[發明專利]GNSS互相關干擾抑制方法和裝置

有效

• 申請號: 201110052906.4
• 申請日: 2011-03-07
• 公開（公告）號: CN102243309B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 容寶華
• 申請（專利權）人: 容寶華
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種GNSS互相關干擾抑制的方法和裝置。

背景技術

在全球衛星定位導航系統(GNSS)中，衛星將載有定位導航數據的信號發送出去，定位導航數據的信號經過衛星信道傳輸后，多個衛星的定位導航數據的信號同時到達終端(接收機)。終端(接收機)對接收到的含有多個衛星的定位導航信號的信號，采用特定的擴頻碼進行相關運算完成解調，分別得到不同衛星發送的定位導航數據。其中特定的擴頻碼對應了不同衛星上發送端所采用的擴頻碼。GPS就是現今最常見的一種全球衛星定位導航系統(GNSS)。GPS中不同衛星上所采用的擴頻碼是Gold碼、P碼及其他一些種類的擴頻碼。

全球衛星定位導航系統(GNSS)中不同的衛星發送的信號經歷了不同的信道，因而有著不同的幅度和相位改變。由于在終端(接收機)多個衛星的定位導航信號同時到達，接收到的信號是多個衛星的定位導航信號的疊加。如果某一衛星信號的強度大大高于另一要進行解調的弱衛星信號，例如大20dB時，由于此時強衛星信號對弱衛星信號解調模板信號的互相關輸出大于弱衛星信號對弱衛星信號解調模板信號的自相關輸出，弱衛星信號的相關峰就難以找到，弱衛星信號的解調就無法完成。全球衛星定位導航系統(GNSS)中的互相關干擾嚴重影響了系統的性能，因此設法抑制GNSS互相關干擾是提高系統的性能的有效途徑。

目前公知的GNSS互相關干擾抑制方法和裝置通常采用消減法或子空間投影法。消減法GNSS互相關干擾抑制器通過對強衛星信號的接收相關函數中的自相關峰值估計得到強信號幅度的估計值，然后從接收的總的信號中減去所有的強衛星信號，得到抑制GNSS互相關干擾后的輸出信號。子空間投影法GNSS互相關干擾抑制器構造正交于強衛星信號的接收模板信號，然后用構造的接收模板信號與總的接收信號進行相關運算，進而完成接收。然而目前公知的這些GNSS互相關干擾抑制器存在算法復雜度較高、系統的處理時延較大等缺點。且這些GNSS互相關干擾抑制器對強信號的幅度、時延等參數要求高精確的估計，由于GNSS信號很弱，另外一般而言GNSS信號是時變的，常常如此高精確的估計在實際中無法被滿足，這使得在很多情況下GNSS互相關干擾并沒有被完全消除，存在殘留互相關干擾。目前公知的這些GNSS互相關干擾抑制器在信號時變較快的情況下很難做到實時的跟蹤強、弱信號的各種變化，增加了殘留互相關干擾，使得應用有較大的局限性。使用子空間投影法的GNSS互相關干擾抑制器還存在以下缺點：因GNSS中使用的C/A碼和P碼很長，構造正交于強信號的接受模板信號需要進行大量的向量運算，大大增加了算法復雜度，造成了過長的計算時間，大大增加了系統的處理時延；由于要求構造的模板信號與干擾強信號正交，會使構造的模板信號不具有C/A碼的作為偽隨機碼的良好的自相關性，這樣弱信號的相關運算輸出的信噪比會下降，在多個強信號需要消除時，這種弱信號的信噪比下降就更嚴重，同時構造的模板信號與干擾強信號正交的做法還使弱信號損失了一部分與強信號不正交的能量。

下面以消減法GNSS互相關干擾抑制器為例說明現有的GNSS互相關干擾抑制器存在各種不足。

存在M個強信號和N個弱信號的接收模型為：

其中A_m代表強信號的幅度，A_n代表弱信號的幅度，f_dm、f_dn為多普勒頻移差。

設在接收第q個衛星信號時本地模板信號為X_qI，I為接收C/A碼的相位差，從0取到1022。則在接收第q個衛星信號時的相關函數可表示為CC_SqI。同時有：

在傳統的消減法GNSS互相關干擾抑制器中，通過對強信號的接受相關函數中的自相關峰值估計得到并通過對載波的處理得到得到：

從接收信號中減去所有強信號的值，得到：

當多普勒頻率差的估計誤差的影響可以忽略時有：

從上式可以看出，若估計的較準確，消減法GNSS互相關干擾抑制器可以較好的消除互相關干擾。然而，由于GNSS信號很弱，的估計很難準確。另外一般而言，A_m是時變的，可表示為A_m(t)。此時任何估計值都不能代表時變的A_m(t)，這種情況下有：