用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法及系统，方法包括：预先将卫星导航平台的RTK基准站接收机的电台天线设置为频率分集阵列天线；卫星导航平台的RTK基准站对待定位的目标进行测量生成基准站观测值，将基准站观测值和基准站坐标信息通过波束形成算法组合成为基准站数据，将基准站数据传送给卫星导航平台的接收站；卫星导航平台的接收站采集卫星信号数据及基准站数据，将卫星信号数据与基准站数据进行实时差分处理后，生成定位结果。本发明专利技术采用频率分集阵列天线发射信号功率具有聚焦优势，使得目标接收信号的功率增强，利用阵元间的频率偏移，使形成的波束形成器具有空域‑距离域两维抗干扰能力，有效抑制干扰。

Anti jamming positioning method and system for satellite navigation RTK transmitting station

The invention discloses a positioning method and system for anti-interference, satellite navigation and radio emission RTK method includes: pre satellite navigation platform RTK base station receiver radio antenna set frequency diversity antenna array; satellite navigation platform RTK base station positioning to target measurement generation base station observations, the base station observation and reference station coordinate information through beamforming algorithm as base station data, the base station transmits data to the receiving satellite navigation platform station; satellite navigation satellite signal acquisition platform receiving station data and base station data, satellite signal data and base station data in real-time after differential processing, the generation of positioning. The invention adopts frequency diversity antenna array signal transmitting power has focused power advantage, makes the target signal enhancement, the frequency offset between elements, the formation of the beamformer with the anti-jamming ability of spatial domain two dimensional distance, effectively suppress interference.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航
，尤其涉及用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法及系统。
技术介绍
随着卫星导航技术的快速发展，实时高精度快速定位的需求也日益强烈。载体的定位可以依靠卫星信号到达载体的伪码相位和载波相位来确定。以GPS为例，GPS的L1频段的载波波长为19cm，因此依靠载波相位来进行高精度定位成为首选方法。传统的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK定位技术是基于载波相位观测的实时动态定位技术，其中RTK是指实时动态差分(RTK，RealTimeKinematic)，它能够实时快速地提供移动站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。具体的，RTK定位技术是一种基于高精度载波相位观测值的实时动态差分定位技术，在该技术中，基准站需将自己所获得的载波相位观测值及站坐标，通过数据通信链实时播发给在其周围工作的动态用户。接收站数据处理模块使用动态差分定位的方式确定出接收站相对应基准站的位置，然后根据基准站的坐标求得自己的瞬时绝对位置。因此，RTK测量系统是GPS测量技术与数据传输技术构成的组合系统，成为了GPS应用的重大里程碑。在传统的RTK技术中，基准站发射电台采用普通的全向天线，因此在接收端收到的信号功率较弱且非常容易受到干扰。因此，为了增强接收端的抗干扰能力和接收信号的强度，可以采用相控阵列的方式来设计发射电台天线。阵列天线是通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。此外，还可以采用方向图综合技术来控制副瓣电平、最小值位置和整个方向图的形状。相控阵天线克服了传统机械方法旋转天线惯性大、速度慢的缺点。相控阵天线的馈电相位一般用电子计算机控制，相位变化速度可以达到毫秒量级，即天线方向图最大值指向或其他参数的变化迅速。然后，随着干扰技术的发展，相控阵天线也逐渐收到了挑战。当主瓣干扰出现时，即干扰信号角度与发射信号角度相同或接近时，接收端将不能从空域有效抑制干扰信号，降低了卫星导航定位的精度，为导航定位带来了不便。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术目的在于提供一种用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法及系统，旨在解决现有技术中的卫星导航中若存在干扰时，接收端不能从空域有效抑制干扰信号，降低了卫星导航定位的精度，为导航定位带来了不便技术问题。本专利技术的技术方案如下：一种用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其中，方法包括步骤：A、预先将卫星导航平台的RTK基准站接收机的电台天线设置为频率分集阵列天线；B、卫星导航平台的RTK基准站对待定位的目标进行测量生成基准站观测值，将基准站观测值和基准站坐标信息通过波束形成算法组合成为基准站数据，将基准站数据传送给卫星导航平台的接收站；C、卫星导航平台的接收站采集卫星信号数据，并通过接收站的电台接收基准站数据，卫星信号数据与基准站数据进行实时差分处理后，生成待定位的目标的定位结果。所述的用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其中，所述步骤B中波束形成算法具体包括步骤：B1、预先建立卫星导航平台的RTK基准站的频率分集天线电台的发射信号模型；B2、根据空间谱估计算法估计频率分集阵列天线发射信号到达待定位的目标处的角度范围和距离范围，根据估计的角度范围和距离范围生成对应的天线阵列权值的幅值响应约束条件；B3、根据天线阵列权值及幅值响应约束条件生成非凸的波束形成器模型；B4、根据迭代相位补偿算法计算频率分集阵列天线的阵列权值；B5、根据稀疏信号恢复算法，根据迭代重加权算法对波束形成器模型进一步优化后生成迭代重加权波束形成器。所述的用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其中，所述步骤B1具体包括步骤：B11、假设频率分集阵列天线电台有M个天线阵元，采用均匀线阵方式，则第m个天线阵元上的发射信号载波频率为fm＝f0+(m-1)·Δf,m＝1,2,…,Mf0为参考载波频率，Δf为一固定的载波频率偏移；B12、一个目标到达该天线阵列的距离为r，到达角为θ，则该阵列天线发射信号到达目标处的导向矢量为d为相邻两阵元间的间距，λ0为参考信号的波长，c代表光速。所述的用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其中，所述步骤B2具体包括步骤：B21、根据空间谱估计算法估计频率分集阵列天线发射信号到达待定位的目标处的角度范围Θs和距离范围Rs；存在干扰时，估计干扰信号到达目标处的角度范围和距离范围，分别记为ΘI和RI；B22、采用幅值响应条件使卫星信号在角度范围Θs和距离范围Rs内能够被无失真的接收，同时在角度范围ΘI和距离范围RI内形成零陷来抑制干扰信号，其中幅值响应约束条件为L≤|wHa(θ,r)|≤U,θ∈Θs,r∈Rs|wHa(θ,r)|≤ε,θ∈ΘI,r∈RI|·|为绝对值操作，w为天线阵列权值，(·)H表示共轭转置；当θ∈Θs,r∈Rs时，L和U分别为幅值响应|wHa(θ,r)|的下限值和上限值，当θ∈ΘI,r∈RI时，ε为幅值响应|wHa(θ)|的上限值。所述的用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其中，所述步骤B4具体包括步骤：B41、令φ(θ,r)＝arg{wHa(θ,r)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其特征在于，所述方法包括步骤：A、预先将卫星导航平台的RTK基准站接收机的电台天线设置为频率分集阵列天线；B、卫星导航平台的RTK基准站对待定位的目标进行测量生成基准站观测值，将基准站观测值和基准站坐标信息通过波束形成算法组合成为基准站数据，将基准站数据传送给卫星导航平台的接收站；C、卫星导航平台的接收站采集卫星信号数据，并通过接收站的电台接收基准站数据，卫星信号数据与基准站数据进行实时差分处理后，生成待定位的目标的定位结果。

【技术特征摘要】
1.一种用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其特征在于，所述方法包括步骤：A、预先将卫星导航平台的RTK基准站接收机的电台天线设置为频率分集阵列天线；B、卫星导航平台的RTK基准站对待定位的目标进行测量生成基准站观测值，将基准站观测值和基准站坐标信息通过波束形成算法组合成为基准站数据，将基准站数据传送给卫星导航平台的接收站；C、卫星导航平台的接收站采集卫星信号数据，并通过接收站的电台接收基准站数据，卫星信号数据与基准站数据进行实时差分处理后，生成待定位的目标的定位结果。2.根据权利要求1所述的用于卫星导航RTK发射电台的抗干扰定位方法，其特征在于，所述步骤B中波束形成算法具体包括步骤：B1、预先建立卫星导航平台的RTK基准站的频率分集天线电台的发射信号模型；B2、根据空间谱估计算法估计频率分集阵列天线发射信号到达待定位的目标处的角度范围和距离范围，根据估计的角度范围和距离范围生成对应的天线阵列权值的幅值响应约束条件；B3、根据天线阵列权值...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，李强，孙维泽，何春龙，周汉飞，赵博，王一波，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44