[发明专利]用于GPS接收机干扰信号的消除方法及其系统

摘要

本发明公开一种GPS接收机干扰信号的消除方法，还提出一种实时消除GPS干扰信号的相关处理系统，在GPS定位系统的基带信号处理部分中配置一个所述的相关处理系统，并在基带信号处理部分的CPU中配置有相关处理程序，该相关处理系统有多路相关处理器通道，用于并行处理至少4个定位信号，将相关处理系统内的相关处理器通道被有选择的配置，消除定位信号在捕获和跟踪中受到的各种干扰影响以及信噪比的降低，实现对微弱卫星信号的精确捕获、跟踪和定位解算，从而提高GPS接收机的定位覆盖率和定位精确度。本发明的方法和系统用于码分多址(CDMA)的全球导航卫星定位接收机的相关处理系统，GPS接收机通过该相关处理系统的处理，能提供精确的位置、速度和时间信息。

主权项

1、用于GPS接收机干扰信号的消除方法，其特征在于包括下列步骤：步骤一、构架一种实时消除GPS干扰信号的相关处理系统简称相关处理系统(一)在GPS接收机的基带信号处理部分配置一个基于并行消除多个干扰信号相关器的相关处理系统该相关处理系统由多路相关处理器通道构成，每路相关处理器通道包括一路干扰强信号跟踪模块及与其对应的一路干扰估计模块，多路相关处理器通道还共用一路受干扰信号接收模块以及一多普勒频差比较器；相关处理系统包括：1)一多路干扰强信号跟踪模块，它设有若干路强信号接收通道对若干个干扰强信号解扩和对干扰分量相关运算和积分清零处理，经幅度估计单元处理，得到幅度估计值；2)一多路干扰估计模块，它设有若干路重构中频强信号单元和若干路干扰估计通道，由若干路的重构中频强信号单元实现多路中频干扰强信号重构，直接利用干扰强信号跟踪结果中的载波和伪随机码相位重建干扰强信号，并与弱信号载波和码片做实时相关运算，避免强信号重建时数据的大量预存储；通过若干路干扰估计通道解扩处理，经比例系数计算单元处理，实现互相关幅度计算，避免强信号重建时幅度量化引起的误差；3)一路受干扰信号接收模块，它设有一路弱信号接收通道和相减单元，通过受干扰信号接收通道处理，获得弱信号相关运算结果，通过相减运算消除互相关干扰分量以及连续波干扰分量，得到真实相关处理结果；4)一多普勒频差比较器，它将由干扰强信号跟踪模块与受干扰信号接收模块输出的多普勒频差与设定的多普勒频差判断值作比较，判断是否完成弱信号的捕获与跟踪；步骤二、在GPS接收机的基带信号处理部分CPU中为相关处理系统加载有实时消除GPS干扰信号的相关处理软件，该相关处理流程为：1)系统初始化和参数设置；2)多路干扰强信号跟踪模块对若干个干扰强卫星信号的捕获处理；3)多路干扰强信号跟踪模块对若干个干扰强卫星信号的跟踪处理；4)逐一将未标记信号中幅度最大的信号标记为干扰强信号；5)在多路干扰强信号跟踪模块的若干路强信号接收通道计算出处于跟踪状态的干扰信号参数：多普勒频率、码相位、幅度和调制数据比特值，为多路干扰估计模块提供对干扰信号的干扰系数估计值；6)多路干扰估计模块利用多路干扰强信号跟踪模块的跟踪处理结果重建干扰信号，每路干扰强信号跟踪模块以其输出的载波NCO和码NCO信息控制重构相应一路中频强信号，并通过其干扰估计通道与来自受干扰信号接收模块的载波和码片做互相关运算，得到初始干扰分量估计值；每一路对弱信号产生干扰的强信号分别使用一个干扰估计模块来估计其干扰分量大小；7)计算真实干扰分量估计值，它由初始干扰分量估计值乘上干扰信号大小和调制数据比特来得到；8)对受干扰弱卫星信号的捕获处理；通过运行多普勒频差比较器，从其输出完成对受干扰弱卫星信号捕获的判断处理；并对多个互相关干扰消除通道的选择配置，依次选择关闭功率相对最强的干扰估计通道，直到能准确消除大部分干扰分量；9)运用相减运算消除互相关干扰分量，通过相减消除连续波干扰分量，提高处理信噪比，得到真实相关处理结果；步骤三、控制受干扰弱信号的捕获与跟踪1)受干扰弱信号接收模块的相减单元，其相减运算是能够受控的；2)通过弱信号接收通道输出的控制信号，控制受干扰信号接收模块的相减单元的运算，在相减单元实现消除互相关干扰分量和连续波干扰分量；3)受干扰信号接收模块的输出即相减单元的输出为包括同相分量I和正交分量Q的相关处理结果即真实的相关处理值；4)多普勒频差比较器依据初始化设定的弱信号频率与强信号的频差值作比较，实现对弱信号的捕获与跟踪的判断；5)受干扰信号接收模块确认受干扰弱卫星信号已捕获与跟踪后，弱信号接收通道输出一个控制信号，控制相减单元输出包括同相分量I和正交分量Q的真实相关处理值；步骤四、控制启闭多路干扰估计模块中的若干路干扰估计模块1)每路干扰信号估计模块的干扰估计通道均能受控选择性开启或关闭；2)通过控制选择，开启多路干扰估计模块中的若干路干扰估计通道；3)通过控制选择，关闭多路干扰估计模块中不需要工作的若干路干扰估计通道，降低GPS接收机基带信号处理部分的相关处理功耗。