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干扰对GPS信号接收影响机理分析 　　摘 要：GPS卫星所发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源，用户需要一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS导航定位信号的无线电接收设备，解译出GPS卫星所发播的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，本文主要分析干扰对GPS信号接收的影响机理。 　　关键词：GPS 信号接收 机理 　　 　　卫星所发送的GPS信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。所以用户需要一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备，也就是GPS信号接收机，以便测出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解释出GPS卫星所发播的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，乃至三维速度和时间。 　　1、GPS信号接收系统 　　GPS用户设备主要包括有GPS接收机及其天线、微处理机及其终端设备和电源等。其中接收机和天线是用户设备的核心部分。GPS信号接收设备按其结构和作用可以分为：(1)天线(带前置放大器)。(2)信号处理器，用于信号接收、识别和处理。(3)微处理器，用于接收机的控制、数据采集和导航计算。(4)用户信息传输，包括操作板、显示板和数据存储器。(5)精密振荡器，用以产生标准频率。 　　GPS信号接收系统如果按其构成部分的性质和功能又可分为：(1)硬件部分。主要指上述的接收机、天线和电源等硬件设备；(2)软件部分。它是支持接收机硬件实现其功能，完成各种导航和定位的重要条件。软件部分又可分为内软件和外软件。内软件是指诸如控制接收机信号通道、按时序对各卫星信号进行测量的软件，以及内存或固化在中央处理器中的自动操作程序等。这类软件已和接收机融为一体。而外软件则主要指观测数据后需处理的软件系统，这种软件一般以磁盘方式提供。通常所说的接收设备软件，一般均指这种处理软件。软件部分是现代GPS测量系统的重要组成部分。 　　2、干扰类型与典型干扰源 　　GPS接收机对不同类型的干扰发射波显示出不同的受干扰程度，主要的干扰类型有：宽带高斯噪声、窄带和宽带频率调制信号等。在上面这些干扰类型中，宽带高斯噪声干扰是最主要的。事实上，最有效的宽带干扰技术就是利用任意一种GPS扩频码并用GPS的码???率，以使干扰机的功率谱完全与GPS信号的功率谱重合。 　　3、干扰对GPS信号接收的影响机理 　　假设人为干扰信号是强功率的不加任何调制的连续正弦波干扰，即干扰为正弦信号，被干扰的信号为GPS载波信号。由于GPS信号采用脉冲冲编码技术，将导航数据和伪随机码等用调相技术在载波上，因此，已调波信号已经成为了一定规律变化的连续脉冲波。GPS发射的信号可表示为： 　　 UL1=ApPi(t)Di(t)cos(wL1t+φ）+AcGi(t)Di(t)sin(wL1t+φ） 　　 UL2=BpPi(t)Di(t)cos(wL2t+φ） 　　式中Ap、Ac和Bp ――信号的振幅； 　　 Gi(t)――取值为±1的C/A码伪随机序列，码率为1.023Mb/s； 　　 Di(t)――取值为±1的导航电文； 　　 Pi(t)――取值为±1的伪随机序列，码率为10.23Mb/s； 　　i――卫星序号。 　　由于GPS信号和矩形脉冲信号的频谱特性相同，为了分析简便起见，在已调波中提取脉宽为τ的部分。在连续干扰下，当fs=fj时，脉冲信号和连续波干扰信号的相位差从0～2π的任意值，因此，接收机所接收的卫星信号的幅值是变化的。强干扰信号频率与GPS信号中心频率相同时，会引起脉冲信号的跳动，造成接收机无法识别卫星信号，出现接收机不能捕获、跟踪、锁定卫星信号等现象，当干扰信号频率与GPS信号频率不相同时，由于接收机前端电路的频率选择性，只有靠近GPS信号中心频率的干扰信号才能进入接收机，产生带内和带外的干拢。这时，对GPS信号干扰的效果不仅与干扰信号的频率和脉冲宽度τ有关，而且和初相角有关。 　　4、干扰效果分析 　　根据干扰机的基本原理，干扰效果是对接收机而不是对发射机的。干扰环境分析通常是很复杂的，而且容易出错。因此，要使干扰有效必须将干扰机信号输送到敌方接收机内，即通过天线耦合，进入接收机的滤波器和处理单元。这些都与干扰机向接收机方向发射的信号强度以及干扰机与接收机之间的距离和信号传播环境，有无遮蔽物等因素密切相关。因此，只有当GPS接收机受到干扰时，才能计算干扰机的干扰效果。描述这一干扰效果的最常用方法是用进入接收机内部的干扰信号功率除以GPS信号功率(即接收机真正期望接收到的信号功率)，所得到的效果比来表示。这个比率被称为干信比，以J/S来计算且单位为dB值。 　　4.1GPS接收机接收到的信号功率 　　GPS信号从发射机向GPS接收机直视远程发射。它到达GPS接收机的信号输入功率为 　　 S=PT+GT-