干擾抑制性能的評判提供理論依據；（2）利用空頻自適應處理和快速並行捕獲的關係，將干擾抑制模組與接收系統的捕獲跟蹤統一考慮，從系統級提高干擾抑制方法的處理速度，滿足高動態要求。（3）建立跟蹤環路和天線陣列的組合模型，研究天線陣列在不同組合方式下的處理性能和代價，尋找合適的組合模式保證抗干擾系統在不同的處理階段均具有良好的干擾抑制性能，形成一套有效的干擾抑制平台。本項目將為實現滿足國防等領域的GNSS接收系統提供理論依據和驗證平台。
結題摘要
近年來，隨著電子技術和GNSS的大力發展，GNSS干擾抑制技術也取得了較大的進步。由於壓制式的干擾與抗干擾技術主要套用于軍事對抗上，因此，在高動態的套用領域中的研究尤其重要。 本項目主要研究內容包括： （1） 在理論分析和干擾抑制算法方面，項目研究了陣列信號到達角（DOA）估計稀疏重構性能的影響，建立了多重信號分類及功率倒置聯合抗干擾模型（MUSIC-PI）。該模型利用正交空間能量最小化原理輔助零陷形成，可估計出最優權值，有效地抑制壓制性干擾的同時減少對衛星信號的損傷，抑制深度達到-120dB，且穩健性提高明顯。 （2） 針對高動態干擾時變問題，研究了高動態干擾源波達方向（DOA）估計問題，提出一種基於DOA的凸最佳化約束模型（CCOB），能有效改善錯配下的DOA性能，提升了系統的魯棒性，實驗結果表明：NMLCB算法對解決GNSS接收機的高動態DOA失配問題是有效的。在此基礎上提出了基於隱馬爾可夫（HMM）和多星約束最小功率（Multi-PI）級聯干擾抑制模型，即HMM-Multi-PI模型，實驗結果表明：HMM-Multi-PI算法對抑制時變干擾、窄頻寬帶混合干擾是有優勢的。 （3） 針對高動態干擾源的欠採樣問題，研究了欠採樣DOA估計問題，建立了l0 範數的連續壓縮感知的DOA估計框架（ZNM）。這是一種無格線模型，突破了信號子空間模型的原有框架，適用於少快拍DOA估計問題。實驗結果表明：零延遲下碼捕獲實驗驗證了更高的DOA估計準確性，其有利於提升干擾抑制效果。在此基礎上，建立了採樣信號的凸最佳化重建模型（CCOB-CS）。實驗結果表明：利用壓縮感知理論，將稀疏重建原理套用於高動態抗干擾陣列處理領域可解決採樣中遇到的少快拍問題。相對於傳統抗干擾模型，信乾噪比（SINR）提升明顯。 （4） 在硬體平台方面，項目設計了GPS導航電文採集裝置，並研製了一套FPGA+DSP軟硬一體的陣列GPS抗干擾系統，通過三個實驗分別評測了干擾類型、採樣頻率和干擾源DOA三個參數變化對GPS接收機及干擾抑制效果的影響。 本項目實施期間共發表論文19篇，其中EI收錄4篇，SCI收錄9篇；授權專利10項，其中發明專利6項，實用新型專利4項；培養博士研究生2人，碩士研究生9人，實際成果達到並超過了預期。項目提出的算法對解決高動態環境下GPS接收機抗干擾問題具有參考價值。
