GNSS自适应阵列天线引入测量误差的补偿技术研究

基本信息
批准号:61301094
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:赵宏伟
学科分类:
依托单位:西北工业大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:廉保旺,昝积成,刘亚擎,何伟,宋玉龙,雷浩,李查
关键词:
卫星导航系统误差补偿自适应阵列天线干扰抑制
结项摘要

The signals of Global Navigation Satellite System (GNSS) are vulnerable to distort from the radio-frequency interference. As an effective tool for spatial filtering, adaptive antenna array has been widely used in the research of GNSS anti-interference. However, in the process of inteference suppression for GNSS adaptive antenna array, the variation of adaptive weights will destroy the integrity of the GNSS signals, which induced bias errors to GNSS phase measurement. For precise applications, these errors must be cancelled. In this project, the effects of adaptive antenna on GNSS signal will be analyzed, the source of code phase biases and carrier phase biases will be conducted. the values of bias error will be estimated by using signal simulation model, and a balance strategy between navigation accuracy and interference suppression will be addressed; a novel biases compensation algorithm based on the tracking loop of GNSS receivers will be proposed innovatively. this algorithm will mitigate the biases without changing the existing receiver architecture, and the performance of biases compensation will not be limited to certain beamforming algorithm. Finally, the proposed compensation algorithm will be applied on GNSS anti-interference hardware platform, and the real GNSS data will be used to verify the feasibility and practicality of proposed algorithm. The research results will significantly improve the accuracy of navigation and strongly promote the applications of adaptive antenna array on GNSS anti-interference receivers.

全球卫星导航系统(GNSS)信号在传播过程中容易受到各种干扰的影响。自适应阵列天线作为一种有效的空域滤波工具,被广泛应用于GNSS的抗干扰技术研究中。然而,自适应阵列天线在抑制干扰的过程中,自适应权值的变化破坏了GNSS信号的完整性,这给接收机相位测量引入了误差。在对导航精度要求高的场合,这些误差必须被消除。本项目拟从理论上推导自适应阵列天线引入测量误差的来源;通过建立信号仿真模型估算自适应阵列引入误差的大小,并在干扰抑制性能与导航精度之间寻找一个最佳平衡;拟提出一种基于接收机跟踪环的误差补偿算法,该补偿算法能够在不改变现有接收机架构的情况下,以最小的计算量完成自适应阵列引入误差的补偿,并且补偿性能将不局限于某种特定的自适应波束形成算法;最后通过软件仿真和硬件实验验证提出算法的可行性。该项目的完成将大大提升GNSS接收机的导航精度,有力推动自适应阵列天线在GNSS抗干扰中的应用。

项目摘要

自适应阵列天线已经被广泛应用于全球卫星导航系统的抗干扰应用中。然而在抑制干扰的过程中,阵列天线的自适应处理破坏了GNSS信号的完整性,这给接收机相位测量引入了误差。并且不同的阵列权值给接收信号引入了不同的幅度和相位抖动,从而引入的测量误差也不同,这给误差的消除带来了困难。本项目针对自适应阵列天线引入测量误差的问题进行了深入研究,并提出了误差估算方法与误差补偿技术。. 项目首先从理论上推导自适应阵列天线引入测量误差的来源;然后通过研究自适应波束形成算法对接收机码相位测量和载波相位测量的影响,证明了自适应算法引入的测量误差与接收机所处的空间环境有关,是一种不确定性的误差;通过建立信号仿真模型估算自适应阵列引入误差的大小,并在干扰抑制性能与导航精度之间寻找最佳平衡;最后将自适应算法引入的接收机测量误差与接收机的跟踪环路相结合,提出了一种基于数据平滑和跟踪环鉴相器的误差补偿方法。仿真和实验结果表明,该补偿算法能够在不改变现有接收机架构的情况下,以最小的计算量完成自适应阵列引入误差的补偿,并且补偿性能将不局限于某种特定的自适应波束形成算法。该项目成果将有力提升现有GNSS接收机的导航精度,加速推动GNSS抗干扰技术中的发展。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
3

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
4

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
5

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

当归补血汤促进异体移植的肌卫星细胞存活

DOI:
发表时间:2016

相似国自然基金

1

基于多GNSS天线的惯导残余旋转调制姿态误差精确补偿技术研究

批准号:61603208
批准年份:2016
负责人:胡佩达
学科分类:F0303
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

自适应阵列天线MC-CDMA方案信号处理技术研究

批准号:60372014
批准年份:2003
负责人:杨维
学科分类:F0111
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
3

GNSS多天线测姿关键技术研究

批准号:41674016
批准年份:2016
负责人:隋立芬
学科分类:D0401
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
4

粒子滤波在阵列天线GNSS接收机中的应用研究

批准号:40774006
批准年份:2007
负责人:刘晓莉
学科分类:D0401
资助金额:34.00
项目类别:面上项目