⑵ 采用新型 Lo 信号频段。新 Lo 信号频段包括第 3 民用信号频段 L3=1176.46MHz 新
军用信号频段
Lm 以及新调制并带有先进导航信号的军用 Y 码等,均具有相当强的抗干扰
能力。
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⑶ 采用现代抗干扰技术和措施。美空军的空间和导弹系统中心(SMC)的 GPS 联合办
公室规划了
30 种利于改进 GPS 系统性能的技术,其中包括:采用小功率原子钟等新一代
时间源、高
Lo 信号的发射功率、改进新 Lm 码结构、应用机载伪卫星技术及数学波束调向天
线等;通过导航接收机来实现
GPS 和 INS 的最佳组合。
⑷ 采用星载 GPS 干扰机。未来 GPS 系统和导航战将采用星载干扰机以进攻促防御;强
化卫星独立导航、先进控制和反卫星武器能力。
2.2 GPS 接收机的抗干扰措施[4]
图
2 所示一种抗干扰的数字 GPS 接收机框图。图中 6 个标注号分别为 GPS 接收机采用
以下
6 种抗干扰技术:射频干扰检测技术、前端滤波技术、码环和载波环跟踪技术、窄带干扰
处理技术、天线增强技术及抗多径干扰技术等均由数字信号技术来处理。
工作原理如下:
⑴ 射频干扰检测技术。图 2 中标注①采用 AGC 电路完成射频干扰检测,再通过干/噪
(
J/N)仪检测其信号的存在。干扰信号一旦影响 GPS 信号的正常接收就会报警并将信号反
馈到
GPS 接收机天线和前端滤波放大器;当 AGC 自控电压的高低来精确估算 J/N 比大小可
直接估算干扰信号功率的大小。其优点是不需用接收机去跟踪
GPS 信号就能确定射频干扰
信号的存在。当射频干扰信号出现时,只要改变
GPS 接收机的搜索跟踪方法就能正常接收
GPS 卫星信号。
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⑵ 前端滤波技术。图 2 中标注②的抗干扰滤波处理技术是很有潜力且正在高速发展的
新技术。它用微电子及软件来实现,能使
GPS 接收机免受 2 个 L 频段 GPS 频带外强功率干
扰。多数
GPS 接收机目前均采用陡截止频率特性的无源滤波器来抑制强带外功率,而图 2
则采用无源空腔前置滤波器。其优点是插入损耗低,截止带宽的抗干扰性好,是有效解决带
外射频干扰的最佳选择,但体积较大,价格昂贵。它与放大器一起装在天线中,除前置滤波
外,还要对窄带下变频器及本振混频器进行滤波。当下变频率接近中频并与窄带滤波带宽同
步时,
GPS 接收机前端带宽为 2 倍速率,对 G/A 码是 2.046MHz,对 Y 码是 20.46 MHz,从
而改善了接收机的带外干扰特性,降低了中频
A/D 变换处理所需的奈奎斯特采样速率。
⑶ 码环和载波环跟踪技术。码环和载波环增强技术均标注在图 2 中③的 GPS 接收机通
通及处理器上,其抗干扰性能是通过窄带码环压缩载波跟踪滤波器的带宽和接收机预检测
带宽来改善。因宽带带宽使动态范围变窄,可以通过增加环路滤波器阶次来弥补,也可通过
外部导航系统来弥补,如采用内部辅助增强技术、外部导航辅助增强技术有惯性导航系统
(
INS)、多普勒雷达和空气速度计,而最引人注目的是 GPS 和 INS 的最佳组合。之一是借
INS 提供的平台速度信息去辅助 GPS 接收机的载波环和码环,做到环路带宽很窄,有效提
高
GPS 接收机的信号/干扰比(S/J);之二是在强干扰下只有 GPS 导航,当 GPS 接收机信
噪比恢复到跟踪门限
G/No 以上时,再用 INS 辅助 GPS 接收机快速捕获 GPS 信号。GPS 和
INS 的组合可使接收机的抗干扰性能提高 10~15dB。因此,海湾战争后,INS/GPS 组合的
导航方式在制导炸弹、炮弹和导弹等精确制导武器上获得了广泛应用,如美国
AGM-
154A/B/G 型 TSOW(联合防区外攻击武器)、GBU-29/30JDAM(联合直接攻击弹药)。