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GNSS array receiver faced with overloaded interferences:anti-jamming performance and the incident directions of interferences

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2023年第2期34卷 335-341页

作者： WANG Jie LIU Wenxiang CHEN Feiqiang lu zukun OU Gang College of Electronic Science National University of Defense TechnologyChangsha 410073China College of Electronic Engineering National University of Defense TechnologyHefei 230031China

Anti-jamming solutions based on antenna arrays enhance the anti-jamming ability and the robustness of global navigation satellite system(GNSS)receiver ***,the performance of the receiver will deteriorate significantly in the overloaded interferences *** define the overloaded interferences scenario as where the number of interferences is more than or equal to the number of antenna arrays *** this paper,the effect mechanism of interferences with different incident directions is found by studying the anti-jamming performance of the adaptive space *** theoretical analysis and conclusions,which are first validated through numerical examples,reveal the relationships between the optimal weight vector and the eigenvectors of the input signal autocorrelation matrix,the relationships between the interference cancellation ratio(ICR),the signal to interference and noise power ratio(SINR)of the adaptive space filter output and the number of interferences,the eigenvalues of the input signal autocorrelation *** addition,two simulation experiments are utilized to further corroborate the theoretical findings through soft anti-jamming *** simulation results match well with the theoretical analysis results,thus validating the effect mechanism of overloaded *** simulation results show that,for a four elements circular array,the performance difference is up to 19 dB with different incident directions of ***-jamming performance evaluation and jamming deployment optimization can obtain more accurate and efficient results by using the conclusions.

关键词： antenna arrays anti-jamming overloaded interferences incident direction

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The Difference Analysis on the Effect of Third-order Intermodulation between Single Antenna and Antenna Arrays Anti-jamming

The Difference Analysis on the Effect of Third-order Intermo...

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第九届中国卫星导航学术年会

作者： zukun lu Zhengrong Li Shaojie Ni Baiyu Li Gang Ou College of Electronic Science National University of Defense Technology

The time domain and frequency domain anti-jamming technology based on single antenna,and the space domain anti-jamming technology based on antenna arrays,which can realize the interference suppression under the different interference *** interference intermodulation would be generated in single antenna and antenna arrays,and the most obvious is the third-order *** essence of interference suppression is to zero the interference spectrum in single antenna *** the third-order intermodulation is submerged under the noise,the intermodulation has little effect on frequency domain ***,in the application of antenna arrays anti-jamming,the nature of anti-jamming is to achieve interference cancellation by amplitude and phase weighting,and the consistency between different elements are *** the non-linear characteristics are the same in different elements,the third-order intermodulation can still be achieve cancellation through the amplitude and phase ***,in antenna array,the anti-jamming performance is not affected by third-order intermodulation on single channel but the non-linear *** this paper,the difference effects on single antenna and antenna arrays of the third order intermodulation are *** to the relationship between interference and intermodulation,a part of the third-order intermodulation could be suppressed,and the suppression method is *** simulation results show that the effectiveness of the analysis and the proposed method.

关键词： Time and frequency domain Antenna array Anti-jamming Third-order intermodulation Satellite navigation system

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A Software Defined Receiver for GNSS/INS Ultra-Tight Coupling Simulation

A Software Defined Receiver for GNSS/INS Ultra-Tight Couplin...

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第十一届中国卫星导航年会

作者： Yuchen Xie Pengcheng Ma zukun lu Feiqiang Chen Feixue Wang National University of Defense Technology

The performance of navigation can be significantly enhanced by coupling the Global Navigation Satellite System(GNSS) and the Inertial Navigation System(INS) because the characteristics of these two sy

关键词： GNSS/INS Ultra-Tight Coupling Software Defined Receiver Extended Kalman Filter

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Tracking Bias of Navigation Signal on Performance of Post-correlation MMSE Antijamming Algorithm

Tracking Bias of Navigation Signal on Performance of Post-co...

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第十一届中国卫星导航年会

作者： Feiqiang Chen zukun lu Zhe Liu Long Huang Shaojie Ni National University of Defense Technology

For Global Navigation Satellite Systems(GNSS) receivers, antenna array technique is one of the most effective methods for interference mitigation. Among which, minimum mean square error(MMSE) techniqu

关键词： Satellite navigation adaptive antenna arrays beamforming minimum mean square error tracking

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Analysis of anti-repeater-spoofing performance of GNSS nulling anti-jamming receiver

Analysis of anti-repeater-spoofing performance of GNSS nulli...

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第十四届中国卫星导航年会

作者： Binbin Ren Shaojie Ni Feiqiang Chen zukun lu Yifan Sun National University of Defense Technology

To analyze the anti-spoofing performance of the adaptive nulling anti-jamming satellite navigation receiver in response to direct repeater spoofing,this paper deduces the theoretical formulas of the output real signal and the direct repeater spoofing signal power after the Power Inversion(PI) algorithm processing,when the number of snapshots is *** influence of the power of the spoofing signal reaching the surface of the antenna array on the output power of the real signal and the spoofing signal is analyzed in *** analysis shows that no matter how the power of the direct repeater spoofing signal is set,the nulling anti-jamming receivers can always suppress it below the true signal power level,when the spoofing signals come in from one ***,using the antenna array software receiver for simulation,the conclusion is validated according to the capture code phase and carrier-to-noise ratio.

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卫星导航接收机中快扫频干扰低复杂度抑制方法

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国防科技大学学报 2023年第5期45卷 105-110页

作者：陈飞强刘哲黄龙鲁祖坤国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

针对卫星导航接收机中的快扫频干扰抑制问题,提出了一种基于脉冲置零的低复杂度干扰抑制方法,与传统基于时频分析的干扰抑制方法不同,该方法通过低通滤波将时域上连续的快扫频干扰转变为脉冲干扰,并通过脉冲检测与置零对干扰进行抑制。... 详细信息

针对卫星导航接收机中的快扫频干扰抑制问题,提出了一种基于脉冲置零的低复杂度干扰抑制方法,与传统基于时频分析的干扰抑制方法不同,该方法通过低通滤波将时域上连续的快扫频干扰转变为脉冲干扰,并通过脉冲检测与置零对干扰进行抑制。当快扫频干扰处于低通滤波器带内时,被当作脉冲干扰置零;当快扫频干扰处于低通滤波器带外时,被当成带外干扰滤除。理论分析与实验结果表明,该方法相对传统方法的运算复杂度降低了一个数量级,并且能得到与传统方法相近的干扰抑制效果。

关键词：卫星导航扫频干扰干扰抑制时频分析脉冲置零

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适用于GPU处理的长更新周期卫星导航信号载波相位跟踪环路

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国防科技大学学报 2023年第5期45卷 95-104页

作者：肖志斌鲁祖坤林红磊黄龙国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

针对短环路更新间隔下GPU处理效率受限而长更新间隔下传统跟踪环路在高动态场景下不稳健的这一矛盾,提出一种可适应高动态场景的长更新间隔载波相位跟踪算法,该算法设计了一种低复杂度线性调频信号参数估计方法,实现跟踪初始阶段多普勒... 详细信息

针对短环路更新间隔下GPU处理效率受限而长更新间隔下传统跟踪环路在高动态场景下不稳健的这一矛盾,提出一种可适应高动态场景的长更新间隔载波相位跟踪算法,该算法设计了一种低复杂度线性调频信号参数估计方法,实现跟踪初始阶段多普勒及变化率的精确估计进而消除大部分信号动态,在跟踪过程中采用4阶卡尔曼滤波对残余信号相位及动态进行精细跟踪。经仿真验证,200 ms更新间隔下,可实现多普勒一次/二次变化率分别达800 Hz/s、64 Hz/s2正弦运动场景下载波相位的快速稳定跟踪,1次更新即可收敛,跟踪灵敏度低至23 d B-Hz,相位跟踪精度远优于传统3阶锁相环路。

关键词：载波相位跟踪线性调频信号卡尔曼滤波高动态

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基于均匀圆阵的互耦误差校正算法研究

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电子技术应用 2013年第5期39卷 107-110,113页

作者：鲁祖坤高鹰石宇刘扬空军航空大学信息对抗系吉林长春130022

阵元之间的互耦效应严重影响了DOA的估计性能。基于均匀圆阵,提出了一种互耦条件下的波达方向估计和互耦误差自校正算法。利用带状循环矩阵的特性对均匀圆阵的互耦误差建立数学模型,再利用MUSIC算法和迭代法对互耦误差矩阵和波达方向同... 详细信息

阵元之间的互耦效应严重影响了DOA的估计性能。基于均匀圆阵,提出了一种互耦条件下的波达方向估计和互耦误差自校正算法。利用带状循环矩阵的特性对均匀圆阵的互耦误差建立数学模型,再利用MUSIC算法和迭代法对互耦误差矩阵和波达方向同时进行估计,自校正方法无需任何辅助阵元即可实现两类参数的估计。仿真实验表明,算法很好地解决了均匀圆阵的互耦问题,能够比较准确地估计出波达方向角和互耦误差值。

关键词：均匀圆阵互耦误差波达方向估计多重信号分类法阵列信号处理

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导航信号功率增强对阵列接收机的影响分析

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系统工程与电子技术 2021年第9期43卷 2581-2587页

作者：鲁祖坤陈飞强孙一凡刘哲黄龙国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

为了分析低轨导航增强系统中信号功率增强对阵列接收机的影响,提出一种信号传播与阵列接收机的数学模型,基于该模型分析了功率增强条件下最小均方误差算法与直接矩阵求逆算法对抗干扰性能的影响。根据理论分析与仿真实验,增强信号对最... 详细信息

为了分析低轨导航增强系统中信号功率增强对阵列接收机的影响,提出一种信号传播与阵列接收机的数学模型,基于该模型分析了功率增强条件下最小均方误差算法与直接矩阵求逆算法对抗干扰性能的影响。根据理论分析与仿真实验,增强信号对最小均方误差与直接矩阵求逆的影响相似,当信号增强量在15 dB以下时,阵列抗干扰对信号的影响较小;随着信号功率进一步增强,增强信号被识别为干扰并进行了抑制;当信号的信噪比增强到10 dB时,增强信号被抑制约15 dB。研究结果表明,在采用传统阵列抗干扰方法的情况下,信号功率的增强并非越大越好,信号功率增强15 dB时对传统阵列抗干扰的影响较小。

关键词：低轨导航增强功率增强阵列接收机抗干扰最小均方误差直接矩阵求逆

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通道失配对GNSS阵列抗干扰性能的影响分析

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国防科技大学学报 2020年第3期42卷 50-55页

作者：陈飞强鲁祖坤陈雷李峥嵘孙广富国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

卫星导航接收机极易受到电磁干扰的影响,基于阵列接收机的空时(频)抗干扰技术被证明是目前最有效的抗干扰手段。在工程实现时,阵列通道存在通道失配,本文以统计性能的评估方法评估了通道失配对阵列抗干扰性能的影响。研究结果表明,通道... 详细信息

卫星导航接收机极易受到电磁干扰的影响,基于阵列接收机的空时(频)抗干扰技术被证明是目前最有效的抗干扰手段。在工程实现时,阵列通道存在通道失配,本文以统计性能的评估方法评估了通道失配对阵列抗干扰性能的影响。研究结果表明,通道间群时延偏差和幅度失配是导致阵列抗干扰性能下降的主要因素,前者可通过增加空时滤波器阶数来消除影响,而后者对空时滤波器阶数不敏感,需要进行必要的校正。

关键词：卫星导航天线阵抗干扰功率倒置通道失配

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