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，本书作者抢先发售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，中国电科集团首席专家，研究员级不错工程师，博士生导师，兼职教授，政府特殊津贴获得者。所学专业为无线电通讯及通信与信息系统，主要研究方向为通信网络和导航等，主持完成过国家工程、重点型号和重大预研背景等多个项目，多次获得省部级以上科技成果奖励。在卫星导航方面，公开发表了十多篇学术论文，合作出版专著五部。

第1章绪论1
1.1卫星导航简引3
1.2接收机抗干扰需求和发展7
1.2.1弱信号7
1.2.2人为干扰8
1.2.3接收机数字化、软件化及其体系结构8
1.2.4接收机的实际使用环境8
1.2.5接收机的系统和体系属性9
1.3本书结构和适用范围9
第2章卫星导航及其现代化概论11
2.1卫星导航定位原理简介12
2.2卫星导航定位系统简介18
2.2.1北斗卫星导航定位系统（BDS）简介18
2.2.2其他卫星导航定位系统简介22
2.3卫星导航系统抗干扰技术的发展28
2.3.1系统抗干扰技术的起源29
2.3.2美军的系统抗干扰技术计划29
2.3.3GPS现代化计划34
2.3.4GPS新信号结构推出过程36
2.3.5GPSBlockIII计划51
第3章卫星导航软件接收机53
3.1采用软件接收体制的优势54
3.1.1采用软件接收体制的技术优势54
3.1.2采用软件接收体制的独特抗干扰优势54
3.1.3采用软件接收体制的发展优势56
3.2软件接收原理简介57
3.2.1软件接收机组成简介57
3.2.2软件接收机设计思想简介58
3.3软件接收机技术简介60
3.3.1卫星导航软件接收机结构选择61
3.3.2卫星导航软件接收机的模拟前端64
3.3.3卫星导航信号的数字化69
3.3.4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73
4.1卫星导航信息传递信道和信道模型74
4.2卫星导航信息传递信道中的非人为干扰76
4.3载体动态的影响77
4.3.1卫星多普勒频移77
4.3.2多普勒频率的变化80
4.4环境多径及对接收机跟踪环路的影响82
4.4.1卫星导航信号多径误差模型82
4.4.2多径对接收环路的影响83
4.4.3对多径效应的讨论85
4.5载体遮蔽的影响86
4.5.1信号方向与用户航向及水平面夹角影响的讨论87
4.5.2信号方向与用户之间的角度影响的仿真88
4.6陆地的影响115
4.6.1菲涅尔区的讨论115
4.6.2开阔面陆地对卫星导航信号的影响121
4.6.3陆地部分遮挡对卫星导航信号的影响127
第5章电子战环境131
5.1最佳干扰和绝对最佳干扰132
5.1.1卫星导航信息传递中平均互信息量的描述132
5.1.2干扰最大熵135
5.1.3绝对最佳干扰样式140
5.1.4几种常见压制干扰样式危害性的讨论140
5.1.5干扰影响的不确定性讨论144
5.2相关干扰146
5.2.1相关干扰原理146
5.2.2相关干扰的物理描述147
5.2.3相关干扰危害评估148
5.3灵巧干扰149
5.3.1灵巧干扰定义150
5.3.2多普勒时移151
5.3.3对接收机环路的危害151
5.3.4一个实例153
5.4欺骗干扰156
5.4.1欺骗干扰的危害性156
5.4.2欺骗干扰的原理157
5.4.3对捕获跟踪环路的干扰实验161
5.4.4转发欺骗干扰的限制162
第6章直接序列扩频抗干扰技术165
6.1直接序列扩频接收机处理增益原理166
6.2环路同步技术的讨论168
6.3直扩抗噪声容限170
6.3.1抗噪声容限的理论分析171
6.3.2抗噪声容限的数值分析和设计174
6.4多模信号处理178
第7章自适应天线阵列抗干扰技术181
7.1自适应调零天线抗干扰技术185
7.1.1基本概念185
7.1.2调零天线的抗干扰自由度190
7.1.3GPS调零天线的算法192
7.1.4GPS调零天线的特点200
7.1.5GPS调零天线的性能202
7.2多波束接收技术208
7.2.1阵列信号模型208
7.2.2MVDR波束形成算法209
7.2.3仿真分析210
第8章信号处理抗干扰技术213
8.1时频域抗干扰原理214
8.2时频域抗干扰算法215
8.2.1自适应时域滤波215
8.2.2频域FFT216
8.2.3空时（STAP）抗干扰218
8.2.4其他算法224
8.3抗干扰性能分析234
8.3.1瞬时相位存在估计误差时的性能分析234
8.3.2瞬时幅度存在估计误差时的性能分析240
8.3.3仿真分析242
第9章GPS/INS组合导航技术247
9.1GPS/INS组合导航原理249
9.2组合导航技术250
9.2.1GPS/INS松耦合技术250
9.2.2GPS/INS紧耦合技术256
9.2.3GPS/INS深耦合技术258
9.3GPS/INS组合系统的性能259
9.3.1GPS/INS组合导航接收机测量误差与跟踪门限的关系259
9.3.2GPS/INS组合导航的多普勒频移误差估计260
9.3.3GPS/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263
10.1干扰信号监测识别技术264
10.1.1干扰监测技术研究现状264
10.1.2干扰监测关键技术分析265
10.2干扰源测向定位技术270
10.2.1干扰源测向技术270
10.2.2干扰源定位技术271
10.3完好性检测272
10.3.1完好性检测算法273
10.3.2故障卫星探测算法[73]275
10.3.3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279
11.1实际使用方式对抗干扰能力的影响280
11.2卫星导航接收机的系统属性280
11.2.1现在性280
11.2.2体系性280
11.2.3系统多样性281
11.2.4用户多样性281
11.3干扰机的体系要求281
11.4干扰方式预测281
11.4.1体制针对性281
11.4.2核心观测值针对性282
11.4.3效果评估针对性282
11.5干扰机的分布预计282
11.5.1干扰方程282
11.5.2距离增益283
11.5.3升空干扰增益283
11.5.4分布干扰增益283
11.5.5干扰机的协同283
11.6展望284
参考文献285