本發明屬于衛星導航抗干擾領域，是一種對壓制式衛星導航干擾信號實現抑制的算法。
背景技術：
在衛星導航抗干擾天線系統的信號處理過程中，干擾抑制算法是整個數字信號處理中核心的部分。干擾抑制算法可以分為自適應調零類算法和最優數字多波束類算法兩大類。
自適應調零類算法的典型代表為功率倒置(Power Inversion，PI)算法，該算法不需要衛星方位信息等先驗信息，零陷深度隨干擾功率的強度自動調節，對于強干擾信號有較好的抑制效果，因而在衛星導航抗干擾領域的工程應用中得到了廣泛地使用。但是，其缺點是對于弱干擾信號的抑制效果較差，使得其在弱干擾環境或同時存在強干擾和弱干擾的環境中的應用受到限制。
最優數字多波束算法采用數字復用技術，同時在視野空間內形成多個最優數字接收波束。典型的最優數字波束為最小方差無失真響應響應(Minimum Variance Distorted Response，MVDR)波束。每個最優數字波束的主瓣指向一顆導航衛星，同時自適應地在干擾方向形成零陷。最優數字多波束算法在對干擾抑制的同時可以提升系統輸出信號的信噪比。但是該算法需要衛星方位、陣列姿態等先驗信息輔助，算法結構復雜、計算量較大，很難在工程應用中得到廣泛使用。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種衛星導航干擾抑制算法，采用歸一化后的接收數據協方差矩陣的噪聲子空間特征向量作為自適應調零權向量對接收信號中的干擾分量進行抑制，可以同時對接收信號中的弱功率干擾信號分量和強功率干擾進行有效地抑制，易于工程實現。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：
第一步，計算接收數據協方差矩陣Rx的估計值其中，x(n)為由M個陣元的陣列天線在n時刻接收到的中頻數字復數信號向量，維數為M×1，M≥2；的維數大小為M×M；上標H為共軛轉置運算符；N為計算接收數據協方差矩陣的估計值需要的信號快拍數，N≥4M；
第二步，對接收數據協方差矩陣的估計值采用Jacobi算法進行特征分解運算，獲得特征值λm和相應的特征向量qm，m＝1,2,…,M；
第三步：將最小特征值λmin作求倒數運算并與其對應的特征向量相乘得到未歸一化的權向量的維數大小為M×1；
第四步，對權向量進行歸一化處理，得到歸一化的權向量其中，為權向量的第一個元素；
第五步，采用權向量wopt對第一步中接收到的中頻數字復數信號x(n)進行加權疊加處理，干擾抑制后的輸出信號
本發明的有益效果是：采用本發明得到的權向量wopt省去對應于干擾特征向量的權分量，使得加權后輸出的信號功率中只包含噪聲信號分量，可以同時對強干擾信號和弱干擾信號進行有效地抑制。
附圖說明
圖1是本發明的算法流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。
本發明算法實現步驟如下：
第一步：計算接收數據協方差矩陣Rx的估計值計算表達式如下：
其中，x(n)為由M(M≥2)個陣元的陣列天線在n時刻接收到的中頻數字復數信號向量，維數為M×1；的維數大小為M×M；上標H為共軛轉置運算符；N為計算接收數據協方差矩陣的估計值需要的信號快拍數，需滿足N≥4M。
第二步：對接收數據協方差矩陣的估計值進行特征分解運算，特征分解采用Jacobi算法實現，獲得特征值λm(m＝1,2,…,M)和相應的特征向量qm(m＝1,2,…,M)。
第三步：將最小特征值λmin作求倒數運算并與其對應的特征向量相乘得到未歸一化的權向量
的維數大小為M×1。
第四步：對第三步中得到的未歸一化的權向量進行歸一化處理，得到歸一化的權向量wopt，計算過程如下式所示：
其中，為權向量的第一個元素。
第五步：采用第四步中計算得到的權向量wopt對第一步中接收到的中頻數字復數信號x(n)進行加權疊加處理，計算過程如下式所示：
其中，上標H為共軛轉置運算符，y為干擾抑制后的輸出信號。
對于功率倒置算法，其權向量計算如下：
其中，wPI為功率倒置算法計算得到的權向量，維數大小為M×1；為收數據協方差矩陣估計值的逆矩陣，維數大小為M×M；a0＝[1,0,…,0]T為約束向量，維數大小為M×1；K為干擾源數目，且K＜M；δ2為系統噪聲功率；wjam和wnoise分為干擾信號和噪聲信號兩部分分別對應的權向量，維數大小為M×1。
當外界存在強干擾信號時(干擾信號的功率遠大于噪聲信號功率)，干擾信號對用的特征值將遠大于噪聲信號對應的特征值，即
由式(6)可知，隨著干擾功率的增大，最優權值中對應于干擾特征向量的權分量將越來越小。因此，功率倒置法可以在強干擾方向上形成較深的零陷，抗干擾能力較強。反之，若干擾信號的功率較小(略大于噪聲信號)時，最優權值中對應于干擾特征向量的權分量(式(5)中第二個等號右側第一項)將略小于對應于噪聲特征分量的權向量(式(5)中第二個等號右側第二項)，形成的零陷變淺，抗干擾能力較差。而采用本發明得到的權向量wopt省去對應于干擾特征向量的權分量，使得加權后輸出的信號功率中只包含噪聲信號分量，可以同時對強干擾信號和弱干擾信號進行有效地抑制。
本發明適用于GPS、BDS和GLONASS衛星導航系統干擾抑制處理。以4單元BD2-B3頻點抗干擾天線抗兩個寬帶干擾為例闡述本發明的具體實施方式。
步驟1：計算4元陣列接收數據協方差矩陣的估計值數據采樣快拍數N＝256，計算得到的是維數為4×4的Hermit矩陣，計算過程如下：
步驟2：采用Jacobi算法對接收數據協方差矩陣的估計值進行特征分解運算，獲得特征值λm(m＝1,2,…,4)和相應的特征向量qm(m＝1,2,…,4)。
步驟3：將步驟2計算得到的最小特征值λmin作求倒數運算并與其對應的特征向量相乘得到未歸一化的權向量計算過程如下：
步驟4：對步驟3中得到的未歸一化的權向量進行歸一化處理，得到歸一化的權向量wopt，計算過程如式(3)所示。
步驟5：采用步驟4中計算得到的權向量wopt對第一步中接收到的中頻數字復數信號x(n)進行加權疊加處理并輸出，計算過程如式(4)所示。
至此，完成對4單元BD2-B3頻點接收信號的干擾抑制處理。