基于变换域方法抑制线性调频干扰的GPS接收机设计

式 中 ： （）表示 接 收 的卫 星信 号 ； （）为 线性 调 Ｓｔ Ｊ￡
收 稿 日期 ：２ １ — ２ １ ０ ２０ — ６
基 金 项 目 ：江 西 省 ２ １ 年 度 科 技 厅 科 技 支 撑 项 目资 助 （ ０ １Ｂ Ｅ ０ ２ ） ０１ ２ １ ２ Ｂ ５ ０ ０ ；江 西 省 教 育 厅 ２ １ ０ ２年 度 科 技 项 目 资 助
图 １ 抑 制 Ｌ Ｍ 干 扰 的 接 收 机 框 图 Ｆ
前 ， 须先 减小 或 消 除 干扰 ， 对 不 同 的接 收设 备 必 针
和不 同 的 干 扰 ， 用 不 同 的 方 法 。对 于 多 天 线 接 采
收 ， 献［ ］ Ｅ ］ 出 了利用 阵列 天线技 术抑 制干 文 ２ ～ ６提 扰 ， 这 使 接 收设 备 复 杂 。对 于单 天 线接 收 机 ， 但 文
谭文群 ， 芦 莉 ， 友 国 侯
（ 昌工 程 学 院 信 息 工 程 学 院 ， 西 南 昌 ３ ０ ９ ） 南 江 ３０ ９
摘 要 ： Ｓ接收 机 的信 号通 常很微 弱 ， 容 易受到 有 意或 无 意 的干扰 。对 于线 性 调频 ＧＰ 很
干扰 ， ＧＰ 在 Ｓ接 收机 中很 难 用单一 的 时域 或频 域 方 法 消 除 ， 为线 性调 频 干 扰 不 同 于一般 的 因
（ 儿２ ３ ） ＧＪ ： ｗｑ ｎ １ ３ｃｒ － ｉ ｔ ｕ ＠ ６ ．ｏ ｌ ｎ
・
４ ・ ６
全
球
定
位 系 统
第３ ７卷
频 干扰 ； （）为 高斯 白噪声 。 ”ｔ
对 于 ＧＰ Ｓ信 号 Ｓ ｔ 可 以表示 为 ＆ （ ～ ｒ ｃｔ （） ６ ￡ ）（ — ｒ 其 中 口 ６ ｔ ｒ ，（ — ｒ ）， ， （ — ） Ｃ ｔ ）分 别 表 示 接 收 卫 星 信号 的 幅度 、 航 符 号 、 Ｃ Ａ 码 。分 析 Ｇ Ｓ 导 和 ／ Ｐ 接 收信 号在变 换 域 的情 况 。连续 的分 数 阶 傅里 叶
Ｃ Ａ 码 。这种 处 理 方 法 比较 简 单 ， 需 要 增 加 成 ／ 不
本。
大 约一 周重 复一 次 。在这 里 只考虑 信 号被 Ｃ Ａ 码 ／ 调 制后 的 干扰 抑 制 问题 。 由于导 航 卫 星 通 信 系 统 本 身 的特点 ， 收信 号来 自上 万 公 里 的 高 空 ， 上 接 加 卫 星发 射功 率受 到一 定 限制 ， 卫星信 号 到达 地面 时 信 号 极 其 微 弱 ， 收 到 的 信 号 功 率 一 般 为 一 １０ 接 ５
ｄ Ｗ ， 至更 低 达 一１ ０ｄ Ｗ＿ ． 然 Ｃ Ａ 码 有 一 Ｂ 甚 ８ Ｂ １ 虽 ］ ／
定 的处理 增 益 ， 这样 微弱 的 信号在 接 收端很 容 易 但
受 到无 意和 有意 的干 扰 。在干 扰存 在 的情况 下 ， 接
１ 接 收 机 模 型
ＧＰ Ｓ接收 机 的框 图如 图 １所示 。对 于 ＧＰ Ｓ接 收机 的信 号 ， 以表 示 为 可
带 干扰 ， 献 ［ ０ 提 出 一 种 方 法 抑 制 部 分 频 带 干 文 １］ 扰， 两者 都 仅 仅 限 于 窄 带 干 扰 。对 于 Ｌ Ｍ 干 扰 ， Ｆ 提 出 的 ＧＰ Ｓ接 收机 ， 只需 对 接 收 信 号 进 行 旋 转 处 理 ， 变 换 域 识 别 和 抑 制 Ｌ Ｍ 干扰 ， 时 域 捕 获 在 Ｆ 在
献 ［ ］ 用 时 频 分 析 方 法 消 除 扫 频 干 扰 和 窄 带 干 ７利 扰， 但要 引入 交叉 干 扰 的影 响 。文 献 ［ ］ 用 级 联 ８利
滤 波 器 抑 制 Ｆ 干 扰 ， 处 理 方 法 较 复 杂 。文 献 Ｍ 但
［］ ９ 利用 非线 性 自适应 滤 波器抑 制扩频 通 信 中的窄
用 。ＧＰ Ｓ的符 号 速 率 是 ５ ／ ， 用 两 个 伪 随 机 ０ｂ ｓ 利
码 （ ／ 码 和 Ｐ码 ） 用 Ｂ Ｓ 方 式 调 制 发 送 信 ＣＡ 采 ＰＫ 号 ， ／ 码速 率 为 １ ０ ３Ｍｃ ｉｓ ｓ 每 毫秒 重 复 发 ＣＡ ． ２ ｈｐ／ ，
送， Ｐ码 速率 为 １ ． ３Ｍｃ ｉｓ ｓ加 密后 为军 方用 ， Ｏ ２ ｈｐ ／ ，
第３ ７卷 第 ３期 ２１ ０ ２年 ６月
全 球 定 位 系 统
Ｇ Ｎ ＳＳ Ｗ ｏｒ ｄ ｈ ｉ ａ ｌ ｏｆ Ｃ ｎ
Ｖｏ ． ７ ＮＯ ３ １３ ， ． Ｊ ｎ ．Ｏ２ ｕ ｅ ２ １
基 于 变 换 域 方 法 抑 制 线 性 调 频 干 扰 的 ＧＰ Ｓ接收 机设 计
宽带或 窄 带干扰 。另外 线性调 频 干扰 在 变换 域 有 不 同于 ＧＰ ／ 码 的显 著 特 征 ， 于 此特 ＳＣ Ａ 基
点设 计 了一种 在 变换 域抑 制线 性调 频 干扰 的 ＧＰ Ｓ接 收机 。分 析 了线性 调 频 干扰 在 变换 域 的
特 征 ， 真 结 果 验 证 了这 种 设 计 方 法 的 可 行 性 。 仿
关键 词 ： Ｓ信 号 ； Ｆ 干扰 ； ＧＰ Ｌ Ｍ 变换 域 ； 分数 阶傅 立 叶 变换 中图分 类号 ： ＴＮ９ ２ ７ 文献 标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ —２ ８ ２ １ ） ３０ ４ —４ ０ ８９ ６ （０ ２ ０ —０ ５０
０ 引 言
ＧＰ Ｓ系 统 是 授 时 与测 距 导 航 系统 ／ 球 定 位 全 系统 。除 了最初 的军事运 用 外 ， 在得 到广 泛 的 民 现
，（ ） Ｓ ｔ ＋ Ｊ（ ） ｔ 一 （） ｔ ＋ （ ） ￡ （） １
收 机捕 获信 号时 间延 长 ， 至 不能捕 获信 号 。特别 甚
是在 军事 运用 中 ， 收机必 须在 恶劣 的环 境 中可靠 接
运行 。因此 ， 了确保 导航 卫 星通信 在强 的 干扰环 为
境 中能够 正确 可靠 同步 ， 收机 在处 理接 收信 号之 接