基于惯导辅助的空时级联抗干扰装置及其处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于惯导辅助的空时级联抗干扰装置，阵列天线模块接收卫星信号，用于将卫星信号传输给射频通道模块，所述射频通道模块将卫星信号下变频为模拟中频信号，所述信号处理模块中的A/D模块将模拟中频信号转化为数字中频信号，所述信号处理模块还连接惯导模块，所述信号处理模块与惯导模块进行数据交互，所述惯导模块将卫星历书/星历数据与惯导数据结合，并最终计算出卫星信号波达角，所述数字中频信号与所述卫星信号波达角映射出相应的天线阵列的加权矢量共同送入信号处理模块，在信号处理模块进行空时干扰消除，最终得到抗干扰后的输出信号，送往接收机进行导航定位运算。解决原有技术抗干扰不彻底与保留卫星信不稳定的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星导航定位
，具体涉及，应用对复杂电磁环境下的干扰消除。
技术介绍
卫星导航系统具有大范围、全天候、全天时高精度定位、测速和提供定时服务的能力，在国防和国民经济各个领域得到了广泛应用。随着民用和军事行动对卫星导航系统依赖性的增强，卫星导航领域的竞争必然加剧。由于卫星导航信号容易受有意或者无意的干扰，因此卫星导航系统的干扰抑制成为军事通信领域的研究热点。卫星导航系统是关系国防安全和经济安全的关键性基础设施，作为一个功能强大的军事传感系统，它已成为天战、电子战、远程作战、导航战和信息战的重要武器。然而，就军事应用而言，卫星导航系统仍然存在着明显的缺点，那就是到达地面的卫星信号弱、容易受到干扰，特别是当敌方针对我方卫星导航接收系统施加有意干扰时，普通的卫星导航接收机将完全失锁而无法有效地接收卫星导航定位信号，这对于军事武器装备来说是致命的。因此卫星导航系统在复杂电磁环境中抗干扰能力的强弱已成为其发挥作用的关键，因此深入研究卫星导航系统的干扰机理，提出卫星导航接收机抗干扰的新方法，研究实用的卫星导航抗干扰型接收机，具有非常重要的军事价值和现实意义。随着我国北斗二代卫星导航系统的加速布网和应用的大规模展开，北斗二代卫星导航接收机抗干扰性能的好坏直接影响到它在复杂电磁环境下和导航战中的可用性、可靠性、完好性和精度，对提升我军在信息化战争中的作战能力至关重要。传统的抗干扰装置往往由于最优权值矢量方向函数形成对干扰方向的陷波不够深，所以对干扰与噪声的抑制程度有限。所以表现出的缺点就是干扰消除不彻底，信噪比改善差。以及在多星约束下很难找到每颗卫星对应的方向矢量，所以较难精确稳定地恢复每颗卫星的信号中信息。
技术实现思路
本专利技术主要解决原有技术抗干扰不彻底与保留卫星信不稳定的缺点，提供，采用空域抗干扰处理完毕后，再对空域输出信号进行时域后处理；采用惯导与星历结合的辅助的方法获取卫星方向矢量，并对信号处理模块的相关数据输送到惯导模块进行计算，并将计算的结果反送回信号处理模块(FPGA)0为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下:基于惯导辅助的空时级联抗干扰装置，包括阵列天线模块、射频模块、惯导模块、信号处理模块，所述阵列天线模块接收卫星信号，用于将卫星信号传输给射频通道模块，所述射频通道模块将卫星信号下变频为模拟中频信号，所述信号处理模块中的A/D模块将模拟中频信号转化为数字中频信号，所述信号处理模块还连接惯导模块，所述信号处理模块与惯导模块进行数据交互，所述惯导模块将卫星历书/星历数据与惯导数据结合，并最终计算出卫星信号波达角，所述数字中频信号与所述卫星信号波达角映射出相应的天线阵列的加权矢量共同送入信号处理模块，在信号处理模块进行空时干扰消除，最终得到抗干扰后的输出信号，送往接收机进行导航定位运算。基于惯导辅助的空时级联抗干扰的处理方法，包括以下步骤:步骤1、卫星信号夹杂干扰在阵列天线上形成响应，再被送进射频通道；步骤2、射频通道完成对卫星信号进行从射频到中频的下变频处理，输出模拟中频信号;步骤3、模拟中频信号经过A/D采样，完成模拟中频信号向数字中频信号的转变；步骤4、数字中频信号送入信号处理模块中进行空域抗干扰处理，在此步骤中信号处理模块与惯导模块进行数据交互，从而使信号处理板中的固有协方差数据经过惯导模块转化成信号处理需要的方向矢量，再反送回信号处理板，或者从接收机得到的星历/历书数据经过惯导模块进行处理，得到卫星的方向矢量，输送到信号处理板。步骤5、经过空域抗干扰处理的数字中频信号结合接收机反馈过来的使能信号，如果始能信号为0，表示经过空域抗干扰处理的数字中频信号中卫星信号满足接收机锁相环被锁定的条件，则直接将输出信号经过D/A转换送到接收机，否则继续将步骤4得到的数字中频信号继续送信号处理板模块中的时域处理模块进行后处理，继而得到最终输出信号经过送往接收机。本专利技术的有益效果:对经过阵列天线模块与射频模块，以及A/D模块处理完成的数字中频信号进入信号处理模块，结合惯导模块以DSP形式给信号处理模块送入卫星信号的加权矢量，在信号处理模块进行空时干扰消除，最终得到抗干扰后的输出信号。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是抗干扰系统装置设计图。图2是抗干扰算法流程图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。根据图1，该装置主要由5部分组成:阵列天线、射频通道、信号处理模块、惯导模块、接收机。每一部分的功能表示如下:阵列天线:接收卫星信号，将电磁波在天线上的响应信号传输给射频通道。射频通道:将卫星射频信号下变频为中频信号。惯导模块:将卫星历书/星历数据与惯导数据结合，并最终计算出卫星信号波达角。信号处理模块:利用A/D模块将模拟中频信号转化为数字中频信号，并对其做数字下变频与抗干扰信号处理。 接收机:接收经过抗干扰处理后的信号，并对该信号进行捕获跟踪，并最终输出接收机的定位信息。整个装置完成的任务就是将进入天线的卫星与干扰混合信号中的干扰信号尽可能的消除或抑制，并将抗干扰处理后的卫星信号送往接收机进行导航定位运算。参照图2，本专利技术的信号处理步骤如下:步骤1、卫星导航信号夹杂干扰在阵列天线上形成响应，在被送进射频通道。步骤2、射频通道完成对信号进行从射频到中频的下变频处理，输出中频信号。步骤3、中频信号经过A/D采样，完成模拟信号向数字信号的转变。步骤4、数字中频信号送入信号处理模块(FPGA中)进行空域抗干扰处理，在此过程中需要信号处理模块与惯导模块进行数据交互。信号处理模块与惯导模块的数据交互表示如下:(I)信号处理模块中将数字中频信号得到的固有协方差矩阵数据传递给惯导模块进行矩阵分解等计算。(2)惯导模块将计算好的波束成形权值送入信号处理模块进行处理。步骤5、经过空域抗干扰处理的数字中频信号结合接收机反馈过来的使能信号，如果始能信号为O (使能信号只有O、I两种情况，初始时刻，使能信号为0)，表示经过空域抗干扰处理的数字中频信号中卫星信号满足接收机锁相环被锁定的条件，则直接将输出信号经过D/A转换送到接收机，否则继续将步骤4得到的数字中频信号继续送信号处理板模块中的时域处理模块进行后处理，继而得到最终输出信号经过送往接收机。本专利技术中卫星信号波束成形权向量计算如下所述:步骤1、星历/历书的初始载入将星历/历书数据送入惯导模块(初始化时采用历书)，在对数据进行相关解算，以得到卫星的定位信息。步骤2、基于惯导数据辅助计算卫星信号波达角根据惯导的数据可以获取载体的位置信息与姿态信息，结合步骤I得到的卫星位置信息，经过如下的公式运算:设在WGS-84坐标系下，卫星的位置P0(x，y，z)，载体的位置Pl(xl，yl，zl)与姿态载体的三个姿态:航向(Y:Yaw)、横滚(R:Roll)、俯仰(P:Pitch)。设表示卫星信号矢量，Φ表示载体位置向量与WGS-84坐标系xOy平面的俯仰角，λ表示相应方本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于惯导辅助的空时级联抗干扰装置，其特征在于,包括阵列天线模块、射频模块、惯导模块、信号处理模块，所述阵列天线模块接收卫星信号，用于将卫星信号传输给射频通道模块，所述射频通道模块将卫星信号下变频为模拟中频信号，所述信号处理模块中的A/D模块将模拟中频信号转化为数字中频信号，所述信号处理模块还连接惯导模块，所述信号处理模块与惯导模块进行数据交互，所述惯导模块将卫星历书/星历数据与惯导数据结合，并最终计算出卫星信号波达角，所述数字中频信号与所述卫星信号波达角映射出相应的天线阵列的加权矢量共同送入信号处理模块，在信号处理模块进行空时干扰消除，最终得到抗干扰后的输出信号，送往接收机进行导航定位运算。

【技术特征摘要】
1.关于惯导辅助的空时级联抗干扰装置，其特征在于，包括阵列天线模块、射频模块、惯导模块、信号处理模块， 所述阵列天线模块接收卫星信号，用于将卫星信号传输给射频通道模块，所述射频通道模块将卫星信号下变频为模拟中频信号，所述信号处理模块中的A/D模块将模拟中频信号转化为数字中频信号， 所述信号处理模块还连接惯导模块，所述信号处理模块与惯导模块进行数据交互，所述惯导模块将卫星历书/星历数据与惯导数据结合，并最终计算出卫星信号波达角， 所述数字中频信号与所述卫星信号波达角映射出相应的天线阵列的加权矢量共同送入信号处理模块，在信号处理模块进行空时干扰消除，最终得到抗干扰后的输出信号，送往接收机进行导航定位运算。2.关于惯导辅助的空时级联抗干扰的处理方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、卫星信号夹杂干扰在阵列天线上形成响应，再被送进射频通道； 步骤2、射...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文刚，
申请(专利权)人：陕西北斗恒通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：