隨著北斗導(dǎo)航定位技術(shù)在軍事裝備中的廣泛應(yīng)用，衛(wèi)星導(dǎo)航終端容易受到多種形式的有意和無意干擾，在戰(zhàn)爭中人為有意的干擾危害性更大。

　　具有抗干擾特性的接收機(jī)具有應(yīng)對復(fù)雜電磁環(huán)境和敵方主動干擾情況下的精確定位能力，可以顯著地提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

　　由于北斗衛(wèi)星的發(fā)射功率較小，到達(dá)地面用戶接收機(jī)時相當(dāng)微弱（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航信號大約為-160dBW），比接收機(jī)熱噪聲還要低約20dB，從而使得北斗終端容易受到來自地面或近地空間的電磁干擾。使得接收機(jī)的載波跟蹤環(huán)中的熱噪聲抖動增加，從而增加了偽距測量中的誤差，當(dāng)這些測量值被加入導(dǎo)航解算中，最終將影響接收機(jī)的定位精度。因此，在干擾環(huán)境下提高北斗導(dǎo)航定位精度，必須采取措施提高北斗終端的抗干擾能力。

　　1. 對北斗導(dǎo)航終端的干擾大致可分為兩種：一是壓制式干擾，二是欺騙式干擾。壓制式干擾是用干擾機(jī)發(fā)射很強(qiáng)的干擾信號，阻塞導(dǎo)航終端設(shè)備，使微波電路接收的信號無法正確的被處理，而導(dǎo)致接收機(jī)性能下降或喪失。欺騙式干擾是利用偽基站發(fā)射假的衛(wèi)星信號，使得導(dǎo)航終端跟蹤假衛(wèi)星而無法獲得正確的定位信息。

　　2. 抗干擾處理技術(shù)

　　對北斗導(dǎo)航終端，抗壓制式干擾技術(shù)主要有數(shù)字濾波技術(shù)、空間波束形成技術(shù)、自適應(yīng)天線調(diào)零技術(shù)等幾種。

　　數(shù)字濾波抗干擾技術(shù)主要包括基于單天線的濾波技術(shù)和基于陣列天線的濾波技術(shù)?；趩翁炀€的濾波技術(shù)包括時域、頻域濾波技術(shù)兩種；基于陣列天線的濾波技術(shù)包括空域、空時自適應(yīng)濾波技術(shù)，以及空間波束形成技術(shù)。

　　2.1 時域濾波技術(shù)

　　時域濾波技術(shù)可濾除窄帶干擾、單頻干擾、掃頻干擾等，干擾總帶寬不大于信號帶寬10%。主要運(yùn)用數(shù)字信號處理方法實(shí)現(xiàn)可編程IIR/FIR濾波器，能有效抑制大于40dB的干擾信號，但時域濾波技術(shù)無法區(qū)分干擾信號和有用信號，會對衛(wèi)星信號造成損失，而降低接收機(jī)性能。

　　2.2 頻域濾波技術(shù)

　　頻域濾波處理可濾除窄帶干擾、單頻干擾。該技術(shù)是通過離散傅立葉變換（DFT），把接收信號轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行處理，與時域技術(shù)相比，頻域處理方法具有濾波過程簡單，動態(tài)范圍大，能提供更大的零陷深度等特點(diǎn)，頻域濾波抑制干擾大于45dB以上，干擾總帶寬不大于信號帶寬10%。

　　2.3 空域濾波技術(shù)

　　空域濾波技術(shù)采用多個陣元的天線陣列，采用干擾信號與有用信號的角度相互獨(dú)立，將干擾信號分離，使得增益零點(diǎn)指向干擾源方向，從而降低干擾源對有用信號的影響。

　　空域濾波它利用每個天線陣元收到的信息，通過波束成形中權(quán)值的精確控制，同時獲得深的零陷和增強(qiáng)的波束增益?？沼蚩垢蓴_濾波技術(shù)可以使導(dǎo)航終端抗干擾能力提高50dB～60dB。

　　2.4 空時自適應(yīng)濾波技術(shù)

　　空時自適應(yīng)處理（STAP）是通過空時聯(lián)合處理多陣元（空域）與多個時域接收到的數(shù)據(jù)，使干擾抑制在空時二維空間中進(jìn)行?？諘r自適應(yīng)處理技術(shù)克服了空域濾波的不足，在不增加陣元的前提下，提高了陣面的自由度。

　　空時自適應(yīng)處理技術(shù)是在空域濾波的基礎(chǔ)上，在每個天線陣元收到的信號上增加相同數(shù)目的延遲抽頭，在空時二維空間中進(jìn)行處理的結(jié)構(gòu)。自適應(yīng)零陷采用功率倒置準(zhǔn)則，迭代采用NLMS算法，在4陣元接收機(jī)中，空時處理由4個接收信道構(gòu)成，每個信道又包含5個抽頭，設(shè)置天線陣第一陣元的加權(quán)系數(shù)始終為1，自適應(yīng)迭代其他支路的權(quán)值使天線陣的輸出功率最小。合成的天線陣方向圖將在干擾方向形成零陷，干擾越大形成的零陷越深。

　　2.5 空間波束形成技術(shù)。

　　空間波束形成（DBF）技術(shù)是利用多陣元空域處理技術(shù)，形成指向已收到的衛(wèi)星方向的波束，來提高衛(wèi)星信號方向的波束增益，同時抑制其它方向干擾信號波束的作用。

　　數(shù)字零陷濾波技術(shù)雖然對干擾方向形成了零陷，但同樣使得有用信號的增益有所損失；而空間波束形成技術(shù)則在保持對干擾信號零陷的同時，增強(qiáng)了指向衛(wèi)星方向的有用信號的增益，它能夠減少數(shù)字濾波技術(shù)在干擾信號濾波過程中引起的偽距誤差和載波相位誤差，具有抗干擾性更好，獲得的定位精度更高的特點(diǎn)。

　　3. 數(shù)字濾波抗干擾方法的實(shí)現(xiàn)

　　以4陣元天線為例，天線陣元收到的衛(wèi)星信號經(jīng)過微波電路的處理，下變頻至中頻信號，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換電路，輸出數(shù)字中頻信號，經(jīng)過頻域窄帶干擾抑制，空時自適應(yīng)寬帶干擾濾波處理，再DA變換成模擬中頻信號。

　　3.1 頻域窄帶干擾抑制方法

　　頻域干擾抑制不需要收斂過程，能對快變干擾迅速作出反應(yīng)，且對干擾的模型不敏感，比較適合用于大功率快時變窄帶干擾抑制。頻域窄帶干擾干擾抑制不僅會帶來濾波加窗損失，同時，在頻域扣除干擾譜線也會帶來信號的失真。因此，如何降低濾波加窗損失和實(shí)現(xiàn)最少干擾譜線點(diǎn)數(shù)扣除，是本方法的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　3.2 空時自適應(yīng)寬帶干擾抑制方法

　　按照是否知道衛(wèi)星方向的先驗信息來區(qū)分，空時自適應(yīng)算法分為有約束和無約束兩種。無約束空時自適應(yīng)算法不需要任何先驗知識，能使增益零點(diǎn)指向干擾來向，當(dāng)外部無干擾時，它將建立起近乎均勻半球的增益方向圖；約束空時自適應(yīng)算法需要已知衛(wèi)星的位置信息、衛(wèi)星接收機(jī)位置信息以及接收天線姿態(tài)信息，它使天線陣產(chǎn)生多個窄波束，分別指向并跟蹤每顆目標(biāo)衛(wèi)星，同時，天線方向圖的零點(diǎn)仍指向外部干擾來向。

 　　4. 空間波束形成抗干擾設(shè)計

　　空間衛(wèi)星信號和干擾信號通過天線陣列進(jìn)入微波射頻模擬電路后，同樣經(jīng)過ADC變換后，經(jīng)過數(shù)字波束形成算法模塊，分離出干擾信號的波束方向，同時，通過星歷數(shù)據(jù)，獲得波束控制權(quán)值，對天線陣元送過來的多路數(shù)據(jù)流進(jìn)行加權(quán)組合，使得對所需接收的衛(wèi)星方向上增強(qiáng)增益，同時又能夠在干擾方向上產(chǎn)生深的寬帶零陷。最后經(jīng)過DAC變換，輸出抑制干擾后的中頻信號。

　　空間波束形成算法模塊可以分別控制多顆衛(wèi)星信號的波束，也可以提供多星約束條件下的衛(wèi)星信號最大輸出信噪比。

　　為獲得深的零陷特性，微波射頻模塊需要設(shè)計大動態(tài)范圍的線性放大器。由于大動態(tài)范圍線性放大器實(shí)現(xiàn)難度大，因此采用自動增益控制技術(shù)，可以防止微波射頻通路不會出現(xiàn)飽和，因此可以優(yōu)化信干噪比。

　　5. 北斗終端抗干擾系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　北斗導(dǎo)航終端系統(tǒng)有兩部分組成：一個是抗干擾天線模塊，另一個是接收機(jī)模塊。

　　北斗導(dǎo)航終端天線接收BD衛(wèi)星播發(fā)的導(dǎo)航信號，經(jīng)過射頻模塊的前置濾波、低噪聲放大、下變頻、中頻濾波及放大后得到中頻模擬信號，經(jīng)過ADC變換后送入抗干擾自適應(yīng)處理單元，經(jīng)過頻域窄帶干擾數(shù)字濾波后，再以一定的準(zhǔn)則進(jìn)行自適應(yīng)運(yùn)算后，給出相應(yīng)的最優(yōu)加權(quán)量，使各路數(shù)字信號的輸出按規(guī)定的準(zhǔn)則達(dá)到最佳值。通過調(diào)整天線陣各單元的權(quán)值控制天線方向圖，抗干擾天線在多個干擾方向上同時產(chǎn)生零陷，實(shí)現(xiàn)干擾的有效抑制，從而提高輸出信干噪比。需要注意的是，由于窄帶干擾有可能與有用信號來向相同，如果直接在該干擾方向形成零線，則會將該方向上的有用衛(wèi)星信號一同抑制掉。為了解決這個問題，需要采用頻域窄帶干擾抑制與空時自適應(yīng)陷波處理級聯(lián)的方式，即先分別對中頻信號進(jìn)行頻域窄帶干擾抑制，抑制掉窄帶干擾后，將陷波結(jié)果再進(jìn)行空時自適應(yīng)處理，抑制掉寬帶干擾。

　　抑制掉干擾的信號送入接收機(jī)單元，接收機(jī)單元的FPGA對接收的I、Q兩路信號進(jìn)行捕獲跟蹤，并經(jīng)過DSP處理單元進(jìn)行位置解算，輸出定位數(shù)據(jù)。定位數(shù)據(jù)通過RS232接口送往終端設(shè)備。

　　6. 結(jié)語

　　本文對北斗導(dǎo)航終端的抗干擾技術(shù)進(jìn)行了淺析，并給出了一種實(shí)現(xiàn)方法。該抗干擾處理模塊應(yīng)用了先進(jìn)的空時自適應(yīng)處理技術(shù)及空間波束形成算法，提高了抗干擾模塊的處理能力，該系統(tǒng)具有應(yīng)對復(fù)雜電磁環(huán)境的能力，并能夠應(yīng)對多種干擾信號，可以為用戶提供更精確的位置信息服務(wù)。