卫星导航接收机抗干扰技术

　　本书介绍了美军导航战和现代化计划实施过程中的经验教训，从原理上研究了接收机要面临的各种干扰。为了使干扰和抗干扰双方有一个共同语言，本书作者首次采用信息论对各种可能的干扰作了理论分析。卫星导航采用直接序列扩频体制，本书作者根据自己的经验，分析了直扩体制对各种干扰的容限，介绍了通用抗干扰技术和卫星导航接收机可以采用的独特的抗干扰方法。

　　潘高峰：研究员，博导。历任多个研究室主任、副总工程师、国家重点实验室常务副主任，现任中国电子科技集团首席专家。担任中国电子学会导航分会委员、中国卫星导航应用协会仪器设备专委会副主任委员、《现代导航》杂志编委会委员、教育部（国防预先研究支撑计划）评审专家。

目 录第1章 绪论 11.1 卫星导航简引 31.2 接收机抗干扰需求和发展 71.2.1 弱信号 71.2.2 人为干扰 81.2.3 接收机数字化、软件化及其体系结构 81.2.4 接收机的实际使用环境 81.2.5 接收机的系统和体系属性 91.3 本书结构和适用范围 9第2章 卫星导航及其现代化概论 112.1 卫星导航定位原理简介 122.2 卫星导航定位系统简介 182.2.1 北斗卫星导航定位系统（BDS）简介 182.2.2 其他卫星导航定位系统简介 222.3 卫星导航系统抗干扰技术的发展 282.3.1 系统抗干扰技术的起源 292.3.2 美军的系统抗干扰技术计划 292.3.3 GPS现代化计划 342.3.4 GPS新信号结构推出过程 362.3.5 GPS BlockIII计划 51第3章 卫星导航软件接收机 533.1 采用软件接收体制的优势 543.1.1 采用软件接收体制的技术优势 543.1.2 采用软件接收体制的独特抗干扰优势 543.1.3 采用软件接收体制的发展优势 563.2 软件接收原理简介 573.2.1 软件接收机组成简介 573.2.2 软件接收机设计思想简介 583.3 软件接收机技术简介 603.3.1 卫星导航软件接收机结构选择 613.3.2 卫星导航软件接收机的模拟前端 643.3.3 卫星导航信号的数字化 693.3.4 卫星导航软件接收机的数字信号处理 69第4章 非人为干扰环境 734.1 卫星导航信息传递信道和信道模型 744.2 卫星导航信息传递信道中的非人为干扰 764.3 载体动态的影响 774.3.1 卫星多普勒频移 774.3.2 多普勒频率的变化 804.4 环境多径及对接收机跟踪环路的影响 824.4.1 卫星导航信号多径误差模型 824.4.2 多径对接收环路的影响 834.4.3 对多径效应的讨论 854.5 载体遮蔽的影响 864.5.1 信号方向与用户航向及水平面夹角影响的讨论 874.5.2 信号方向与用户之间的角度影响的仿真 884.6 陆地的影响 1154.6.1 菲涅尔区的讨论 1154.6.2 开阔面陆地对卫星导航信号的影响 1214.6.3 陆地部分遮挡对卫星导航信号的影响 127第5章 电子战环境 1315.1 最佳干扰和绝对最佳干扰 1325.1.1 卫星导航信息传递中平均互信息量的描述 1325.1.2 干扰最大熵 1355.1.3 绝对最佳干扰样式 1405.1.4 几种常见压制干扰样式危害性的讨论 1405.1.5 干扰影响的不确定性讨论 1445.2 相关干扰 1465.2.1 相关干扰原理 1465.2.2 相关干扰的物理描述 1475.2.3 相关干扰危害评估 1485.3 灵巧干扰 1495.3.1 灵巧干扰定义 1505.3.2 多普勒时移 1515.3.3 对接收机环路的危害 1515.3.4 一个实例 1535.4 欺骗干扰 1565.4.1 欺骗干扰的危害性 1565.4.2 欺骗干扰的原理 1575.4.3 对捕获跟踪环路的干扰实验 1615.4.4 转发欺骗干扰的限制 162第6章 直接序列扩频抗干扰技术 1656.1 直接序列扩频接收机处理增益原理 1666.2 环路同步技术的讨论 1686.3 直扩抗噪声容限 1706.3.1 抗噪声容限的理论分析 1716.3.2 抗噪声容限的数值分析和设计 1746.4 多模信号处理 178第7章 自适应天线阵列抗干扰技术 1817.1 自适应调零天线抗干扰技术 1857.1.1 基本概念 1857.1.2 调零天线的抗干扰自由度 1907.1.3 GPS调零天线的算法 1927.1.4 GPS调零天线的特点 2007.1.5 GPS调零天线的性能 2027.2 多波束接收技术 2087.2.1 阵列信号模型 2087.2.2 MVDR波束形成算法 2097.2.3 仿真分析 210第8章 信号处理抗干扰技术 2138.1 时频域抗干扰原理 2148.2 时频域抗干扰算法 2158.2.1 自适应时域滤波 2158.2.2 频域FFT 2168.2.3 空时（STAP）抗干扰 2188.2.4 其他算法 2248.3 抗干扰性能分析 2348.3.1 瞬时相位存在估计误差时的性能分析 2348.3.2 瞬时幅度存在估计误差时的性能分析 2408.3.3 仿真分析 242第9章 GPS/INS组合导航技术 2479.1 GPS/INS组合导航原理 2499.2 组合导航技术 2509.2.1 GPS/INS松耦合技术 2509.2.2 GPS/INS紧耦合技术 2569.2.3 GPS/INS深耦合技术 2589.3 GPS/INS组合系统的性能 2599.3.1 GPS/INS组合导航接收机测量误差与跟踪门限的关系 2599.3.2 GPS/INS组合导航的多普勒频移误差估计 2609.3.3 GPS/INS组合导航接收机的抗干扰性能分析 261第10章 其他抗干扰技术 26310.1 干扰信号监测识别技术 26410.1.1 干扰监测技术研究现状 26410.1.2 干扰监测关键技术分析 26510.2 干扰源测向定位技术 27010.2.1 干扰源测向技术 27010.2.2 干扰源定位技术 27110.3 完好性检测 27210.3.1 完好性检测算法 27310.3.2 故障卫星探测算法[73] 27510.3.3 故障卫星分离算法[73] 276第11章 卫星导航接收机实际使用中的抗干扰 27911.1 实际使用方式对抗干扰能力的影响 28011.2 卫星导航接收机的系统属性 28011.2.1 现在性 28011.2.2 体系性 28011.2.3 系统多样性 28111.2.4 用户多样性 28111.3 干扰机的体系要求 28111.4 干扰方式预测 28111.4.1 体制针对性 28111.4.2 核心观测值针对性 28211.4.3 效果评估针对性 28211.5 干扰机的分布预计 28211.5.1 干扰方程 28211.5.2 距离增益 28311.5.3 升空干扰增益 28311.5.4 分布干扰增益 28311.5.5 干扰机的协同 28311.6 展望 284参考文献 285