一种基于正交加权约束的GPS抗干扰盲算法.doc

一种基于正交加权约束的GPS抗干扰盲算法 2007年第7期总第246 一 种基于正交加权约束的GPS抗干扰盲算法 黄威,卢丹,吴仁彪 (中国民航大学智能信号处理与图像处理天津市重点实验室天津300300) 摘要:针对GPS信号C/A码的周期重复特性,联合CAB算法和子空间技术提出了一种盲自适应波束形成方法.该 算法通过将CAB算法的权矢量和控制矢量约束到干扰导向矢量的正交补空间内,使之在期望信号方向上产生高的增益,并 在干扰方向上形成零陷.该方法具有盲处理,收敛速度快和低计算复杂度等优点.仿真结果证明了算法的有效性. 关键词:GPS;抗干扰;CAB算法;盲自适应波束形成 中图分类号:TP228.4文献标识码:B文章编号:1004—373X(2007)07—0Ol一03 ABlindGPSAnti—-jammingAlgorithmBasedontheOrthogonaiWeightedConstraint HUANGWei,IUDan,WURenbiao (TianjinKeyLabforAdvancedSignalProcessing.CivilAviationUniversityofChina,Tianjin,300300,China) Abstract:AimedatthecycliccharacterofGPSC/Asignal,ablindadaptivebeamformingalgorithmforGlobalPositioning System(GPS)isproposedinthispaper,whichcombinestheCyclicAdaptiveBeamforming(CAB)algorithmwithsubspace technique,Thenewalgorithmcangeneratehighgaintowardthesatellitedirectionandformthenullsinthedirectionsofjam— mersbyconstrainingboththeweightvectorandcontrolvectoroftheCABalgorithmtotheorthogonalspaceofthesteering vectorsofjammers.Theproposedalgorithmhastheadvantagessuchasnorequirementofanyknowledgeofthetransmitted signalsandthesatellitelocations,fastconvergencespeed,andlowcomputationcomplexity.Simulationresultsverifytheeffect oftheproposedalgorithm. Keywords:GPS;anti—jamming;CABalgorithm;blindadaptivebeamforming 1引言 GPS信号非常微弱,极易受到干扰的影响.干扰的存 在会将有用信号淹没,导致接收机无法对接收信号进行跟 踪和捕获,从而无法实现正确解算用户位置,实现导航定 位的目的.所以,必须采取一定的措施来提高GPS接收 机的抗干扰能力. 在GPS系统中,接收机能够在时域n,频域,空域或 者空时等联合域内对干扰进行抑制.然而,传统的GPS 抗干扰方法都没有充分利用到GPS信号的结构特点. GPS信号C/A码具有周期重复特性,在每个导航符内重 复2O个周期.WeiSun等基于GPS信号的周期重复特 性,将自相干恢复(Self—COherence—REstoral, SCORE)[43波束形成技术应用于GPS抗干扰,提出了自相 干(SelfCoherence)算法_.SCORE类波束形成技术利用 信号所独有的非零周期平稳特性来提取期望信号,并抑制 干扰和噪声. wuQ等将信号周期平稳特性与传统波束形成技术相 结合,提出了一种周期自适应波束形成(CyclicAdaptive一 收稿日期:2006一O9—05 基金项目:国家自然科学基金60428101) Beamforming,CAB)算法],该算法与SCORE类算法相比具 有快速收敛,实现结构简单等特点.本文将CAB算法应用 于GPS抗干扰技术,但CAB算法没有考虑抑制干扰,在干 扰方向上不能完全陷零,同时引入子空间技术,提出了一种 基于正交加权约束的CAB算法.新算法将CAB算法的权 矢量和控制矢量约束在干扰导向矢量正交补空间内,并基 于GPS信号的自相干特性进行波束形成,以使期望信号具 有最大周期相关性.本算法在不需任何卫星姿态信息和同 步信息的条件下,能够提取有用信号并有效抑制干扰. 2CAB算法 假设阵列为M