GPS接收机联合空时抗干扰技术研究.doc

分类号 TN911.7 学号 0049029 U D C 密级 工学博士学位论文 GPS接收机联合空时抗干扰技术研究 博士生 姓名 孙 晓 昶 学 科 专 业 信息与通信工程 研 究 方 向 现代信号处理 指 导 教 师 皇甫堪 教授 国防科学技术大学研究生院 二00三年十月  Study on Joint Space-Time Anti-jamming Techniques for GPS Receivers A DISSERTATION Submitted in Partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of Philosophy in the Electrical Science and Engineering School of National University of Defense Technology BY SUN Xiaochang Adviser:Prof. HUANGFU Kan National University of Defense Technology December 2003 目录 摘要 I ABSTRACT II 符号说明 III 缩略词 IV 第一章 绪 论 1 §1.1 GPS抗干扰问题的地位和作用 1 §1.2 GPS抗干扰技术的研究现状及发展趋势 5 §1.3 GPS接收机联合空时自适应（STAP）抗干扰方法 7 §1.4 GPS接收机联合空时抗干扰技术的研究现状 9 §1.5 本文的主要研究内容和创新性工作 11 第二章 基于多级维纳嵌套滤波的联合空时低秩自适应滤波方法 14 §2.1 GPS接收机联合空时抗干扰处理的基本输入输出关系 14 §2.2联合空时处理的最优准则问题 16 §2.3 联合空时处理最小方差约束形式 18 §2.4 联合空时处理的降秩处理问题 20 §2.5 基于MSNWF的联合空时低秩自适应滤波方法 30 §2.6仿真试验 33 §2.7总结 39 附录2.A 48 附录2.B 49 附录2.C 50 附录2.D 52 附录2.E 53 第三章 空时处理与空频处理 54 §3.1 空时处理与空频处理的等价性 54 §3.2次优空频处理与空时处理比较 59 §3.3 总 结 62 第四章 基于循环平稳特性的级联空时处理 64 §4.1 GPS卫星C/A码部分解扩 65 §4.2 经过C/A码部分解扩的阵列协方差矩阵循环平稳性分析 67 §4.3 基于循环平稳性的级联空时处理 73 §4.4 仿真试验 75 §4.5 总结 78 附录4.A 80 第五章 干扰多径问题 83 §5.1 GPS干扰多径场景的信号描述 84 §5.2干扰多径的抵消条件 85 §5.3 仿真试验 88 §5.4 总 结 89 第六章 空时处理导致的波形失真 93 §6.1 空时处理造成波形失真的原因分析 94 §6.2 波形失真的定量分析 95 §6.3 联合空时处理不会造成波形严重失真的试验依据 97 §6.4不同的准则和约束条件下的仿真试验 100 §6.5 联合空时处理对载波相位的影响 101 §6.6 总结 101 第七章 阵元耦合和通道不一致的影响 106 §7. 1 阵元耦合的影响 106 §7.2通道不一致的影响 109 第八章 结束语 120 § 8.1 GPS接收机联合空时抗干扰机技术的主要技术优势和问题 120 § 8.2 GPS接收机联合空时抗干扰机技术需进一步探讨的问题 120 § 8.3 对于可以预见的未来的研究价值 121 致谢 122 参考文献表 123 攻读博士学位期间以第一作者身份已(待)发表的文章 137 摘要 基于阵列天线的GPS接收机抗干扰方法在使用中往往受到阵的尺寸、功耗等的制约，阵元数目不可能太多。因而阵列天线抗干扰技术应用于GPS接收机抗干扰前端的主要问题是自由度有限，对存在大量干扰的场景无法应付。应用联合空时处理技术，在不增加阵元的情况下，使抗干扰处理的自由度大大增加，抗干扰能力有质的提高。本文研究GPS接收机联合空时抗干扰技术，主要的创新性研究内容如下： 联合空时处理在提高阵列天线抗干扰能力的同时使计算量显著增加，以降低计算量为主要目