GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法技術

本申請公開了一種GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法，首先，接收機將收到的時域信號通過FFT變換轉換為頻域信號；其次，在該頻域信號中找到窄帶干擾信號的頻率點，并將這些頻率點設置為陷波器的阻斷頻率；最后，接收機將收到的時域信號再通過所述陷波器以濾除窄帶干擾信號。本申請具有技術實現較簡單、計算量較小、實時性強、靈活性佳的優點。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及一種信號處理技術，特別是涉及一種對窄帶干擾的檢測及消除方法。
技術介紹
美國的GPS系統、俄羅斯的格洛納斯(GL0NASS)系統、中國的北斗系統、歐洲的伽利略(Galileo)系統等。每個GNSS系統都至少包括GNSS衛星和GNSS接收機兩部分，GNSS接收機通過接收GNSS衛星信號來確定自身在地球表面的位置。GNSS衛星信號通常采用擴頻通信方式(Spread Spectrum Communication,擴展頻譜通信)，即用來傳輸信息的信號帶寬遠大于所傳信息必需的最小帶寬。GNSS接收機在接收GNSS衛星信號時，會受到各種各樣的電磁干擾。常見的干擾源包括無線通信系統、電視臺、電臺、雷達、電離層閃爍、甚至GNSS接收機的內部時鐘所產生 的諧波也會對GNSS接收機帶來干擾。根據干擾信號的帶寬相對于GNSS衛星信號的帶寬的大小，可大致將其分為窄帶干擾和寬帶干擾兩種。窄帶干擾的一個特例是單頻干擾，即正弦或余弦形式的連續波干擾，它的能量集中在單個頻率上。其余的窄帶干擾可以視作為數量較少的單頻干擾的疊加。窄帶干擾的頻率越接近于GNSS衛星信號的中心頻率，它對接收機的影響越嚴重。窄帶干擾會使GNSS接收機捕獲到錯誤的相關峰、跟蹤在錯誤的頻率上，使其定位精度降低。請參閱圖1，一種現有的GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法為首先，接收機將收到的時域信號通過FFT變換(快速傅里葉變換)轉換為頻域信號;其次，在該頻域信號中找到窄帶干擾信號的頻率點，并對這些頻率點上的功率予以消除。請參閱圖2，由于GNSS衛星信號采用擴頻通信方式，因而其能量被均勻地分布在很寬的頻帶上，并且功率譜密度極低。而窄帶干擾信號的能量則集中地分布在很窄的頻帶上(可視為數量較少的頻率點的集合)，并且功率譜密度極高。在頻域信號中，接收機只需要找出功率譜密度顯著變大的頻率點，這就是窄帶干擾信號的頻率點。然后，接收機將這些頻率點的功率置為O或置為與其周邊的頻率點的功率一致，即可消除窄帶干擾。最后，將頻域信號再通過FFT反變換(快速傅里葉反變換)轉換為時域信號，進行后續的解擴處理。這種方法具有如下缺點其一，由于需要實時地對GNSS接收機所接收的時域信號進行FFT變換和FFT反變換，技術實現復雜，并且計算量很大。其二，GNSS接收機所接收的擴頻信號經過上述方法處理需要消耗一定的時間，因而實時性較差。GNSS接收機對于消除干擾后的接收信號，還需依次進行信號捕獲和信號跟蹤。在進行信號捕獲處理時，由于對精度要求較低，通常也采用FFT變換將時域的接收信號和本地再生偽碼在時域的相關計算轉換為在頻域的相乘計算，從而減小捕獲時間。而在之后進行的信號跟蹤處理時，由于對精度要求較高，通常采用直接對時域信號進行相關計算的方式。請參閱圖6，這是圖I所示的現有的GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法之后緊跟著進行信號捕獲和信號跟蹤的流程圖。其先對消除窄帶干擾之后的頻域信號進行信號捕獲處理，再對消除窄帶干擾之后的時域信號進行信號跟蹤處理。請參閱圖3，另一種現有的GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法為在已知窄帶干擾的頻率點時，設置一個或多個陷波器(帶阻濾波器)，將這些頻率點的信號濾除掉。但是這種方法需要預先知道窄帶干擾的頻率點，這是一個難題；并且無法應對突然進入的窄帶干擾信號。為此又有一種改進，即采用自適應陷波器(自適應濾波器)。這種改進方法不需要預先知道窄帶干擾的頻率點，但是技術實現的復雜度高、計算量大，并且需要一定的穩定時間
技術實現思路
·本申請所要解決的技術問題是提供一種GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法，使得技術實現較簡單、計算量較小。為解決上述技術問題，本申請GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法為首先，接收機將收到的時域信號通過FFT變換轉換為頻域信號；其次，在該頻域信號中找到窄帶干擾信號的頻率點，并將這些頻率點設置為陷波器的阻斷頻率；最后，接收機將收到的時域信號再通過所述陷波器以濾除窄帶干擾信號。本申請GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法具有如下優點其一，采用了頻譜分析與陷波器相結合的方法，頻譜分析可以應對突然進入的窄帶干擾信號，這便提高了檢測和消除窄帶干擾信號的靈活性；而陷波器相對于FFT反變換的計算而言極大地提高了處理速度，也就提高了檢測和消除窄帶干擾信號的實時性。其二，僅需進行FFT變換，無須進行FFT反變換，因而技術實現較為簡單、計算量較小。由于GNSS接收機在信號捕獲處理中，通常也采用FFT變換將接收信號和本地再生偽碼在時域的相關計算轉換為在頻域的相乘計算，從而減小捕獲時間。因而本申請為了頻譜分析所用的FFT運算單元，可以與信號捕獲處理中的FFT運算單元復用，從而節省了硬件資源。其三，采用具有固定阻斷頻率的陷波器，而非自適應陷波器，從而降低了硬件實現的復雜度。經過本申請所述方法處理后的接收信號，保證了捕獲靈敏度、跟蹤靈敏度及導航精度不受窄帶干擾信號的影響。附圖說明圖I是一種現有的GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法的流程圖；圖2是GNSS衛星信號和窄帶干擾信號的頻譜(頻域信號)的示意圖；圖3是另一種現有的GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法的流程圖；圖4是本申請的GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法的流程圖5是本申請的一個優選實施例的流程圖。圖6是一種現有的GNSS接收機進行信號處理的全流程圖；圖7a、圖7b是本申請的GNSS接收機進行信號處理的兩種全流程圖。具體實施例方式請參閱圖4，本申請GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法為首先，接收機將收到的時域信號通過FFT變換轉換為頻域信號。其次，根據GNSS衛星信號的頻帶寬且功率譜密度低、窄帶干擾信號的頻帶窄且功率譜密度高的特點，接收機找出頻域信號中功率譜密度顯著變大的頻率點，這就是窄帶干擾信號的頻率點。接收機將這些頻帶或頻率點設置為一個或多個陷波器的阻斷頻率。 最后，接收機將收到的時域信號再通過所述一個或多個陷波器以濾除窄帶干擾信號。濾波時，可以將所述頻率點的能量濾除為0，也可將所述頻率點的能量濾除為與周邊頻率點的能量大致相同。經過上述處理之后，GNSS接收機就將接收到的時域信號中所夾雜的窄帶干擾信號濾除干凈，其后可以繼續進行解擴等操作。下面將以一個優選的實施例對本申請的技術方案進行詳細說明，其如圖5所示，具體包括如下步驟第I步，接收機將收到的模擬射頻信號混頻、濾波，得到模擬中頻信號；第2步，接收機將模擬中頻信號通過模數轉換，得到數字中頻信號；第3步，接收機將數字中頻信號混頻、濾波，得到數字基帶信號；第4步，接收機對數字基帶信號進行FFT變換，得到其頻譜；第5步，在數字基帶信號的頻譜中，接收機尋找出功率譜密度顯著變大的頻率點；第6步，接收機將第5步找出的頻率點設置為陷波器的濾除頻率；第7步，接收機將數字基帶信號經過所述陷波器濾波，得到消除窄帶干擾后的數字基帶信號。所述方法第4步中，數字基帶信號為N點混頻后的復數xin(m)，m = 0，1，……，N-IN — I。采用 N 點 FFT 變換得到其頻譜:F_(Μα(η) = Υ^_)ε—Κ .π.·/Ν、，n = 0，1，……， m=0N — I。所述方法第5步中，可以首先計算各頻點的功率幅度Abs—dat (η) = |F_da本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種GNSS接收機檢測并消除窄帶干擾的方法，其特征是，首先，接收機將收到的時域信號通過FFT變換轉換為頻域信號；其次，在該頻域信號中找到窄帶干擾信號的頻率點，并將這些頻率點設置為陷波器的阻斷頻率；最后，接收機將收到的時域信號再通過所述陷波器以濾除窄帶干擾信號

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李倩，
申請(專利權)人：銳迪科科技有限公司，
類型：發明
國別省市：