一种波束形成的方法及装置制造方法及图纸

本文公开一种波束形成的方法及装置，包括：转换接收的任意Z颗可见卫星的M路射频信号为M路数字中频采样信号；对每一路数字中频采样信号，根据预设的约束矢量计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量；根据每一颗可见卫星的来波方向，计算每一颗可见卫星的波束通道的第二滤波系数矢量；根据计算的第一滤波系数矢量和第二滤波系数矢量，对数字中频采样信号进行滤波处理，获得Z路第一输出信号；其中，M为地面接收机阵元个数，获得输出信号的空间干扰的个数大于M

【技术实现步骤摘要】
一种波束形成的方法及装置


[0001]本申请实施例涉及卫星导航技术，尤指一种波束形成的方法和装置。

技术介绍

[0002]全球卫星导航系统目前有美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球卫星导航系统(GLONASS)、欧洲伽利略卫星定位系统(Galileo)以及发展中的中国北斗定位系统，它们能提供全天候、实时、连续的高精度位置信息，已经广泛应用于各类军用和民用目标的定位、导航、授时和精密测量。
[0003]卫星导航中电磁环境复杂，存在模式繁多和统计特征时变的人为干扰，尤其是高功率密度的窄带和宽带干扰已经成为破坏导航系统最主要的因素之一。迄今为止，自适应波束形成技术是提高卫星导航接收机抗干扰能力的主要方法，它在抑制空间干扰时，通过权矢量的更新在干扰的到达方向上形成零陷，以对消掉空间干扰。但M个阵元理论上可以形成M
‑
1个零陷，当干扰数目大于M
‑
1时，即超出了阵列自由度，干扰的抑制能力会严重恶化。

技术实现思路

[0004]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]本专利技术实施例提供一种波束形成的方法和装置，能够抑制超出阵列自由度时的空间干扰。
[0006]本专利技术实施例提供了一种波束形成的方法，包括：
[0007]转换接收的任意Z颗可见卫星的M路射频信号为M路数字中频采样信号；
[0008]对获得的每一路数字中频采样信号，根据预设的约束矢量计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量；
[0009]根据每一颗可见卫星的来波方向，计算Z颗可见卫星中每一颗可见卫星的波束通道的第二滤波系数矢量；
[0010]根据计算的第一滤波系数矢量和第二滤波系数矢量，对数字中频采样信号进行滤波处理，获得Z路第一输出信号；
[0011]其中，M为地面接收机阵元个数，获得所述输出信号的空间干扰的个数大于M
‑
1。
[0012]另一方面，本专利技术实施例还提供一种本申请实施例还提供了一种波束形成的装置，包括：转换单元、第一计算单元、第二计算单元及处理单元；其中，
[0013]转换单元设置为：转换接收的任意Z颗可见卫星的M路射频信号为M路数字中频采样信号；
[0014]第一计算单元设置为：对获得的每一路数字中频采样信号，根据预设的约束矢量计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量；
[0015]第二计算单元设置为：根据每一颗可见卫星的来波方向，计算Z颗可见卫星中每一颗可见卫星的波束通道的第二滤波系数矢量；
[0016]处理单元设置为：根据计算的第一滤波系数矢量和第二滤波系数矢量，对数字中频采样信号进行滤波处理，获得Z路第一输出信号；
[0017]其中，M为地面接收机阵元个数，获得所述输出信号的空间干扰的个数大于M
‑
1。
[0018]再一方面，本专利技术实施例还提供一种本申请实施例还提供了一种波束形成的装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现所述的超自由度下的多波束形成方法。
[0019]本申请技术方案包括：转换接收的任意Z颗可见卫星的M路射频信号为M路数字中频采样信号；对获得的每一路数字中频采样信号，根据预设的约束矢量计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量；根据每一颗可见卫星的来波方向，计算Z颗可见卫星中每一颗可见卫星的波束通道的第二滤波系数矢量；根据计算的第一滤波系数矢量和第二滤波系数矢量，对数字中频采样信号进行滤波处理，获得Z路第一输出信号；其中，M为地面接收机阵元个数，获得所述输出信号的空间干扰的个数大于M
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1。本专利技术实施例根据确认的第一滤波系数矢量和第二滤波系数矢量，对数字中频采样信号进行滤波，实现了超出阵列自由度时的空间干扰的抑制处理，提升了导航系统的通信质量。
[0020]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0021]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。
[0022]图1为本专利技术实施例波束形成的方法的流程图；
[0023]图2为本专利技术实施例波束形成的示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例波束形成的装置的结构框图；
[0025]图4为本专利技术实施例波束形成的装置的结构框图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0027]在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0028]图1为本专利技术实施例波束形成的方法的流程图，如图1所示，包括：
[0029]步骤101、转换接收的任意Z颗可见卫星的M路射频信号为M路数字中频采样信号；其中，M为地面接收机天线阵元个数；
[0030]在一种示例性实例中，本专利技术实施例转换接收的任意Z个可见卫星的M路射频信号为M路数字中频采样信号，包括：
[0031]对M路射频信号进行模数转换处理，获得M路数字中频采样信号。
[0032]在一种示例性实例中，本专利技术实施例中的数字中频采样信号中包括：卫星信号、干扰信号和背景噪声信号。
[0033]本专利技术实施例M路数字中频采样信号可以通过AD(模数转换器)处理获得。
[0034]步骤102、对获得的每一路数字中频采样信号，根据预设的约束矢量计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量；
[0035]在一种示例性实例中，本专利技术实施例计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量，包括：
[0036]根据约束矢量，计算预设滤波器的对角矩阵和第一滤波系数矢量的迭代初始值；
[0037]根据计算出的对角矩阵和迭代初始值，确定第一滤波系数矢量；
[0038]其中，预设滤波器对第m路数字中频采样信号中采样时间点为i+1的信号进行滤波的第一滤波系数矢量为：μ为常数系数，x
m
(i)为第m路数字中频采样信号中采样时间点为i的信号，为y
m
(i)的伴随矩阵，y
m
(i)第m路数字中频采样信号对应的第二输出信号，w
m
(0)为迭代初始值，F为对角矩阵；m和i为正整数，m＝1、2、
…
、M。
[0039]在一种示例性实例中，本专利技术实施例i＝1、2、<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波束形成的方法，包括：转换接收的任意Z颗可见卫星的M路射频信号为M路数字中频采样信号；对获得的每一路数字中频采样信号，根据预设的约束矢量计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量；根据每一颗可见卫星的来波方向，计算Z颗可见卫星中每一颗可见卫星的波束通道的第二滤波系数矢量；根据计算的第一滤波系数矢量和第二滤波系数矢量，对数字中频采样信号进行滤波处理，获得Z路第一输出信号；其中，M为地面接收机阵元个数，获得所述输出信号的空间干扰的个数大于M
‑
1。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的约束矢量计算采用预设滤波器进行滤波时的第一滤波系数矢量，包括：根据预设的约束矢量，计算所述预设滤波器的对角矩阵和所述第一滤波系数矢量的迭代初始值；根据计算出的所述对角矩阵和所述迭代初始值，确定所述第一滤波系数矢量；其中，所述预设滤波器对第m路数字中频采样信号中采样时间点为i+1的信号进行滤波的第一滤波系数矢量为：μ为常数系数，x
m
(i)为第m路数字中频采样信号中采样时间点为i的信号，为y
m
(i)的伴随矩阵，y
m
(i)第m路数字中频采样信号对应的第二输出信号，w
m
(0)为迭代初始值，F为对角矩阵；m和i为正整数，m＝1、2、
…
、M，i＝1、2、
…
、L，L为数字中频采样信号的序列总长度。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述计算Z颗可见卫星中每一颗可见卫星的波束通道的第二滤波系数矢量，包括：根据所述来波方向，确定所述任意Z颗可见卫星中每一颗可见卫星的卫星信号的导向矢量；根据确定的所述导向矢量，计算采样时间点为i的数字中频采样信号的第一相关矩阵；根据计算出的所述第一相关矩阵，计算每一颗可见卫星在采样时间点i的数字中频采样信号根据第一滤波系数矢量进行滤波时的信噪比；根据计算出的所述信噪比，确定每一颗可见卫星的波束通道的所述第二滤波系数矢量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算采样时间点为i的数字中频采样信号的第一相关矩阵，包括：对所述采样时间点为i的数字中频采样信号，计算根据所述第一滤波系数矢量进行滤波获得的第二输出信号的第二相关矩阵；根据所述导向矢量，计算所述采样时间点为i的数字中频采样信号中第z颗可见卫星的卫星信号的第三相关矩阵；将计算出的第二相关矩阵和所述第三相关矩阵相加，得到所述第一相关矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二相关矩阵通过以下公式计算：式中，E表示求均值，y
m
表示第二输出信号。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第三相关矩阵通过以下公式计算：式中，是第z颗可见卫星的卫星信号的幅度，为第z颗可见卫星的卫星信号的导向矢量，为第z颗可见卫星的来波方向。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算每一颗可见卫星在采样时间点i的数字中频采样信号根据第一滤波系数矢量...

【专利技术属性】
技术研发人员：任超，
申请(专利权)人：北京北斗星通导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：