本发明专利技术公开了用于减轻GPS信号的干扰的方法、系统和计算机可读介质，提供了对带内干扰的选择性减轻，实现了确定性的相位控制。在一个实施例中，用于减轻GPS信号的干扰的系统包括一对天线，各自接收包含期望信号分量和扰乱信号分量的GPS信号。根据需要对来自一个天线的信号进行相移，以使得其与来自其他天线的信号反相，使得当这两个信号被组合时，扰乱信号分量基本上相互消除，留下了期望信号分量。确定所需要的相位偏移包括基于两个输入信号的幅度和所组合的信号的幅度来确定性地计算相位偏移，而不是在传统系统中使用的迭代技术。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开了用于减轻GPS信号的干扰的方法、系统和计算机可读介质，提供了对带内干扰的选择性减轻，实现了确定性的相位控制。在一个实施例中，用于减轻GPS信号的干扰的系统包括一对天线，各自接收包含期望信号分量和扰乱信号分量的GPS信号。根据需要对来自一个天线的信号进行相移，以使得其与来自其他天线的信号反相，使得当这两个信号被组合时，扰乱信号分量基本上相互消除，留下了期望信号分量。确定所需要的相位偏移包括基于两个输入信号的幅度和所组合的信号的幅度来确定性地计算相位偏移，而不是在传统系统中使用的迭代技术。【专利说明】用于减轻全球定位系统(GPS)信号的带内干扰的方法、系统和计算机可读介质相关的申请现在公开的主题要求享受于2012年2月28日提交的美国临时专利申请序列N0.61/604, 480的权益；该临时专利申请的公开内容以引用方式全部并入本申请。
本申请中描述的主题涉及用于增强无线信号的接收的方法和系统。更具体地，本申请中描述的主题涉及用于减轻GPS信号的带内干扰的方法、系统和计算机可读介质。
技术介绍
在我们的商业、民用和军用企业中，GPS信号发挥着日益增长的作用，提供了从蜂窝塔同步到运货卡车跟踪和无人机导航的一切。这种对GPS的依赖使得影响其接收的干扰的增长频率、功率和复杂性成为对我们的经济以及我们的家乡和国家安全的实质威胁。 破坏性的扰乱和欺骗(一种特别阴险的扰乱形式)似乎被伊朗使用来捕获US无人驾驶飞机。欺骗信号是故意在GPS频带中广播的GPS模拟，用以以屏蔽实际的信号并唆使无人机自动驾驶仪将交通工具引入歧途。此外，来自容易伪造的发射机的更强大的信号可以使GPS接收机看不见，潜在地导致空难以及破坏我们国家的基础设施。 通常，可以将提出的用于对抗影响GPS或其他射频(RF)接收机的干扰的技术分类为数字信号处理、模拟滤波或导向天线(steered antenna)。数字信号处理方法复杂且多样，但是取决于具有足够的信噪比(SNR)的信号，且所述信号在其被数字化前优选地免于失真。这些方法可能还需要长的信号记录以及大量的计算。模拟带通滤波器通过拒绝在期望的频率范围之外的频率来提高信噪比。虽然这降低了失真的风险，但是对于在通带频率处发生的干扰不起作用。阵列导向用于减少接收机在扰乱源的方向上的敏感度，但是其具有若干缺点:硬件在大小、重量、功率、成本和计算复杂度方面施加了大量的负担；并且阵列导向同样地减少了对想要从空方向或由空侧瓣表示的其他方位接收的信号的敏感性。因此，空导向主要限制于地面站或大型交通工具，其具有有效载荷容量和能量来提供所需要的硬件和功率。 传统的用于战胜干扰的系统依赖于时间或空间分集。时间分集从天线信号中切除出现干扰的时段，以避免其削弱感兴趣的信号(SI)。空间分集依赖于干扰和SI之间在传播方向上的差，用于降低接收系统对来自干扰方向的信号的敏感性。可以通过机械地或电气地在干扰方向上对空(null)进行导向或通过使用面向干扰方向和SI方向的定向天线来减少敏感性。在此，在不削弱SI的情况下战胜干扰需要大量的阵列天线单元、对应用到阵列单元信号的权重进行的计算密集型运算、和/或导向定向天线。但是，这样的空间分集技术也削弱了从与干扰的方向接近的方向传播的SI。并且，使用更少阵列单元和/或更少定向天线拓宽了空，导致在大范围的方位上消除了 SI，并降低了整体的系统性能。针对于此，显然，需要的技术是能够在任意方位上战胜干扰，并且在没有大量阵列单元或使用定向天线的情况下就能这样，所述任意方位包括在方位上接近SI的那些方位。 针对于上文，我们提出的GPS接收机包括:以降低的成本和复杂度，通过使用全向接收天线来选择性消除欺骗以及其他类型的带内干扰，以及消除带宽，所述全向天线提供了更大的角度操作范围。 专利技术目的 本专利技术的第一目的是增强对导航信号的接收。第二目的是增强对射频信号的接收。第三目的是减轻削弱GPS接收的信号。第四目的是减轻GPS欺骗。第五目的是减轻多个干扰源。第六目的是减少进入接收机的信号功率。
技术实现思路
公开了用于对GPS信号进行相位受控滤波以减轻欺骗以及其他类型的带内干扰的设备和方法。 根据一个方面，本申请描述的主题包括一种用于对GPS信号进行相位受控滤波以减轻欺骗以及其他类型的带内干扰的设备。该设备包括如下中的至少一个:天线组、前馈类型的信号修改电路、信号转换器电路以及接收机电路。天线组包括:第一天线和第二天线，其可以接收处于GPS频率的信号；以及任何类型的发射机天线，其可以发射经过修改的第二天线信号。修改电路可以是可以修改来自第二天线的信号的任何类型，其包括如下中的至少一个:检测器、放大器、相移器、延迟单元、组合器和控制器。转换器电路可以是可以将信号转换用于数字处理的任何类型。接收机可以是可以处理天线信号以提供增强的GPS输出的任何类型。 根据另一方面，本申请中描述的主题包括一种用于对GPS信号进行相位受控滤波以减轻欺骗以及其他类型的带内干扰的方法。该方法包括通过幅度均衡、相移和/或组延迟来修改天线，然后是将经过修改的信号进行组合，以选择性地消除干扰内容。根据在组合器处提供对想要减轻的信号的反相对齐的确定性解决方案来进行相移。在一个实施例中，第一天线包括:组合器，其将在天线表面处引起的交互信号进行组合；修改电路的单元用于将来自天线的信号进行组合。该方法包括延迟补偿以修改消除带宽。执行消除以提供增强的天线信号，所述消除可以用于减少超过一个的干扰源或干扰类型。转换并处理增强的信号，以提供增强的GPS输出，例如信号、数据、消息或显示。 在一实施例中，天线组包括两个相邻的共面贴片类型的天线以及紧靠着第一贴片天线下方安装的发射机。贴片天线主要是全向的，发射机主要是定向的。第一天线可以是任何类型的，其能够通过同时到达的RF信号组合在天线表面处引起的交互信号。修改电路可以是任何类型的，其能够将发射机类型的交互信号与由包含GPS和干扰内容的信号所引起的交互信号反相对齐。修改电路可以任何类型的，其能够组合多个天线信号。 可以以软件结合硬件和/或固件来实现本申请中描述的主题。例如，可以以由处理器执行的软件来实现本申请中描述的主题。在一个示例性的实现中，可以使用其上存储有计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质来实现本申请中描述的主题，所述指令在被计算机的处理器执行时，控制计算机执行步骤。适合实现本申请中描述的主题的示例性计算机可读介质包括非暂时性的计算机可读介质，例如磁盘存储器设备、芯片存储器设备、可编程逻辑设备以及专用集成电路。此外，实现本申请中描述的主题的计算机可读介质可以位于单个计算设备或计算平台上，或者可以分布在多个设备或计算平台之间。 【专利附图】【附图说明】 现在将参考附图来解释本申请中描述的主题的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中: 图1是根据本申请所描述的主题的实施例的系统的性能曲线图，示出了对孔径干扰的高度消除； 图2是示出了根据本申请中描述的主题的示例性系统的框图，该示例性系统用于使用全向天线进行包括孔径消除在内的GPS反欺骗； 图3是示出了根据本申请中所描述的主题的实施例的示例性的修改电路的框图；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过减轻全球定位系统(GPS)信号接收中的干扰而进行的增强的GPS接收的方法，所述方法包括：从第一天线接收第一信号，所述第一信号包括期望信号分量S1和扰乱信号分量J1；从第二天线接收第二信号，所述第二信号包括期望信号分量S2和扰乱信号分量J2；修改所述第二信号，使得扰乱信号分量J2相对于扰乱信号分量J1基本上反相；以及使用所修改的第二信号来修改所述第一信号，以创建包含期望信号分量S1和S2的第三信号，并且其中，扰乱信号分量J2基本上消除了扰乱信号分量J1，其中，修改所述第二信号包括基于所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号的幅度来确定性地计算相位偏移，并将所计算的相位偏移应用到所述第二信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·沃斯伯格，C·T·维尔松，
申请(专利权)人：物理设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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