GPS接收机干扰抑制技术：从线性调频到宽带噪声的解决方案

"GPS接收机干扰抑制技术研究" 全球导航卫星系统（Global Positioning System，GPS）是用于精确测量运动载体速度、位置和时间的重要工具。随着技术的进步和与互联网、移动网络的融合，GPS在军事和民用领域的应用日益广泛。然而，导航信号的微弱性使得其容易受到各种干扰，包括无意的环境噪声和敌对的恶意干扰，确保导航系统在干扰环境下的稳定运行至关重要。 本文主要关注的是压制式干扰，特别是线性调频干扰和宽带噪声干扰的抑制技术。首先，对于单传感器接收机，研究了线性调频干扰的抑制策略。通过分析Wigner-Ville分布、Radon-Wigner变换与分数阶傅立叶变换之间的关系，提出了一种在变换域内消除线性调频干扰的方法。分数阶傅立叶变换的优势在于其对信号的线性处理，能够避免像Wigner-Ville分布那样产生的交叉干扰。 其次，针对阵列信号处理，研究了如何在没有导航信号先验信息的情况下抑制宽带噪声干扰。利用期望信号的来波方向和最优准则，如正交投影和最大信噪比技术，可以实现波束成形，增强目标信号并抑制干扰。 进一步，文章探讨了在宽带噪声干扰下进行信源参数估计的问题。在阵列信号处理中，信源数量和信号来波方向是关键参数。当存在强干扰时，传统的估计方法可能失效。为此，文章提出了使用阵列子空间技术来抑制干扰，然后结合稳健的变换Gerschgorin方法估计信源数量，再利用高分辨率的MUSIC（Multiple Signal Classification）方法估计信号的来波方向。 最后，针对干扰场景变化的情况，研究了如何快速自适应地获取最优加权向量以跟踪并消除干扰。利用期望信号来波方向和递归最小化误差（Recursive Least Squares，RLS）算法的参数跟踪能力，提出了一种基于最小输出能量准则的RLS算法。该算法不仅分析了其稳态性能，还评估了动态跟踪干扰的能力。 本文深入研究了GPS接收机在干扰环境中的生存和性能优化技术，包括干扰的抑制、信号增强、参数估计和自适应跟踪，为GPS系统的可靠性和安全性提供了理论和技术支持。