20170514 导航接收机抗干扰算法综述

卫星导航系统中的信号干扰与抗干扰技术研究

随着现代社会的发展，卫星导航系统的应用越来越广泛，从导航系统到军事应用，从飞机军舰到车辆无人驾驶，卫星导航系统成为现代化、精密化无法缺少的一部分。然而，在卫星导航系统中信号干扰问题较为严重，导致了设备使用效果下降，对于这一问题，研究关于信号干扰与抗干扰技术已成为业界普遍关注的话题。

一、卫星导航系统中的信号干扰问题

在卫星导航系统中，信号干扰指的是外部信号或者设备内部产生的干扰信号影响信号传输和接收的质量。通常会发生以下几种干扰：

1. 电磁波干扰

电磁波干扰来自其他电子设备，例如基站或雷达等。这种干扰首先会影响接收天线，最终影响接收到的信号质量。

2. GPS信号模拟干扰

仿真干扰可以使用外部信号模拟器对接收器进行测试，这可以为测试人员提供一种在实验室中重现GPS信号干扰的方法。

3. 多径效应干扰

多径效应干扰是指由于GPS信号在传输过程中发生地面反射，建筑物、山脉等障碍环境造成的GPS信号多径效应，也就是接收到的信号被反射后到达接收器的时间相比正常传输时间有所延误，从而使得信号干扰问题非常复杂，尤其在密集城市区域地图中很容易出现这种干扰。

二、抗干扰技术研究由于信号干扰的影响，卫星导航定位装置可能会失去精度、甚至无法进行定位，甚至对航空器等大规模设备产生极大的安全隐患。因此，抗干扰技术成为了卫星导航系统研究和应用的重要方向。

1. 电磁干扰抗性

在卫星导航系统中，考虑到电子设备的耐久性和保护性，对电磁干扰抗性的需求非常高。为此，现代卫星导航系统研究人员提出了一些控制干扰的技术，以减少电磁干扰的影响：一方面，可以采用屏蔽设备或增加抗干扰设施，另一方面可以通过动态调整接收的信号质量以降低电磁干扰。

2. 技术干扰抗性措施

卫星导航系统的开发者们也在研究各种应对技术干扰的措施。例如将电子组件改为可以共存的组件，消除极化效应，增加信噪比并增加抗干扰度等技术。同时，研究人员还尝试了一些新的解决方案，例如使用超声波和通风系统向卫星导航设备供气，减少高热设计带来的设备问题。

抗干扰卫星导航接收机关键技术研究共3篇

抗干扰卫星导航接收机关键技术研究1

随着人们对卫星导航系统需求的增多，在各个行业，特别是高精度定位领域中，对卫星导航系统提出了更高的要求。然而，由于当前的导航信号存在着频繁的干扰和攻击，必须加强卫星导航接收机的抗干扰能力，以保证其正常运行和安全性。本文将介绍抗干扰卫星导航接收机关键技术的研究现状与进展。

一、干扰类型

卫星导航系统的干扰主要包括三种类型：自然干扰、人为干扰和攻击。自然干扰实际上是指地球的大气和行星的影响，例如电离层和晕层，磁暴和地貌等不可控因素。人为干扰主要来源于电磁干扰（如雷达、通信设备、无线电干扰），主要是由于这些设备的操作产生的辐射，导致卫星信号受到干扰。而攻击则是指有意识的破坏行为，如假卫星、GPS干扰器等。

二、抗干扰卫星导航接收机的关键技术研究

1. 多普勒频移抑制技术

多普勒频移是指由于卫星运动或导航信号的到达时延的变化而引起的频率变化。多普勒频移的存在会导致接收机的工作困难，并严重影响其定位精度。为了抑制多普勒频移产生的干扰，传统技术主要是采用数字信号处理算法，如FFT变换等，来处理接收到的信号。同时，还运用自适应数字滤波技术进行滤波，来提高接收机的灵敏度和信噪比。

2. 载噪比提高技术

载噪比是反映接收机性能的一个重要指标。在面对复杂的干扰环境时，常常需要提高载噪比来保证接收机的性能。在实际应用中，常采用跟踪回路的前端设计、算法改进以及抗干扰滤波器和优化匹配滤波器等技术，提高载噪比。

3. 数字信号处理技术

数字信号处理是抗干扰卫星导航接收机研究中的关键技术之一。数字信号处理可以对原始卫星信号进行滤波、正交解调、多普勒频移抑制、码跟踪等处理，从而提高接收机的抗干扰能力和抗噪声能力。

4. 电路设计

电路设计是抗干扰卫星导航接收机研究的核心技术之一。带有抗干扰能力的电路，能够有效地提高接收机的灵敏度和质量，从而实现卫星信号的有效捕捉。同时，采用高品质材料、高容限电容器和高品质电阻等元件，也能显著提高电路的稳定性和抗干扰能力。

卫星导航干扰与抗干扰技术综述

武成锋;彭元;何子君;付晶晶

【期刊名称】《导航定位与授时》

【年(卷),期】2014(001)002

【摘要】剖析了卫星导航中常见的干扰类别,针对卫星导航终端提出了抗干扰技术,并简要分析了其技术机理和技术特点.对抗干扰技术的工程应用有一定价值.

【总页数】5页(P59-63)

【作者】武成锋;彭元;何子君;付晶晶

【作者单位】北京自动化控制设备研究所,北京100074;北京自动化控制设备研究所,北京100074;北京自动化控制设备研究所,北京100074;北京自动化控制设备研究所,北京100074

【正文语种】中文

【中图分类】TP273

【相关文献】

1.卫星导航系统的电磁干扰与抗干扰技术研究 [J], 张婷;栗靖

2.全球卫星导航系统中抗干扰技术综述 [J], 兰诗梅

3.卫星导航授时信号的抗干扰和欺骗检测技术综述 [J], 张骏杨; 楚鹰军

4.抗干扰型卫星导航接收机中本地载波优化技术 [J], 宋捷;鲁祖坤;陈飞强;于美婷;孙广富

5.基于STAP的卫星导航零陷展宽抗干扰技术 [J], 李鹏程;顾杰;李津;刘博;王淑君;冉一航因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

导航设备抗电磁干扰方法的研究

随着科技的不断发展，导航设备在我们的生活中发挥着越来越重要的作用。由于现代社会中电磁设备的广泛使用，导航设备也面临着电磁干扰的问题。电磁干扰不仅会影响导航设备的准确性和稳定性，还可能对用户的安全造成影响。研究导航设备抗电磁干扰的方法具有重要的意义。

一、电磁干扰对导航设备的影响

电磁干扰是指外部电磁场对导航设备正常工作产生的影响。电磁干扰可能来自于各种电磁设备，例如电脑、手机、微波炉等。这些设备产生的电磁场会对导航设备的电子元件和电路产生干扰，导致导航设备出现故障或失灵。

1. 信号丢失：电磁干扰会导致导航设备无法接收到卫星信号，从而无法正常工作。

2. 误差增大：电磁干扰会使导航设备接收到的信号失真，导致测量误差增大。

3. 数据丢失：电磁干扰还可能导致导航设备内部的数据丢失或损坏，从而影响导航设备的正常运行。

由于这些影响的存在，导航设备的电磁兼容性成为了一个亟待解决的问题。为了提高导航设备对电磁干扰的抵抗能力，需要研究和探讨相应的方法和技术手段。

1. 材料选择：导航设备的外壳和内部电子元件应选择抗电磁干扰能力强的材料。外壳可以采用特种金属材料，内部电路可以采用特殊的防护材料。

2. 屏蔽设计：在导航设备的设计中应加强对电磁干扰的屏蔽措施。可以采用屏蔽罩、屏蔽层等设计手段，减少外部电磁场对内部电子元件的干扰。

3. 系统优化：通过对导航设备的系统进行优化，提高其对电磁干扰的抵抗能力。可以采用数字滤波、数据校正等技术手段，提高导航设备的信号处理能力。

4. 地面干扰抑制：在导航设备的信号处理算法中，可以加入地面干扰抑制技术，减少地面电磁干扰对导航设备的影响。

5. 综合测试：在导航设备的研发过程中，应进行综合的电磁兼容性测试，确保导航设备在实际工作环境中具有良好的抗干扰能力。

卫星导航抗干扰接收系统技术点滴谈

发表时间：2017-01-17T14:41:45.717Z 来源：《电力设备》2016年第24期作者：靳善德

[导读] 其中压制性干扰信号多以GPS信号所具备的特性为基础，“量身定做”单频式或者扫频式、白噪式等多种干扰办法。

（空军工程大学信息与导航学院陕西西安 710003）

摘要：在如今现代化信息技术不断向前发展的过程中，卫星定位导航算得上一种星基无线电导航的全新办法，获得的应用范围显得颇为广泛。但是卫星导航本身有着易受干扰、信号较弱等缺点，以至于卫星导航技术的发展受到了很大程度的制约，故而对卫星导航接收系

统中具备抗干扰能力者加以研发便成为了很重要的行为。

关键词：卫星导航；抗干扰接收系统；GPS信号

1卫星导航系统干扰技术

1.1压制式干扰

所谓“压制式干扰”，主要是借助于干扰信号来对卫星导航GPS信号加以压制，以此来使得GPS卫星信号不被GPS接收机前端接收，由此使得接收机中有用信号被压制式干扰信号所压制，混淆有用信号当中的信息，使之难以得到有效解读，以至于接收机无法有效跟踪卫星

导航信号，以此来保证其“干扰”这一目的。以GPS信号缺乏有效抗干扰性这一情况作为基础，阻塞式、相关式、瞄准式压制干扰有着较好

的效果。其中压制性干扰信号多以GPS信号所具备的特性为基础，“量身定做”单频式或者扫频式、白噪式等多种干扰办法。

1.2欺骗式干扰

所谓“欺骗式干扰”，主要的途径在于借助于假信号（相同于与卫星导航GPS信号相应参数）来“瞒骗”接收机，“误导”其定位导航信息。其主要是以较为隐蔽的办法干扰卫星导航系统的相应工作原理，干扰最为薄弱的卫星导航环节。其最为主要的形式包括“转发式”和“产生式”

两种欺骗干扰形式。前者主要是放大或延时拦截到的卫星导航信号，再将之向信号接收机发送，以此来改变接收机所获得的信号，以此来

对导航定位的准确性产生相应的影响；后者则借助于自身掌握的导航信息来“捏造”信号来混淆接收机所获得的信号。

导航接收机时频分析干扰抑制阈值设定硕士论文

导航接收机时频抗干扰技术的研究和性能分析

通信与信息系统， 2011，硕士

【摘要】 GPS信号是采用DSSS对载频进行BPSK调制的CDMA信号。GPS系统具有一定程度的抗干扰能力,但是这种能力受到扩频增益的限制,当干扰信号功率超过干扰容限时,GPS系统的性能就会下降。特别是在人为恶意干扰下,接收机将无法实现正常通信,因此,在GPS接收机中研究干扰抑制技术尤其重要,本文重点研究基于STFT和WPT的两种时频干扰抑制算法,分析两种算法对各种类型干扰的抑制能力。GPS信号是一种非平稳信号,处理非平稳信号必须使用时频分析法,STFT和WPT都是一种时频分析方法。WPT是一种“加窗”的傅里叶变换,小波包的分解和重构是用正交镜像滤波器实现的。基于STFT的干扰抑制算法的关键在于选取合适的窗函数,此窗函数能把干扰在时频域上映射的区域最小,基于此原则,本文中选取了海明窗和高斯窗;基于WPT的干扰抑制算法的关键在于选取小波函数和用于抑制干扰的阈值门限,通过对各种小波性能对比,本文选取了symlet-10小波函数,它是一种正交小波,满足正交性的同时,还具有近似对称性。再依据干扰类型和变换域特性选择合适的阈值。本文主要研究干扰抑制模块。基于STFT的干扰抑制算法是:把GPS信号变换到时频... 更多还原

【Abstract】 The GPS signal is CDMA using direct sequence

spread spectrum (DSSS) to bi-phase modulate the carrier frequency. The GPS system has certain interference rejection

capacities, but the interference immunity is limited by the

processing gain. The performance of the system is strongly

一种新的导航接收机抑制窄带干扰算法

任超;胡刚;温景阳;郑永翔;于亚静

【摘要】针对卫星导航接收机窄带干扰的有效抑制问题，给出了二次格型 IIR陷波器参数设计方法，在此基础上提出了改进陷波器设计，通过频点估计初始化陷波器参数值，有效提高了二次格型IIR陷波器的收敛速度。计算机仿真结果验证了算法的有效性。%In order to solve the problem of narrowband interference

suppression for satel-lite navigation receivers,this paper gives the design

method of the parameters for two-order lattice IIR notch filter,and

presents an improved method of notch filter design.The method can

initialize the notch filter parameter through the frequency estimation,so it

can improve the speed of convergence of two-order lattice IIR notch

puter simulation results demonstrate the effectiveness of the

algorithm.

【期刊名称】《全球定位系统》

【年(卷),期】2014(000)002

【总页数】4页(P9-12)

【关键词】IIR陷波器;陷波频率;窄带干扰抑制

【作者】任超;胡刚;温景阳;郑永翔;于亚静

【作者单位】北京北斗星通导航技术股份有限公司，北京 100094;北京北斗星通导航技术股份有限公司，北京 100094;北京北斗星通导航技术股份有限公司，北京 100094;北京北斗星通导航技术股份有限公司，北京 100094;北京北斗星通导航技术股份有限公司，北京 100094

如何处理导航卫星信号中的多径干扰问题

导航卫星信号中的多径干扰问题一直困扰着导航系统的准确性和可靠性。多径干扰是指信号从卫星传播到接收器时，在传播路径上发生反射、绕射或散射等现象，导致接收器收到多个同一信号的副本，从而造成信号误差。在处理导航卫星信号中的多径干扰问题时，我们可以尝试以下几种方法。

首先，采用空间多址技术来解决多径干扰问题。空间多址技术是一种将卫星信号发送的功率沿不同的传播路径分配给不同的接收器的方法。通过在接收器上部署多个天线，每个天线对应一个传播路径，可以将多个副本的信号合并成一个有效的信号，减小多径干扰的影响。

其次，可以利用地面上的多传感器阵列来处理多径干扰问题。多传感器阵列可以通过将多个接收器部署在地面上的不同位置，接收到不同路径的信号，并利用信号处理算法进行信号合并和干扰抑制，从而减小多径干扰的影响。

另外，使用自适应滤波算法也是解决多径干扰问题的有效方法。自适应滤波算法可以根据实时的信号环境和多径信号的特点，自动调整滤波器的参数，从而减小多径干扰对导航系统的影响。通过对多径干扰信号进行建模和预测，可以更好地抑制多径干扰。

此外，采用频域分析和时域分析相结合的方法也可以有效地处理多径干扰问题。频域分析可以对信号进行频谱分解，找出多径信号的频谱特征，并采取相应的处理策略。时域分析可以对信号进行时延估计和多普勒频移估计，从而减小多径干扰的影响。

最后，通过改进卫星信号的编码和调制方式来处理多径干扰问题也是一个可行的方法。引入新的编码和调制技术，可以提高信号的抗干扰性能，减小多径干扰的影响。同时，对信号的功率分配和波形设计进行优化，也可以降低多径干扰对导航系统的影响。综上所述，处理导航卫星信号中的多径干扰问题是一个复杂而重要的课题。通过采用空间多址技术、利用地面多传感器阵列、使用自适应滤波算法、采用频域分析和时域分析相结合方法以及改进信号的编码和调制方式，我们可以有效地减小多径干扰对导航系统的影响，提高导航系统的准确性和可靠性。为了进一步研究和应用这些方法，需要在理论和实验研究的基础上，加大对导航卫星信号中多径干扰问题的深入研究，并开展试验验证，以推动导航技术的发展和应用。

卫星导航抗干扰技术应用

摘要：抗干扰技术一直是卫星导航领域的研究热点。在众多的抗干扰方法中，采用基于空时联合处理的阵列天线抗干扰是目前最有效且应用最广的一种方法。而对于阵列天线抗干扰，权值精度和权值更新速度是决定其抗干扰性能优劣的重要因素。当采用相同的自适应算法时，权值精度越高，权值更新速度越快，则抗干扰处理的效果越好。

关键词：卫星导航；抗干扰技术

随着现代科学技术的飞速发展，卫星导航系统已成为各国科学技术发展的重中之重。它不仅与国家军事内容、互联网等技术密切相关，而且与我们的生活息息相关。卫星导航距离我们数以万计公里，到达卫星接收机时信号非常微弱，这可能导致卫星导航因外界干扰而不稳定。为了提高卫星导航信号的抗干扰能力，各国都在大力推动抗干扰技术的应用和发展。

1抗干扰技术分析

抗干扰是指设备能够防止经过天线输入端，设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。雷达往往工作在复杂的电磁环境中，雷达抗干扰性能的优劣直接决定了整个雷达系统的性能。然而，如何评价雷达抗干扰性能的优劣，至今还没有公认的标准。

1.1虚拟卫星法

虚拟卫星法是在卫星导航抗干扰接收系统中广泛应用的一种方法，利用小型无人机或者地基发射装置播发模拟卫星信号，增强导航接收机的接收信号进而改善信噪比，从而实现抗干扰的目的。

1.2天线抗干扰法天线抗干扰法是卫星导航抗干扰系统中的关键技术，其应用具有多种优势，技术操作简单，成本相对较低。天线抗干扰法可以通过提升波速发生量的方式来完成天线阵元的加权工作，从而将外界干扰信号的强度控制在较小的范围，减小或避免对导航接收机的影响。

1.3扩展频谱抗干扰法

这种方法可使导航接收机有效抑制干扰信号。采用直接序列扩频，当接收机解扩之后将有用的信号变成了窄带信号，原来一些频带比较窄的干扰信号就会变成宽带信号，从而使得信号中的大部分能量都被窄带滤波器滤除掉，提高了信干比。当前扩展频谱抗干扰法的应用十分广泛，尤其是在工业领域普及程度很高。

北斗卫星导航系统及抗干扰算法研究

摘要：本文主要介绍了北斗卫星导航系统（GNSS）组成、特点及应用，概述了北斗导航信号抗干扰算法，提出了改进后的抗干扰算法-空时频联合自适应抗干扰算法，推导出了具体算法及流程，对空时频联合自适应抗干扰算法进行了仿真计算验证，该抗干扰算法已在实际项目中验证其可靠性，具有很强的工程意义。

0 引文

北斗卫星导航系统为我国自主研制开发的全球卫星导航系统，可实现全方位定位、导航、授时等功能，在国家经济建设以及国防安全方面扮演着十分重要的角色。北斗导航接收机通常工作在复杂环境中，容易受到电磁干扰的影响，这会影响导航定位的正常运行。为此，

针对提高接收机抵抗电磁干扰，研究人员研制了卫星抗干扰设备为北斗导航设备的正常运行提供保障。因此，对于北斗抗干扰技术仍有很大的研究空间。

目前，常见的抗干扰算法有空域抗干扰算法、时域抗干扰算法、频域抗干扰算法、空时抗干扰算法、空频抗干扰算法、LMS自适应窄带陷波抗干扰算法等。国外已对导航抗干扰算法进行了大量的研究，例如文献给出了LMS变步长算法，文献针对共轭梯度抗干扰算法进行了分析与推导，给出了优化计算过程。国内西安电子科技大学的王营营改进了扩频技术的GPS抗干扰方法，国防科技大学鲁祖坤开展了天仙阵抗干扰关键技术研究等。现今对于抗干扰算法的改进优化以及仿真实现仍是行业热点。

本文针对北斗导航接收机设备提出了空时频联合抗干扰算法，给出了具体的推导过程及算法原理，实现了北斗三号卫星导航抗干扰平台系统，并在具体工程上进行了算法的实际验证与应用。

1 北斗卫星导航系统目前，全球卫星导航系统(GNSS-Global Navigation Satellite System)主要包括了以下几种：美国的全球定位系统(GPS- Global Positioning System)、欧洲的伽利略卫星定位系统(GALILEO-Galileo Satellite Navigation System)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS- Global Navigation Satellite System)以及我国的北斗导航卫星定位系统(Bei Dou Navigation Satellite System)等。北斗卫星导航系统是中国基于国家安全及经济发展需求下独立自主研制、设计开发的卫星导航系统，基于北斗有源及无源两种技术体制，实现导航、定位、授时、测速、全球短报文等功能。自20世纪80年代开始建设，主要分为了三期进行，至2020年6月发射了北斗系统第55颗卫星部署完成了北斗三号全球卫星导航系统。