基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法及系统与流程

本发明涉及电变量的测量，尤其涉及基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法及系统。

背景技术：

1、舰船等装载的各种无线电设备，包括各种雷达装置、通信装置，天线林立且距离较近，产生的干扰样式大多具有功率强、短时突发、干扰周期不固定且干扰强度大、频谱覆盖范围大等特点。此时，舰船等装备的卫星导航接收机可能受到这些电磁脉冲干扰威胁，造成定位精度下降，甚至影响正常使用。因此舰载卫星导航接收系统，除了抗宽带压制干扰外，还必须具备抗这种短时突发脉冲干扰的性能。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法及系统，通过对通讯设备信号的幅度进行检测，依次判断是否存在脉冲信号，脉冲信号是否为脉冲干扰，脉冲干扰是否为高信号状态，最后判断为接收机不能处理的脉冲干扰后再进行抗干扰处理，经处理后的信号然后再传输给接收机，从而提高舰船等卫星导航的定位精度。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现：

3、一种基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法，其包括如下步骤：

4、s1：抗干扰检测模块持续检测信号的幅度，并将其与信号幅度设定阈值进行比较，当检测到信号的幅度大于信号幅度设定阈值时，脉冲上升沿到来，计数器开始计数，直至信号的幅度小于信号幅度设定阈值，脉冲下降沿到来，保存计数器数值得到脉冲高信号时间并继续计数，检测到下一个脉冲上升沿时保存计数值并复位计数器，得到脉冲信号的周期时间；

5、s2：ad模块将脉冲信号的信息转化成电数字信息后传输给数据处理模块，数据处理模块将电数字信息中的负数进行绝对值转换，然后查找所有电数字信息中的最大值，同时计算平均值后再计算出空间时域峰平比，并将空间时域峰平比与预先测得的空间时域峰平比固定阈值进行比较，若空间时域峰平比大于空间时域峰平比固定阈值，则判断脉冲信号为脉冲干扰；

6、s3：数据处理模块将所有的平均值进行累加后再计算平均值，得到累加平均值，再将累加平均值与累加平均值设定阈值进行比较，若累加平均值超出累加平均值设定阈值，则判断脉冲干扰为高信号状态；

7、s4：数据处理模块计算出脉冲干扰占空比，并判断是否为接收机能够处理的脉冲干扰，若判断为接收机能够处理的脉冲干扰，则不进行处理，若判断为接收机不能够处理的脉冲干扰，则对脉冲干扰进行抗干扰处理。

8、进一步，步骤s4中抗干扰处理包括如下步骤：

9、s41：构造拉格朗日函数为式（1）：

10、（1）；

11、其中：表示线性约束的代价，表示待求的权矢量，表示矩阵的共轭转置，表示输入信号协方差矩阵，表示拉格朗日系数，表示期望信号的导向矢量；

12、s42：通过式（2）对输入信号协方差矩阵进行估计，并进行求逆运算，计算输入信号协方差矩阵的逆矩阵；

13、（2）；

14、其中：表示快拍数，表示阵列输入信号，表示离散采样时间；

15、s43：对式（1）进行求导得到式（3），将步骤s42的计算结果代入式（3），计算自适应权矢量：

16、（3）；

17、其中：表示自适应权矢量，表示输入信号协方差矩阵的逆矩阵；

18、s44：根据式（4）计算阵列输出功率，并根据计算的阵列输出功率对脉冲干扰进行抗干扰处理，使脉冲信号在干扰方向上产生零陷：

19、（4）；

20、其中：表示期望计算函数，表示阵列输出信号，表示输出功率最小时待求的权矢量。

21、进一步，步骤s42中按照如下步骤计算输入信号协方差矩阵的逆矩阵：

22、s421：将输入信号协方差矩阵进行lu分解，得到上三角矩阵u及下三角矩阵l；

23、s422：对分解后的上三角矩阵u及下三角矩阵l分别进行求逆，得到l的逆矩阵和u的逆矩阵；

24、s423：将l的逆矩阵和u的逆矩阵相乘，得到输入信号协方差矩阵的逆矩阵。

25、优化的，步骤s3中累加平均值设定阈值的上限为平均值的3/2，累加平均值设定阈值的下限为平均值的1/2。

26、一种基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别系统，用以执行上述任一项所述的基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法，其包括抗干扰检测模块、计数器、ad模块及数据处理模块，抗干扰检测模块的输出端与ad模块的输入端连接，抗干扰检测模块的计数端与计数器的输入端连接，ad模块的输出端及计数器的输出端分别与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块依次包括绝对值计算模块、时域最大值计算模块、平均值计算模块、空间时域峰平比计算模块、时域平均值累加模块、脉冲干扰占空比计算模块及脉冲干扰处理模块。

27、发明的有益效果：

28、1.通过对信号的幅度进行检测，首先判断是否存在脉冲信号，再通过空间时域峰平比的计算判断脉冲信号是否为脉冲干扰，再判断脉冲干扰是否为高信号状态，然后计算出脉冲干扰占空比，并判断是否为接收机能够处理的脉冲干扰，若判断为接收机不能够处理的脉冲干扰，则对脉冲干扰进行抗干扰处理后再将信息传输给接收机，从而提高舰船等卫星导航的定位精度；

29、2.对脉冲干扰检测识别的准确度比较高，检测识别及处理的速度也比较快，处理后能够满足舰船等卫星导航的定位精度要求。

技术特征：

1.一种基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法，其特征在于，步骤s4中抗干扰处理包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法，其特征在于，步骤s42中按照如下步骤计算输入信号协方差矩阵的逆矩阵：

4.根据权利要求1所述的一种基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法，其特征在于，步骤s3中累加平均值设定阈值的上限为平均值的3/2，累加平均值设定阈值的下限为平均值的1/2。

5.一种基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别系统，其特征在于，用以执行如权利要求1-4任一项所述的基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法，其包括抗干扰检测模块、计数器、ad模块及数据处理模块，抗干扰检测模块的输出端与ad模块的输入端连接，抗干扰检测模块的计数端与计数器的输入端连接，ad模块的输出端及计数器的输出端分别与数据处理模块的输入端连接，所述数据处理模块依次包括绝对值计算模块、时域最大值计算模块、平均值计算模块、空间时域峰平比计算模块、时域平均值累加模块、脉冲干扰占空比计算模块及脉冲干扰处理模块。

技术总结
本发明涉及电变量的测量技术领域，尤其涉及基于空间时域峰平比的脉冲干扰检测识别方法及系统，方法包括如下步骤：抗干扰检测模块持续检测信号的幅度，并记录脉冲信号的周期时间；数据处理模块判断脉冲信号是否为脉冲干扰；数据处理模块判断脉冲干扰是否为高信号状态；计算出脉冲干扰占空比，若判断为接收机能够处理的脉冲干扰，不处理，若判断为接收机不能够处理的脉冲干扰，则进行抗干扰处理。本发明提供的方法及系统能够将脉冲干扰信号从宽带干扰中区分出来，并且通过多重判断，使结果更加准确，最终不仅能够提高舰船等卫星导航的定位精度，而且整个检测、识别、处理的过程速度比较快。

技术研发人员：马若顺,王健聪,路寅,张鹏
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇七研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15