DME/TACAN对GNSS信号的干扰研究
全球定位系统(Global Positioning System,GPS)是目前最重要的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)之一.新增的第三种民用GPS L5信号中心频率为1176.45MHz,带宽为24MHz,被全球航空无线电导航服务(Aeronautical Radio Navigation Service,ARNS)的工作频段所覆盖,故与ARNS频段中的无线电距离测量设备(Distance Measure Equipment,DME)、战术空中导航系统(Tactical Air Navigation System,TACAN)等陆基导航设备及其他无线电系统共享该频段频谱.由于陆基导航设备DME/TACAN地面站在全球范围内分布广泛,来自DME/TACAN地面站和机载设备的脉冲会降低GPSL5信号信噪比,使接收机跟踪环不能收敛,造成解码困难.因此DME/TACAN脉冲信号成为GPS L5面临的主要干扰源之一,尤其是在高海拔地区.为了研究DME/TACAN脉冲对GNSS信号的干扰,基于欧洲航空安全组织(EUROCONTROL)提供的2016年环绕欧洲上空飞行3.5小时采集的1.5T的真实飞行数据,本文设计了DME/TACAN脉冲信号的检测算法,结合相关性评估方法,完成了对全部飞行数据中DME/TACAN脉冲对的检测,对脉冲对重复频率和干扰平均功率进行了分析计算;根据DME/TACAN对GNSS信号影响的分析,着重研究DME/TACAN对GPS L5干扰的评估模型,给出了干扰信号占空比,功率密度比和信噪比等评估参数的计算方法,并利用1.5T的飞行数据,得到了各个评估参数在3.5小时飞行中的变化趋势图;设计并完成了国际电信联盟ITU标准仿真实验,得到了DME/TACAN干扰对GNSS信号最坏影响情况的评估,并与真实测量结果进行了对比分析;本文将各项研究结果与欧洲无线电通信控制中心(European Control Center of Radio Communication,C.C.R.M.)在2016年公布的研究数据进行了对比,数据分析结果具有高度的一致性;最后,在分析三种DME/TACAN干扰抑制方法的基础上,通过编程实现了三种干扰抑制算法,将时域消隐方法应用于GPS L5信号捕获和跟踪进程,实验结果验证了DME/TACAN干扰对GPS L5信号捕获跟踪性能的影响,DME/TACAN干扰抑制后,GPS L5信号捕获跟踪性能显著提高.
- 作者：
- 张慧群
- 学位授予单位：
- 中国民航大学
- 专业名称：
- 航空工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 王剑
- 中图分类号：
- TN967.1
- 关键词：
- 全球导航卫星系统；陆基导航设备；干扰抑制；捕获；跟踪
- GNSS； DME/TACAN； Interference suppression； Acquisition； Tracking