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如何提高处理增益以实现抗干扰？

添加时间：2018-09-25 16:08:22 来源：环球新时空信息技术研究院
　　还有一种主要的抗干扰策略是提高过程增益。GPS的扩频信号通过解扩过程提供了一些固有的干扰保护，解扩过程将信号从20MHz的带宽变到一个较窄的带宽。信号功率随着带宽的减少而增大。所以对于最强的抗干扰特性来说，解扩过程使用的带宽最窄。
 
　　究竟用多窄的带宽在某种程度上取决于GPS接收机和动态环境中码和载波跟踪环路的设计。GPS接收机从卫星获得一个信号，同时产生一个本地副本，将二者进行对比来导出距离和距离-速度测量值。跟踪环路通过使信号间的差值（通过信号相关器测量）接近零来保持对卫星信号的锁定。
 
　　一般而言，更大的抗干扰性能可以通过降低码和载波跟踪环路的带宽来获得。遗憾的是，窄的跟踪环带宽将导致响应时间延长。如果一个车辆有很大的加速度，窄带宽跟踪环路就无法跟踪上。如果跟踪闭环带宽增大，就会对大的加速度有更快的响应，但它不能有效地滤掉噪声。
 
　　一种解决办法是通过提供车辆的加速信息和被跟踪卫星的运动信息来辅助跟踪环路。这方面的信息可以通过惯性导航系统和GPS卫星历书来提供。有了这些信息，接收机的跟踪环路就可以预见到沿着视距方向的卫星动态，并用一个窄带宽滤波器来处理信号相关器的输出。如果辅助信息很准确，那么跟踪环路的带宽就可以比较窄，因为它只需要跟踪辅助信息的误差，而不是天线的绝对运动。
 
　　这个有窄带宽的辅助跟踪环提供了更高的过程增益和更多的抗干扰保护，但它仍不能应对一个很强的，且很接近GPS导航信号的干扰（见图）。辅助跟踪环路的这点局限性在实际情况下更为突出，因为在实际执行时辅助信息将包含许多误差。
　　提高处理增益以实现抗干扰
 
　　在功率反演阵列天线中，独立的组成单元以一定的几何形状排列，相互之间的间距为GPS载波的半波长，这种排列对于所需信号弱、干扰强的应用场合是非常有用的。
 
　　最明显的误差有两个来源：辅助数据接口的不完善，以及辅助传感器和GPS天线之间运动的不连续性。第一个误差源，来自数据接口，是因为传统的接收机旨在利用主机上的一切惯性测量装置。惯性测量装置（IMU）是支持飞机或导弹上的惯性导航系统的一套陀螺仪和加速度计。GPS接收机和主机通过一个异步串行总线进行通信，GPS接收机的设计者通常不接受没有以某种方式降权的IMU数据。这种降权处理可以限制带宽减少到理论水平，因此限制了抗干扰特性。
 
　　第二个误差源，来自传动设备补偿，在GPS天线没有IMU的情况下是不可避免的。不幸的是，许多因素，如车辆的姿态，车辆的旋转，以及车辆体的弯曲，都限制了传动设备补偿，甚至当IMU和接收机在同一个盒子里也是这样。因此，跟踪环路的带宽必须足够宽，来保持对GPS卫星信号的锁定，虽然这限制了抗干扰特性。
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