一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法及系统与流程

本发明属于卫星导航，特别涉及该领域中的一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法及系统。

背景技术：

1、北斗卫星导航系统(beidou navigation satellite syetem，bds)是我国自主研制与建设的全球性有源卫星定位与通信系统(gnss)。第三代北斗卫星以“一箭双星”的方式发射成功，标志着北斗系统正式进入全球组网阶段。目前，北斗导航系统已广泛应用于我国船舶、航空航天、农业、机电、交通和测绘等各种领域，成为我国国防和经济建设的重要支撑。然而，受空间复杂电磁干扰环境的影响，北斗导航系统在可用性和可靠性方面面临着巨大的挑战。在gps系统中，由干扰引起的导航不可靠事件已发生多起。如成都双流机场、哈尔滨太平国际机场等多个机场就曾因为一些违法安装的卫星导航干扰器导致多架航班发生卫星导航信号丢失事件。类似的诸多事件都表明空间干扰对导航系统的破坏性。因此，研究卫星导航抗干扰技术和干扰监测技术，提升导航接收机在复杂电磁环境下的工作能力，提高导航系统可靠性，是导航工作者的研究热点。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法及系统。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

4、步骤1：根据卫星导航信号和干扰信号的特征，在不同维度设置信号序列的不同参数，由此构成训练序列库模块，当接收器接收到信号时，训练序列库模块遍历输出训练序列；

5、步骤2：相关器模块负责将处理后的接收信号与步骤1所输出的训练序列进行相关运算，并将相关值输出至积分器模块；每个相关器模块均是由fft变换处理器、乘法器、ifft变换和随机存储器这四部分组成；

6、步骤3：积分器模块对相关值进行积分取模运算，自适应判决器模块负责对积分取模运算结果进行检测判决，并由输出显示模块实时更新干扰信号检测的状态；

7、步骤4：对所有维度的参数进行相关捕获判决后，输出判决结果，完成对卫星导航弱干扰的检测。

8、进一步的，所述步骤1具体为：

9、训练序列库模块的频段包含gps的l1、l2、l5波段，bds的b1、b2、b3波段，glonass的l1、l2、l3波段；

10、训练序列库模块的调制方式包括bpsk调制、qpsk调制和boc调制；

11、卫星导航干扰信号带宽设置为2～24mhz；

12、根据此设置将三个维度的参数进行遍历组合形成一个弱干扰信号库，就是训练序列库模块，当接收器接收到信号时，训练序列库模块通过将其中两个维度的参数固定，遍历另一个维度的参数选择来生成训练序列。

13、进一步的，所述步骤2具体为：

14、相关器模块中的fft变换处理器对接收信号yrf(n)和训练序列j’(n)分别进行fft变换处理：

15、yrf(n)→yrf(jω)

16、j’(n)→j’(jω)

17、经变换处理后的信号暂存至随机存储器，待两路信号都处理完之后将两路信号通过乘法器进行相乘运算：

18、v(jω)＝yrf(jω)×j’(jω)

19、将相乘运算得到的结果经ifft变换处理后得到相关值；

20、v(jω)→v(n)

21、将相关值输出至积分器模块。

22、进一步的，所述步骤3具体为：

23、积分器模块对相关值进行积分取模运算：

24、∫v(n)dn

25、将积分取模运算得到的值输送至自适应判决器模块进行比较判决；

26、利用被检测码片单元周围的n个参考码片单元的相关值，进行自适应门限判决值的设定，其中v为被检测码片单元的积分值，n为被检测码片单元周围的参考码片单元数，x1,x2,…xn是被检测码片单元周围的n个参考码片单元的积分值，thr为门限值比例因子，功率估计值z表示为：

27、

28、根据自适应门限判决的虚警概率函数pfa为：

29、

30、根据输入信号计算得到自适应门限判决值后，将由积分器模块运算得到的积分值与自适应门限判决值进行比较，当积分值大于自适应门限判决值时，则判定训练序列库中某一信号的特征参数与接收信号中弱干扰信号的特征参数相关性较高，当积分值小于自适应门限判决值时，则说明未能检测成功，通过改变训练序列库中信号的参数同特征来改变信号形式，之后重复上述步骤；

31、在训练序列库中所有特征参数均与接收信号进行遍历相关运算后，获得接收信号中弱干扰信号的粗略参数估计，确定弱干扰信号形式。

32、一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测系统，其改进之处在于：包括训练序列库模块、相关器模块、积分器模块、自适应判决器模块和输出显示模块；

33、训练序列库模块在不同维度设置信号序列的不同参数，构成训练序列，当接收器接收到信号时，训练序列库模块通过将其中两个维度的参数固定，遍历另一个维度的参数选择来生成训练序列；

34、相关器模块负责将处理后的接收信号与训练序列进行相关运算，利用相关器模块遍历搜索不同带宽设置的训练序列；将相关器模块运算得到的相关值输入至积分器模块，由积分器模块对此相关值进行积分取模，得到判决值；

35、将判决值与根据接收信号计算得到的自适应门限判决值在自适应判决器模块进行比较判决；通过遍历比较，得到判决值大于自适应门限判决值的训练序列带宽；根据三维参数确定微弱干扰信号形式，检测出混杂在信号中的弱干扰；

36、输出显示模块实时更新干扰信号检测的状态。

37、本发明的有益效果是：

38、本发明所公开的方法及系统，能有效地检测出混杂在卫星导航接收信号中的弱干扰信号，从而可以提升导航接收机在复杂电磁环境下的工作能力，提高导航系统的可靠性。

技术特征：

1.一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

3.根据权利要求1所述基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

4.根据权利要求3所述基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

5.一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测系统，其特征在于：包括训练序列库模块、相关器模块、积分器模块、自适应判决器模块和输出显示模块；

技术总结本发明公开了一种基于训练序列的卫星导航弱干扰自适应检测方法，包括如下步骤：步骤1：根据卫星导航信号和干扰信号的特征，训练序列库模块遍历输出训练序列；步骤2：相关器模块负责将处理后的接收信号与步骤1所输出的训练序列进行相关运算；步骤3：积分器模块对相关值进行积分取模运算；步骤4：对所有维度的参数进行相关捕获判决后，输出判决结果。本发明所公开的方法及系统，能有效地检测出混杂在卫星导航接收信号中的弱干扰信号，从而可以提升导航接收机在复杂电磁环境下的工作能力，提高导航系统的可靠性。技术研发人员：刘杨,闫秋贞,徐悦,陈奇东,张颖受保护的技术使用者：中国电波传播研究所（中国电子科技集团公司第二十二研究所）技术研发日：技术公布日：2024/7/25