卫星导航自适应抗干扰算法在FPGA中的实现

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由于卫星导航具有授时准确、定位精度高、实时性高、连续性好等特点,所以,越来越广泛的应用到了军事、科研、农业等多个领域。各国的政府也已经意识到了卫星导航应用的重要性,开始普遍关注卫星导航的相关技术。目前,世界上许多个国家都在建立自己独有的全球卫星导航系统,现有的卫星导航系统有俄罗斯的GLONASS、美国的GPS、中国的北斗系统和欧盟(EU)的Galileo等。但是由于卫星离地球很远,传输过程中电磁环境复杂,所以卫星导航系统很容易受到各种干扰。为了能使卫星导航接收机在各类干扰环境下都能正确的解调出有用信号,研究有效的抗干扰技术成为当前迫切需要解决的问题。本文以北斗导航为研究对象,对自适应抗干扰原理和方法进行了系统的论述,其中较全面的阐述了自适应滤波方法和各种自适应滤波最优化准则。对阵列天线的结构进行了较详细的分析,通过分析确立了自适应抗干扰的结构——四阵元均匀圆阵,并对阵形结构进行了优化。根据北斗导航信号的特点确定利用基于线性约束最小方差准则的功率倒置算法来抑制干扰信号。通过对功率倒置算法原理的分析,确定了算法设计的流程,最终给出了算法设计方案。最后,详细说明了自适应抗干扰模块的FPGA实现原理,对设计的各个模块进行了详细的说明,给出了每个模块的RTL图和波形仿真结果。搭建测试场景,采集北斗卫星的干扰信号,使其作为输入信号,经过自适应抗干扰算法的各个模块,最终得到了测试结果。采用Matlab与QuartusII相结合的方式,验证了设计的正确性。
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