射电天文大天线卫星导航频率干扰消除

中性氢（HI）21cm谱线是500米口径球反射面天线(FAST) 和天籁计划(红移21cm映射巡天)的主要观测目标。全球性卫星导航系统占用了部分观测频谱，限制了射电天文在该频段的观测，降低了大型科学仪器的科学价值。本课题研究目标是针对天文科学应用，提出抗导航频率干扰的评价准则，获得一种基于已知信号形式CA码辅助部分已知信号形式军码的抗导航频率干扰方法；综合测评各种以著名大天线为背景的抗干扰方法，提出针对FAST或天籁的导航频率抗干扰方案。

射电望远镜在空间分辨率和灵敏度等性能上的显著提升和无线电业务应用领域的不断扩大，使得射电天文观测对射频干扰(RFI)愈加敏感。基于上述背景，项目围绕以下内容展开研究：1）射电天线抗干扰效果评估技术，2)综合评估目前主要大天线抗干扰技术的性能，3）提出一种适合于FAST或天籁计划的抗导航频率干扰的方案。.在射电天线抗干扰效果评估技术方面，详细分析了射电信号、干扰信号的信号特点并建立了相对应的信号模型和观测模型。基于射电观测数据应用，从相消比、信号损失、干扰残余和噪声特性等方面构建了抗干扰评价准则。.在综合评估目前主要大天线抗干扰技术性能方面，首先针对导航信号一类的信号形式已知、而参数不确定的干扰信号，研究了单通道模型重构和辅助通道信号模型重构抗干扰方法的原理，并进行了仿真实验验证；针对形式未知的信号，研究和仿真分析了传统的自适应滤波抗干扰算法，提出了基于改进的变步长最小均方自适应抗干扰算法。同时改善了互子空间投影算法的干扰抑制性能，提出了基于非对称阵列的斜投影波束形成算法..为支撑FAST或天籁计划的抗导航频率干扰的方案研究，获取实际天线数据，设计了一台多通道可扩展高速数据同步采集记录系统。并在噪声特性、同步特性、通带特性等方面对其进行了测试。2014年3月6日至14日，选择导航卫星作为干扰源，与中国科学院云南天文台合作，完成了数据采集试验。.本项目的学术意义在于从天文科学目标出发提出抗导航干扰的评价标准，公正客观地评价目前主要抗干扰方法性能，并改进其不足或提出了新的抗干扰方法，同时进行了试验获取实测数据，为指导实际的射电天文抗干扰工作打下了坚实的基础。