高动态卫星导航系统自适应抗干扰技术研究

抗干扰、高动态和高灵敏度是卫星导航系统面临的最主要的三大难题。目前，.在这三方面均取得了一定的进展，但几乎都是分别研究的，很少同时考虑两个难题。高动态.卫星导航接收机具有重要的军事和民用价值。本项目将研究高动态下抗干扰所面临的特殊技.术难题。主要研究内容包括：高动态下利用少数快拍数据的干扰来向估计、强干扰下卫星信.号的来向估计、单波束(无向)空域自适应干扰抑制、多波束空域自适应干扰抑制、利用卫星.信号先验信息的空时自适应干扰抑制与均衡技术，并在此基础上组建高动态卫星导航系统抗.干扰软件研发平台。有关成果可以推进传感器阵列信号处理、自适应信号处理和现代谱分析.相关理论的发展，在导航、雷达、通信、声纳等领域具有广泛的国防和民用价值。

本项目针对高动态卫星导航抗干扰问题展开了相关研究，主要包括少快拍时的干扰来向估计，单波束空域自适应干扰抑制、多波束空域自适应干扰抑制和空时自适应干扰抑制。.在干扰来向估计方面，项目组引入压缩感知理论，通过利用干扰波达方向的空间稀疏特性，仅用单个快拍来估计干扰来向，解决了快拍数较少的问题。在正交匹配追踪算法的基础上，提出了基于局部搜索的干扰来向估计算法，具有更高的DOA分辨率。考虑连续快拍间干扰来向的变化关系，提出了一种改进的干扰来向跟踪算法，具有更高的估计精度。仿真实验结果表明了这两种算法的有效性。 .在单波束空域自适应干扰抑制方面，项目组引入零陷加宽算法，结合最小功率算法，提出了微分约束和协方差矩阵锥化两类抗干扰算法，分析了各类算法对不同阵列结构的适用性。其中，对于均匀线阵，这两类抗干扰算法均不需要干扰和卫星信号来向信息。对于均匀圆阵，项目组提出的Laplace零陷加宽算法不需要干扰信号来向信息，该算法属于协方差矩阵锥化算法。仿真实验结果表明了所提算法的有效性。.在多波束空域自适应干扰抑制方面，项目组将解扩重扩算法和零陷加宽算法相结合，提出了一种稳健的高增益算法，它不需估计卫星信号来向信息。仿真实验结果表明该算法在零陷加宽的同时，能使天线方向图主瓣对准卫星信号来向。在此基础上，项目组研究了姿态高动态的干扰抑制问题，分析了姿态高动态下信号来向的变化，提出了一种宽主瓣宽零陷高动态抗干扰算法，仿真实验结果表明新算法可以加宽主瓣，有效跟踪卫星信号来向的快速变化。.在空时自适应干扰抑制方面，项目组将Laplace算法扩展到空时域，提出了空时Laplace零陷加宽算法。在此基础上，考虑空时算法的计算复杂度问题和空时算法引起的相关函数畸变问题，提出了基于同态滤波的降秩空时解扩重扩Laplace零陷加宽算法，该算法给出了一个完整的空时高动态抗干扰结构，可以降低计算量，改善相关结果，更适合高动态少快拍的环境。仿真实验结果表明了算法的有效性。.项目组出版学术专著1部，这是国内首本卫星导航抗干扰领域专著（仅比国外首本专著晚几个月）。出版英文专著特邀章节2部。获省部级二等奖1项，三等奖1项。发表相关研究论文35篇，其中SCI检索3篇，EI检索18篇，在国际卫星导航权威会议GNSS+2015上项目组宣读抗干扰领域论文4篇（我国共有7篇）。授权国家发明专利10项，申请国家发明专利5项。