一种北斗时间同步接收机的抗干扰方法技术

本发明专利技术公开了一种北斗时间同步接收机的抗干扰方法，其包括步骤：1)将接收机的射频前端处理模块输出的基带数字中频信号输入干扰抑制模块；2)干扰抑制模块采用频域干扰抑制算法抑制信号中的干扰；3)在授时解算前，剔除干扰抑制模块输出信号中的转发式干扰；4)在授时解算过程中，对尚未被发觉的转发式干扰信号用卡尔曼滤波算法进行滤除。本发明专利技术北斗时间同步接收机的抗干扰方法，其能有效的抑制窄带干扰和转发式干扰，可提高时间同步装置输出时间信息的准确性。息的准确性。息的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种北斗时间同步接收机的抗干扰方法


[0001]本专利技术涉及卫星导航授时应用
，特别涉及一种北斗时间同步接收机的抗干扰方法。

技术介绍

[0002]随着卫星导航技术的发展及其应用领域的不断扩大，卫星授时技术已在电力、交通、通信、银行和金融等行业广泛应用。利用卫星授时可以实现广域范围的高精度时钟同步且成本低廉,特别是我国北斗卫星导航系统已正式投入运行，基于卫星时钟的同步技术在中国正发挥着越来越重要的作用,卫星授时型接收机的安全性日益突出。然而由于卫星发波功率有限,传输信道电磁干扰复杂,信号帧格式公开,卫星导航系统信号极易受到欺骗干扰。欺骗干扰会使时间同步装置输出错误的时间信息，会对生产运行的安全构成严重威胁。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种北斗时间同步接收机的抗干扰方法，以解决电磁干扰影响时间同步装置输出时间信息准确性的技术问题。
[0004]本专利技术北斗时间同步接收机的抗干扰方法包括以下步骤：
[0005]1)将接收机的射频前端处理模块输出的基带数字中频信号输入干扰抑制模块；
[0006]2)干扰抑制模块采用频域干扰抑制算法抑制信号中的干扰，其又包括步骤：
[0007]2a)对输入信号进行串并变换；
[0008]2b)对经串并变换后的信号进行加窗处理；
[0009]2c)对加窗处理后的信号进行FFT处理，将时域数据变换到频域；
[0010]2d)经FFT处理后的信号，一路送入加权矢量生成单元以更新前一时段内生成的频域加权矢量，另一路与生成的频域加权矢量进行加权处理；
[0011]2f)对经加权处理后的信号进行IFFT处理恢复出时域数据；
[0012]2g)对IFFT处理后的信号进行并串变换后输出，保持输入输出的数据速率不变；
[0013]3)在授时解算前，剔除干扰抑制模块输出信号中的转发式干扰，其又包括步骤：
[0014]3a)对信号的功率进行检测，剔除功率超出设定范围的信号；
[0015]3b)对信号的到达时间进行检测，剔除到达时间超出设定范围的信号；
[0016]3c)对电文信息进行检测，剔除电文信息异常的信号；
[0017]4)在授时解算过程中，对尚未被发觉的转发式干扰信号用卡尔曼滤波算法进行滤除。
[0018]进一步，所述步骤2d)中加权矢量生成单元生成频域加权矢量包括以下步骤：
[0019]2d1)对FFT处理后的信号取绝对值后平方；
[0020]2d2)将信号平均划分成若干段；
[0021]2d3)对每段分别计算其周期图，再取各个周期图的平均作为功率谱；
[0022]2d4)将功率谱的幅值与判决门限进行比较，生成频域加权矢量。
[0023]进一步，在步骤2d)中将与频域加权矢量进行加权运算的一路信号进行白化滤波处理，白化滤波器为：
[0024][0025]其中N0和N
J
分别为噪声功率谱密度与干扰功率谱密度，f是信号频率，f
I
为干扰中心频率，B为噪声带宽，α为干扰带宽与噪声带宽的比例，j是窄带干扰信号；
[0026]当干噪比远远大于1时，白化滤波器近似为
[0027][0028]其中f0'是干扰频率；
[0029]或者在步骤2d)中将与频域加权矢量进行加权运算的一路信号输入频域剔除器，将幅度超过干扰剔除门限的干扰谱线归零，所述频域剔除器由衰减因子等于的衰减器与式(2)中的白化滤波器级联组成，频域剔除器的传递函数为：
[0030][0031]本专利技术的有益效果：
[0032]本专利技术北斗时间同步接收机的抗干扰方法，其能有效的抑制窄带干扰和转发式干扰，可提高时间同步装置输出时间信息的准确性。
附图说明
[0033]图1为接收机系统框架图；从图中可知接收机系统主要包括三大部分，射频前端处理模块，干扰抑制模块和授时模块。天线将接收到混有噪声干扰的导航信号收集，传输到射频前端。射频模块在接收信号时，实现滤波、信号放大、下变频等功能。通过变频处理，将接收到的高频信号下变频到中频模拟信号。对降频后的信号通过多级带通滤波器将带外噪声去除掉，再由DSP软件或者其他信号处理器A/D采样，降低数据流速率，变成基带数字中频信号。
[0034]图2为频域干扰抑制算法原理框图；
[0035]图3为频域加权矢量生成结构图；
[0036]图4为卫星导航系统接收机转发式干扰抑制算法流程图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。
[0038]本实施例中北斗时间同步接收机的抗干扰方法主要解决抗窄带干扰和转发式欺骗干扰两个方面的问题。本实施例中北斗时间同步接收机的抗干扰方法包括以下步骤：
[0039]1)将接收机的射频前端处理模块输出的基带数字中频信号输入干扰抑制模块。
[0040]2)干扰抑制模块采用频域干扰抑制算法抑制信号中的干扰，其又包括步骤：
[0041]2a)对输入信号进行串并变换。
[0042]2b)对经串并变换后的信号进行加窗处理，以减小数据截断所引起的频谱泄露。本步骤需采用旁瓣电平较小的数据窗来减小频谱泄漏。从时域角度来看，加窗(常规FFT采用矩形窗)是对输入的数据进行窗函数加权；窗函数从中心向两端逐步衰减，可以保证前后段数据的连续性，从而达到减小频谱泄漏的目的。
[0043]2c)对加窗处理后的信号进行FFT(fast Fourier transform，快速傅里叶变换)处理，将时域数据变换到频域。
[0044]2d)经FFT处理后的信号，一路送入加权矢量生成单元以更新前一时段内生成的频域加权矢量，另一路与生成的频域加权矢量进行加权处理。
[0045]频域加权矢量就是根据输入信号的功率谱密度确定干扰频带位置，并对被干扰的信号谱进行加权处理，从而达到干扰抑制的目的。
[0046]本步骤中，加权矢量生成单元生成频域加权矢量包括以下步骤：
[0047]2d1)对FFT处理后的信号取绝对值后平方；
[0048]2d2)将信号平均划分成若干段；
[0049]2d3)对每段分别计算其周期图，再取各个周期图的平均作为功率谱；
[0050]2d4)将功率谱的幅值与判决门限进行比较，生成频域加权矢量。
[0051]本步骤中，将与频域加权矢量进行加权运算的一路信号进行白化滤波处理，白化滤波器为：
[0052][0053]其中N0和N
J
分别为噪声功率谱密度与干扰功率谱密度，f是信号频率，f
I
为干扰中心频率，B为噪声带宽，α为干扰带宽与噪声带宽的比例，j是窄带干扰信号。
[0054]当干噪比远远大于1时，白化滤波器近似为
[0055][0056]其中f0'是干扰频率。
[0057]此时，白化滤波器相当于从频谱上将干扰频带内的干扰、噪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北斗时间同步接收机的抗干扰方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将接收机的射频前端处理模块输出的基带数字中频信号输入干扰抑制模块；2)干扰抑制模块采用频域干扰抑制算法抑制信号中的干扰，其又包括步骤：2a)对输入信号进行串并变换；2b)对经串并变换后的信号进行加窗处理；2c)对加窗处理后的信号进行FFT处理，将时域数据变换到频域；2d)经FFT处理后的信号，一路送入加权矢量生成单元以更新前一时段内生成的频域加权矢量，另一路与生成的频域加权矢量进行加权处理；2f)对经加权处理后的信号进行IFFT处理恢复出时域数据；2g)对IFFT处理后的信号进行并串变换后输出，保持输入输出的数据速率不变；3)在授时解算前，剔除干扰抑制模块输出信号中的转发式干扰，其又包括步骤：3a)对信号的功率进行检测，剔除功率超出设定范围的信号；3b)对信号的到达时间进行检测，剔除到达时间超出设定范围的信号；3c)对电文信息进行检测，剔除电文信息异常的信号；4)在授时解算过程中，对尚未被发觉的转发式干扰信号用卡尔曼滤波算法进行滤除。2.根据权利要求1所述的北斗时...

【专利技术属性】
技术研发人员：班亚，
申请(专利权)人：重庆市计量质量检测研究院，
类型：发明
国别省市：