一种罗兰信号中连续波干扰抑制方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种罗兰信号中连续波干扰抑制方法、系统、介质及设备，读取Loran

【技术实现步骤摘要】
一种罗兰信号中连续波干扰抑制方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术属于Loran
‑
C接收机抗干扰
，具体涉及一种罗兰信号中连续波干扰抑制方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]Loran
‑
C是一种陆基双曲无线电定位、导航和定时(PNT)的国际标准化系统。它具有传输距离长、发射功率高、低频等特点。因为全球卫星导航系统(GNSS)存在潜在的安全威胁等漏洞，罗兰的应用和开发仍是研究的热点。由于Loran
‑
C信号的产生和传输与GNSS完全不同，完全独立于GNSS，因此Loran
‑
C系统非常适合作为GNSS的可靠备份和安全补充，在GNSS信号中断的情况下可提供PNT功能。因此罗兰系统不仅减少了对GNSS的严重依赖，而且还确保了军用和民用用户可以获得未损坏和未退化的PNT信号。
[0003]罗兰
‑
系统根据不同发射器发出的脉冲到达时间的差异进行定位，包括跟踪特定的过零点。然而，连续波干扰(CWI)会叠加在地波上，导致到达时间的测量出现误差，从而影响罗兰接收器的性能。由于连续波干扰容易产生，危害大，针对抑制连续波干扰的研究是当前的热点。传统的自适应陷波器需要在已知连续波干扰的频率情况下才能将其去除，并且容易造成有效信号的损失。因此，在罗兰接受机中连续波干扰抑制技术需要进一步深入研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种罗兰信号中连续波干扰抑制方法、系统、介质及设备，分析Loran
‑
C接收机中有效信号和连续波干扰两种分量的形态结构的差异性，基于可调Q因子小波变换和离散余弦变换联合构成的稀疏表示超完备字典，采用分块坐标松弛算法，分离两种信号成分，实现在不需要连续波干扰频率的先验知识情况下对连续波干扰进行的有效抑制，为后续的高精度跟踪与定位提供了基础。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种罗兰信号中连续波干扰抑制方法，包括以下步骤：
[0007]S1、读取Loran
‑
C接收机接收到的Loran
‑
C信号并进行成分分析，观察天波、地波和连续波干扰的的形态特征差异；
[0008]S2、根据步骤S1中Loran
‑
C接收机接收到的天波、地波的形态特征，采用可调Q因子小波变换，构成表示天波、地波分量的形态成分分析使用的稀疏表示字典；
[0009]S3、根据步骤S1中Loran
‑
C接收机接收到的连续波干扰的形态特征，采用离散余弦变换，构成连续波干扰分量的形态成分分析所使用的稀疏表示字典，并与步骤S2确定的可调Q因子小波变换稀疏表示字典共同构成超完备字典；
[0010]S4、利用步骤S3构建的超完备字典，使用分块坐标松弛算法从Loran
‑
C接收机接收到的信号中提取抑制连续波干扰的Loran
‑
C信号，实现罗兰信号中连续波干扰抑制。
[0011]具体的，步骤S1中，Loran
‑
C接收机接收到的Loran
‑
C信号为：
[0012]s＝s
l
+s
c
+n
[0013]其中，s
l
为地波、天波的叠加，s
c
为连续波干扰，n为噪声分量。
[0014]进一步的，地波、天波分量和连续波干扰分量的稀疏表示字典分别为Φ
l
和Φ
c
，分离地波和天波分量的最优化问题如下：
[0015][0016]其中，为优化后的使用字典Φ
l
来表示地波、天波分量的稀疏表示系数，为优化后的使用字典Φ
c
来表示连续波干扰的稀疏表示系数，x
l
为地波、天波分量使用字典Φ
l
得到的稀疏表示系数；x
c
为连续波干扰使用字典Φ
c
得到的稀疏表示系数；ε为信号重建的误差门限。
[0017]具体的，步骤S2中，通过在低通通道上迭代应用两通道滤波器实现可调Q小波变换，低通滤波器H(w)和高通滤波器的频率响应G(w)分别定义为：
[0018][0019][0020]其中，w为数字频率，β为高通缩放参数，α为低通缩放参数，θ(w)为有两个消失矩的Daubechies频率响应。
[0021]具体的，步骤S2中，Q因子为：
[0022][0023]其中，w
c
为震荡脉冲的中心频率，BW为震荡脉冲的带宽。
[0024]具体的于，步骤S3中，采用离散余弦变换构成表示连续波干扰的形态成分分析所使用的稀疏表示字典，离散余弦变换定义为：
[0025][0026][0027]其中，k＝1,2,
…
,N，x[n]表示待变换的信号，信号长度为N，X
C
[k]表示离散余弦变换系数。
[0028]具体的，步骤S4中，分块坐标松弛算法的主要步骤为：
[0029]初始化：设置迭代次数，初始迭代步数k＝0，初始稀疏系数解
[0030]其中，表示天波、地波的稀疏系数初始解，表示连续波干扰的稀疏系数初始解；
[0031]迭代：每步迭代k增加1，并计算：
[0032][0033][0034]其中，T
λ
为硬阈值函数，λ为阈值；表示离散余弦正变换，Φ
c
表示离散余弦反变换，表示可调Q因子小波正变换，Φ
p
表示可调Q因子小波反变换。
[0035]终止条件：达到迭代次数，迭代终止；
[0036]输出：
[0037]其中，为分离的天波、地波的变换系数，为分离的连续波干扰的变换系数。
[0038]本专利技术的另一技术方案是，一种罗兰信号中连续波干扰抑制系统，包括：
[0039]分析模块，读取Loran
‑
C接收机接收到的Loran
‑
C信号并进行成分分析，观察天波、地波和连续波干扰的的形态特征差异；
[0040]第一字典模块，根据分析模块中Loran
‑
C接收机接收到的天波、地波的形态特征，采用可调Q因子小波变换，构成表示天波、地波分量的形态成分分析使用的稀疏表示字典；
[0041]第二字典模块，根据分析模块中Loran
‑
C接收机接收到的连续波干扰的形态特征，采用离散余弦变换，构成连续波干扰分量的形态成分分析所使用的稀疏表示字典，并与步骤S2确定的可调Q因子小波变换稀疏表示字典共同构成超完备字典；
[0042]抑制模块，利用第二字典模块构建的超完备字典，使用分块坐标松弛算法从Loran
‑
C接收机接收到的信号中提取抑制连续波干扰的Loran
‑
C信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种罗兰信号中连续波干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、读取Loran
‑
C接收机接收到的Loran
‑
C信号并进行成分分析，观察天波、地波和连续波干扰的的形态特征差异；S2、根据步骤S1中Loran
‑
C接收机接收到的天波、地波的形态特征，采用可调Q因子小波变换，构成表示天波、地波分量的形态成分分析使用的稀疏表示字典；S3、根据步骤S1中Loran
‑
C接收机接收到的连续波干扰的形态特征，采用离散余弦变换，构成连续波干扰分量的形态成分分析所使用的稀疏表示字典，并与步骤S2确定的可调Q因子小波变换稀疏表示字典共同构成超完备字典；S4、利用步骤S3构建的超完备字典，使用分块坐标松弛算法从Loran
‑
C接收机接收到的信号中提取抑制连续波干扰的Loran
‑
C信号，实现罗兰信号中连续波干扰抑制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，Loran
‑
C接收机接收到的Loran
‑
C信号为：s＝s
l
+s
c
+n其中，s
l
为地波、天波的叠加，s
c
为连续波干扰，n为噪声分量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，地波、天波分量和连续波干扰分量的稀疏表示字典分别为Φ
l
和Φ
c
，分离地波和天波分量的最优化问题如下：其中，为优化后的使用字典Φ
l
来表示地波、天波分量的稀疏表示系数，为优化后的使用字典Φ
c
来表示连续波干扰的稀疏表示系数，x
l
为地波、天波分量使用字典Φ
l
得到的稀疏表示系数；x
c
为连续波干扰使用字典Φ
c
得到的稀疏表示系数；ε为信号重建的误差门限。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，通过在低通通道上迭代应用两通道滤波器实现可调Q小波变换，低通滤波器H(w)和高通滤波器的频率响应G(w)分别定义为：为：其中，w为数字频率，β为高通缩放参数，α为低通缩放参数，θ(w)为有两个消失矩的Daubechies频率响应。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，Q因子为：
其中，w
c
为震荡脉冲的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：师振盛，马纹纹，席晓莉，原艳宁，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：