本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航干擾監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種多參數(shù)聯(lián)合估計(jì)的干擾類型識別方法，該方法利用接收干擾信號的一些特征參數(shù)，設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)淖R別流程，對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中常見的七種干擾信號的調(diào)制類型進(jìn)行識別。
背景技術(shù)：
：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面臨的干擾影響越來越嚴(yán)重，對導(dǎo)航干擾信號類型進(jìn)行識別，對于有針對性的消除各種干擾對導(dǎo)航系統(tǒng)的影響有著積極的意義。干擾信號的識別技術(shù)在通信中有著廣泛的應(yīng)用，如國外內(nèi)的專家學(xué)者提出利用信號的循環(huán)普、高階累積量、小波變換、星座圖等多種方法實(shí)現(xiàn)通信信號調(diào)試方式的識別，但是這些方法都必須對信號先進(jìn)行復(fù)雜的變換，然后再提取相應(yīng)的特征參數(shù)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，計(jì)算量大，且沒有針對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)干擾監(jiān)測的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)際工程應(yīng)用性能較低。因此，提出一種適用于導(dǎo)航系統(tǒng)干擾識別的方法，解決導(dǎo)航干擾監(jiān)測中遇到的實(shí)際問題，有著重要的意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中干擾類型識別的方法，采用提取參數(shù)特征然后和先驗(yàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)置門限進(jìn)行比對的方法實(shí)現(xiàn)七種干擾類型的識別。為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)干擾類型識別提供一種新的技術(shù)手段。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種多參數(shù)聯(lián)合的干擾類型識別方法，利用待識別干擾信號的先驗(yàn)特征知識與提取到的當(dāng)前干擾信號的特征進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)干擾類型的識別，具體包括以下步驟：(1)將接收到的當(dāng)前干擾信號進(jìn)行數(shù)字采樣得到數(shù)字信號；(2)將數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換后，估計(jì)得到載波頻率；(3)根據(jù)載波頻率對數(shù)字信號進(jìn)行載波剝離處理得到零中頻基帶復(fù)信號；(4)選取零中頻基帶復(fù)信號的零中心歸一化四階矩、瞬時(shí)幅度譜密度最大值、零中頻基帶復(fù)信號包絡(luò)的同相分量和正交分量的相關(guān)系數(shù)的絕對值和R參數(shù)作為識別特征參數(shù)，將識別特征參數(shù)與預(yù)設(shè)參考門限進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)干擾類型的識別；所述的零中心歸一化四階矩為零中心四階矩的歸一化值，R參數(shù)反映零中頻基帶復(fù)信號包絡(luò)的變化程度。其中，所述的步驟(4)具體包括步驟：(401)提取零中頻基帶復(fù)信號的零中心歸一化四階矩，將零中心歸一化四階矩與第一預(yù)設(shè)參考門限比較，如果零中心歸一化四階矩大于第一預(yù)設(shè)參考門限，則當(dāng)前干擾信號為調(diào)頻信號，結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟(402)；(402)提取零中頻基帶復(fù)信號的瞬時(shí)幅度譜密度最大值，將瞬時(shí)幅度譜密度最大值與第二預(yù)設(shè)參考門限比較，如果瞬時(shí)幅度譜密度最大值大于第二預(yù)設(shè)參考門限，則當(dāng)前干擾信號為調(diào)幅信號或單載波信號，執(zhí)行步驟(403)；否則當(dāng)前干擾信號為2ASK信號、2FSK信號、2PSK信號和4PSK信號中的一種，轉(zhuǎn)入步驟(404)；(403)提取零中頻基帶復(fù)信號的R參數(shù)，將R參數(shù)與預(yù)設(shè)第三門限比較，如果R參數(shù)大于預(yù)設(shè)第三門限，則當(dāng)前干擾信號為調(diào)幅信號，結(jié)束本流程；否則當(dāng)前干擾信號為單載波信號，結(jié)束本流程；(404)提取零中頻基帶復(fù)信號的R參數(shù)，將R參數(shù)與預(yù)設(shè)第四門限比較，如果R參數(shù)大于預(yù)設(shè)第三門限，則當(dāng)前干擾信號為2ASK信號，結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟(405)；(405)提取零中頻基帶復(fù)信號包絡(luò)的同相分量和正交分量的相關(guān)系數(shù)的絕對值，將絕對值與預(yù)設(shè)第五門限比較，如果絕對值小于預(yù)設(shè)第五門限，則當(dāng)前干擾信號為4PSK信號，結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟(406)；(406)提取零中頻基帶復(fù)信號的零中心歸一化四階矩，將零中心歸一化四階矩與第六預(yù)設(shè)參考門限比較，如果零中心歸一化四階矩大于第六預(yù)設(shè)參考門限，則當(dāng)前干擾信號為2PSK信號；否則，當(dāng)前干擾信號為2FSK信號；干擾信號類型識別結(jié)束。其中，所述的零中心歸一化四階矩為：μ42=E{xN4(n)}{E{xN2(n)}}2]]>其中，E{}表示零中頻基帶復(fù)信號的均值，μ42表示零中頻基帶復(fù)信號的零中心歸一化四階矩，N為單次運(yùn)算采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，xN(n)作歸一化計(jì)算的N個(gè)采樣點(diǎn)的零中頻基帶復(fù)信號。其中，所述的R參數(shù)為：R＝σ2/μ2其中，μ為零中頻基帶復(fù)信號包絡(luò)平方的均值，σ2為零中頻基帶復(fù)信號包絡(luò)平方的方差。其中，步驟(2)中將數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換后，估計(jì)得到載波頻率，具體包括以下步驟：(201)對數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換后，求得傅里葉變換后的數(shù)字信號的歸一化功率譜；(202)對歸一化功率譜進(jìn)行搜索找到功率譜最大值；(203)根據(jù)功率譜最大值的位置計(jì)算得到載波頻率。本發(fā)明技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：(i)本發(fā)明提出了一種多參數(shù)聯(lián)合估計(jì)的干擾類型識別方法，能夠識別七種常見干擾，具有參數(shù)提取簡單、復(fù)雜性相對較低的特點(diǎn)；(ii)本發(fā)明能夠識別衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中常見的壓制干擾類型，為導(dǎo)航接收機(jī)中的干擾識別提供了一種新的手段。附圖說明圖1本發(fā)明的干擾類型識別方法流程圖；圖2本發(fā)明的干擾判別流程圖；圖3為本發(fā)明的干擾類型識別效果圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。一種多參數(shù)聯(lián)合的干擾類型識別方法，所述的方法基于統(tǒng)計(jì)的模式提取出信號的特征參數(shù)，與信號的經(jīng)驗(yàn)特征進(jìn)行對比實(shí)現(xiàn)干擾信號類型的甄選，具體包括以下步驟：(1)接收到的信號經(jīng)過數(shù)字采樣變?yōu)橹蓄l數(shù)字信號；(2)將數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換，計(jì)算功率譜后根據(jù)載波頻率估計(jì)方法估計(jì)接收信號的載波頻率；對載波頻率進(jìn)行估計(jì)，包括以下步驟：(201)對數(shù)字信號進(jìn)行傅里葉變換后，求得信號的功率譜；首先對信號進(jìn)行傅里葉變換X(k)=Σi=1Nx(n)e-j2πfsnkN]]>其中，x(n)為離散化的數(shù)字信號，N為FFT的點(diǎn)數(shù)，X(k)為接收信號的頻域信號，fs為采樣頻率，則信號功率譜可表示為：P(k)=1N|X(k)|2]]>(202)對功率譜進(jìn)行搜索找到功率譜最大值；對P(k)進(jìn)行逐點(diǎn)搜索找到最大值Pmax，最大值對應(yīng)的采樣點(diǎn)下標(biāo)為npeak。(203)根據(jù)功率譜最大值的位置計(jì)算載波的中心頻率；f=npeakN·fs]]>其中，fs為采樣頻率，N為FFT點(diǎn)數(shù)?？刹捎迷黾覨FT點(diǎn)數(shù)的方法提高載波頻率的估計(jì)精度。(3)根據(jù)估計(jì)的載波頻率對信號進(jìn)行載波剝離處理，變?yōu)榱阒蓄l基帶復(fù)信號；根據(jù)步驟(2)中估計(jì)出的信號載波頻率生成單頻復(fù)信號，與接收到信號相乘，對高頻進(jìn)行濾波后得到載波剝離的零中頻基帶復(fù)信號。(4)選取零中頻基帶復(fù)信號的零中心歸一化四階矩、瞬時(shí)幅度譜密度最大值、零中頻基帶復(fù)信號包絡(luò)的同相分量和正交分量的相關(guān)系數(shù)的絕對值和R參數(shù)作為識別特征參數(shù)，將識別特征參數(shù)與預(yù)設(shè)參考門限進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)干擾類型的識別；所述的零中心歸一化四階矩為零中心四階矩的歸一化值，R參數(shù)反映零中頻基帶復(fù)信號包絡(luò)的變化程度。具體包括以下步驟：(401)提取零中頻基帶復(fù)信號的零中心歸一化四階矩，將零中心歸一化四階矩與第一預(yù)設(shè)參考門限比較，如果零中心歸一化四階矩大于第一預(yù)設(shè)參考門限，則當(dāng)前干擾信號為調(diào)頻信號，結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟(402)；μ42=E{xN4(n)}{E{xN2(n)}}2]]>其中，E{}表示信號矢量的均值，μ42表示提取信號的歸一化四階矩。(402)提取干擾信號的瞬時(shí)幅度譜密度最大值，與設(shè)定的干擾信號的瞬時(shí)幅度譜密度檢測門限γth1比較，大于門限則識別為(調(diào)幅AM或單載波CW)信號，小于門限則認(rèn)為為(2ASK\2FSK\2PSK\4PSK)中的一種，等待提取其它特征參數(shù)進(jìn)行識別。待識別信號零中心歸一化瞬時(shí)幅度譜密度的最大值定義為γmax＝max|DFT(Acn(i))|2上式中DFT表示數(shù)字傅里葉變換，max表示去向量最大值，Acn(i)是待識別信號在時(shí)刻t＝i/fs(i＝1,2,…,Ns)零中心歸一化瞬時(shí)幅度值，Acn(i)可通過如下方式求得：ma=1NsΣi=1NA(i)An(i)=A(i)maAcn(i)=An(i)-1]]>式中，A(i)是待識別信號各時(shí)刻的瞬時(shí)幅度值，ma是該信號段信號瞬時(shí)幅度的平均值。(403)如提取干擾信號的瞬時(shí)幅度譜密度最大值大于設(shè)定的干擾信號的瞬時(shí)幅度譜密度最大值檢測門限，則提取干擾信號的R參數(shù)繼續(xù)識別，與該條件下設(shè)定的R參數(shù)門限Rth1比較，大于門限認(rèn)定為調(diào)幅信號，小于門限則認(rèn)定為單載波信號，識別結(jié)束。R反應(yīng)信號包絡(luò)的變化程度，定義為R＝σ2/μ2其中，μ為信號包絡(luò)平方的均值，σ2為信號包絡(luò)平方的方差。(404)如提取干擾信號的瞬時(shí)幅度譜密度最大值小于設(shè)定的干擾信號的瞬時(shí)幅度譜密度最大值檢測門限，則提取干擾信號的R參數(shù)繼續(xù)識別，與該條件下設(shè)定的R參數(shù)門限Rth2比較，大于門限則認(rèn)為為2ASK信號，小于門限繼續(xù)采用其它參數(shù)進(jìn)行識別。(405)若(404)中仍無法確定信號的類別，則提取干擾信號的信號包絡(luò)的相關(guān)系數(shù)的同相分量和正交分量相關(guān)系數(shù)絕對值作為識別參數(shù)繼續(xù)識別，與設(shè)定的該參數(shù)識別門限Lth1比較，若小于門限則認(rèn)為是4PSK，若大于門限繼續(xù)識別；信號復(fù)包絡(luò)同相分量和正交分量的相關(guān)系數(shù)的絕對值L定義為：L=|lxy|lxxlyy]]>其中：lxx=Σi=0N-1xreal2(i)-1N[Σi=0N-1xreal(i)]2lyy=Σi=0N-1ximag2(i)-1N[Σi=0N-1ximag(i)]2]]>r反映了同相分量下xreal(i)和正交分量ximag(i)之間的線性關(guān)系的密切程度。(406)提取干擾信號的零中心歸一化四階矩作為識別參數(shù)，與設(shè)定的該參數(shù)門限μth2進(jìn)行比較，大于門限為2PSK，小于門限則認(rèn)為是2FSK信號，至此全部七種類型信號全部實(shí)現(xiàn)識別。識別的效果如圖3所示，從圖中可以看出在信噪比為3dB時(shí)即可實(shí)現(xiàn)干擾信號的95％以上的識別概率，相比一些傳統(tǒng)的方法識別性能更優(yōu)。當(dāng)前第1頁1 2 3