彈載GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)及相關(guān)算法研究的開題報(bào)告

彈載GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)及相關(guān)算法研究的開題報(bào)告【摘要】針對(duì)彈載GPS接收機(jī)在復(fù)雜電磁環(huán)境下容易受到干擾影響的問題，本文提出了一種基于多普勒功率譜估計(jì)算法的彈載GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)方案。首先，通過對(duì)多普勒頻移的分析，得出了多普勒功率譜的理論計(jì)算公式，并針對(duì)其實(shí)時(shí)性要求，基于快速傅里葉變換（FFT）提出了一種快速的多普勒功率譜估計(jì)算法。同時(shí)，通過對(duì)GPS信號(hào)的特點(diǎn)分析，設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)濾波算法來削弱干擾信號(hào)。最后，通過Simulink仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際飛行測(cè)試，驗(yàn)證了該方案的有效性和可靠性。本文的研究成果有望在實(shí)現(xiàn)彈載GPS接收機(jī)抗干擾能力的提升方面具有一定的實(shí)用價(jià)值?！娟P(guān)鍵詞】彈載GPS接收機(jī)；多普勒功率譜；自適應(yīng)濾波；干擾抑制【Abstract】InordertoaddressthepotentialinterferenceissuefacingairborneGPSreceiversincomplicatedelectromagneticenvironments,thispaperproposesasolutionbasedonaDopplerpowerspectrumestimationalgorithmforthedesignofanairborneGPSreceiver.First,thetheoreticalformulaoftheDopplerpowerspectrumiscalculatedbyanalyzingtheDopplerfrequencyshift.Secondly,tomeetthereal-timerequirements,afastDopplerpowerspectrumestimationalgorithmbasedontheFastFourierTransform(FFT)isproposed.Meanwhile,anadaptivefilteringalgorithmisdesignedtoweakeninterferingsignalsbyanalyzingGPSsignalcharacteristics.Finally,theeffectivenessandreliabilityofthissolutionareverifiedthroughSimulinksimulationexperimentsandactualflighttests.Thisresearchresultisexpectedtohavesomepracticalvalueinimprovingtheanti-interferencecapabilityofairborneGPSreceivers.【Keywords】AirborneGPSreceiver;Dopplerpowerspectrum;Adaptivefiltering;Interferencesuppression【正文】1.研究背景和意義隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展，武器裝備快速跨越多個(gè)發(fā)展階段，從機(jī)械化向信息化、智能化方向發(fā)展。作為現(xiàn)代武器裝備的重要組成部分，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮著重要的作用，為武器裝備的精確制導(dǎo)、位置口徑、火力指揮等方面提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。然而，由于GPS信號(hào)在傳輸過程中往往會(huì)遭受到諸如多徑傳播、反射等多種干擾，導(dǎo)致接收機(jī)的接收信號(hào)質(zhì)量降低，甚至無法工作，從而影響導(dǎo)航精度和命中率。目前，對(duì)于GPS接收機(jī)干擾抑制的研究已成為國(guó)際上的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一，其中，彈載GPS接收機(jī)的抗干擾問題更為突出。由于彈載GPS接收機(jī)面臨的電磁環(huán)境更為復(fù)雜，需要滿足更高的抗干擾能力。為此，本文研究了一種基于多普勒功率譜估計(jì)算法的彈載GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)方案，旨在提高彈載GPS接收機(jī)的抗干擾能力，增強(qiáng)其實(shí)用性和可靠性。2.研究?jī)?nèi)容和方法（1）基于多普勒功率譜的彈載GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)本文通過對(duì)彈載GPS接收機(jī)接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)接收信號(hào)中存在多普勒頻移現(xiàn)象，即接收信號(hào)的頻率會(huì)因?yàn)榻邮掌骱桶l(fā)送器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化。為了解決此類問題，本文基于多普勒功率譜的概念，提出了一種新的接收機(jī)設(shè)計(jì)方案。具體來說，通過對(duì)多普勒頻移的分析，得出了多普勒功率譜的理論計(jì)算公式。針對(duì)實(shí)時(shí)性要求，本文通過改進(jìn)傳統(tǒng)的傅里葉變換（FFT）方法，提出了一種快速的多普勒功率譜估算算法，以保證計(jì)算效率。（2）自適應(yīng)濾波算法為了解決干擾信號(hào)的影響，本文針對(duì)GPS信號(hào)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)濾波算法。該算法根據(jù)實(shí)時(shí)接收到的信號(hào)對(duì)濾波器進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，削弱干擾頻段的信號(hào)，從而提高整體接收信號(hào)的質(zhì)量。（3）仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際測(cè)試為了驗(yàn)證本文所提出的方案的有效性和可靠性，本文采用Simulink仿真平臺(tái)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)際的彈載GPS接收機(jī)上進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試。仿真實(shí)驗(yàn)以GPS信號(hào)的接收質(zhì)量、干擾抑制效果等指標(biāo)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際測(cè)試則以誤差率、定位精度等指標(biāo)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。3.預(yù)期研究成果本文的研究成果預(yù)期能夠成