专利名称：一种基于多约束波束形成的伪卫星远近效应抑制方法
技术领域：
本发明属于GNSS伪卫星定位领域，涉及一种伪卫星远近效应抑制方法。
背景技术：
目前，全球导航定位系统(GPS)已在海陆空领域得到广泛的应用，一般来说，接收机精确定位至少需要4颗导航卫星。然而，在某些不理想的条件下，如城市中心、峡谷、矿井、室内等地区，能够接收到的导航卫星数目及几何分布受到限制，导致接收机无法精确定位。于是，人们提出了一种伪卫星增强卫星导航定位系统的方法。所谓伪卫星是指处于地面的能够发射类似导航卫星信号的信号发生器。伪卫星能够提升整个系统的可用性、稳定性、可靠性以及测量精度，甚至在室内、地下等无法接收到导航卫星信号的场合下能完全替代导航卫星，具有很强的发展潜力。伪卫星增强卫星导航定位系统中，有一点和导航卫星定位有很大区别，即导航卫星距离地球表面约20，000km，其信号到达接收机时，每颗卫星的信号功率强度差别不大，互相影响很小。而伪卫星与接收机的距离比较近，且在运动过程中与接收机的距离变化较大，导致接收机接收到的伪卫星的信号强度差异非常大。如果接收机刚好处于近域(Near-Field)时，过强的伪卫星信号会干扰导航卫星信号甚至会阻塞接收机；而当接收机处于伪卫星的远域(Far-Field)时，又会因为伪卫星信号太弱而无法接收到。处于远域与近域之间的是动态区域(Dynamic Range)，在此区域内伪卫星信号和导航卫星信号可以和谐共存，并且能够同时被接收机接收。这就是伪卫星的远近效应。目前解决伪卫星远近效应的技术主要基于发射端(伪卫星)，主要有带外发射、频率偏移、跳频、采用新的扩频码，以及脉冲发射等方法。前4种方法实施难度较大，需要对接收机的射频部分或相关器做很大的改动，因此目前没有广泛应用。最后一种脉冲发射的方法在一些情况下获得了比较好的效果，但也存在一些问题:1、脉冲信号对接收机的AGC(Automatic Gain Control)性能要求较高,而且同样对接收机动态范围要求较高,对一些接收机，由于脉冲信号的瞬时干扰效应，脉冲信号的接收质量明显不如连续信号。2、脉冲信号导致所有接收机所接收到的信号功率强度整体下降，影响了使用效果。并且上述方法均基于发射端(伪卫星)，接收机的通用性很差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于多约束波束形成的伪卫星远近效应抑制的方法，以达到增强接收机通用性的目的。接收机端采用本发明提到的方法后，无论是否存在伪卫星的远近效应或有无干扰接收机均可以正常工作。本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤:a)天线阵列接收的导航卫星信号、伪卫星信号和干扰信号经过下变频后得到中频模拟信号，再对中频模拟信号进行A/D采样，得到多路数字实信号；b)对多路数字实信号进行FIR带通滤波，保留在卫星信号带内的信号并滤除在卫星信号带外的信号，得到抑制镜频的多路数字复信号；C)对步骤b)得到的多路数字复信号用校正权值进行补偿，以消除不同通道间的幅相误差影响，得到校正后信号；d)计算校正后信号的协方差矩阵，并求逆；e)利用步骤c)得到的校正后信号进行MUSIC测向，得到每颗伪卫星信号的来向、干扰信号的来向和一颗功率强至可以通过MUSIC测向得到其谱锋的导航卫星信号A的来向；f)接收机接收到的伪卫星信号功率估计值为
权利要求
1.一种基于多约束波束形成的伪卫星远近效应抑制方法，其特征在于包括下述步骤: a)天线阵列接收的导航卫星信号、伪卫星信号和干扰信号经过下变频后得到中频模拟信号，再对中频模拟信号进行A/D采样，得到多路数字实信号； b)对多路数字实信号进行FIR带通滤波，保留在卫星信号带内的信号并滤除在卫星信号带外的信号，得到抑制镜频的多路数字复信号； c)对步骤b)得到的多路数字复信号用校正权值进行补偿，以消除不同通道间的幅相误差影响，得到校正后信号； d)计算校正后信号的协方差矩阵，并求逆； e)利用步骤c)得到的校正后信号进行MUSIC测向，得到每颗伪卫星信号的来向、干扰信号的来向和一颗功率强至可以通过MUSIC测向得到其谱锋的导航卫星信号A的来向； f)接收机接收到的伪卫星信号功率估计值为
全文摘要
本发明提供了一种基于多约束波束形成的伪卫星远近效应抑制方法，对天线阵列接收的信号依次经过A/D采样、带通滤波、幅相误差校正、计算协方差矩阵及其逆矩阵、MUSIC测向、伪卫星及导航卫星信号功率估计、伪卫星信号方向对应的约束响应矢量计算、计算多约束波束形成权值、数字波束形成和导航解算，最终获得本地位置信息。本发明的通用性更强，并且能够工作在干扰环境下，方便而且灵活，无需对发射端(伪卫星)做改动，也无需对接收端射频做改动。经验证，这种方法有效而且容易实施。
文档编号G01S19/27GK103176191SQ201310075689
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者王伶, 徐少波, 张兆林, 李玉玲, 张萌, 王颖辉, 曾伟 申请人:西北工业大学