GNSS接收机抗干扰与综合性能评价的研究与实现

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随着全球导航卫星系统(GNSS)的应用日益广泛,GNSS接收机技术的发展也日新月异,用户对接收机的可靠性要求越来越高,因此评价GNSS接收机性能的方法成为了卫星导航领域从业者重点研究的问题。对接收机进行客观的综合性能评价是至关重要的,而抗干扰性能的测试也是其中不可或缺的组成部分,并且至今没有得到充分的研究。因此本文完善了接收机抗干扰性能测试指标体系,建立了以AHP和FCE为基础的接收机综合性能评价算法,并开发了接收机抗干扰性能关键指标自动测试系统和接收机数据分析系统。论文的主要内容如下:第一,研究了GNSS接收机抗干扰性能关键指标的定义和测试方法。首先构建了基于GNSS信号模拟器的接收机抗干扰性能测试系统,完善了干扰抑制度和抗干扰灵敏度的定义,并详细研究了测试方法。目前看到的国内文献中,对GNSS接收机干扰恢复时间的研究甚少,本文对接收机的干扰恢复时间指标的测试方法进行详细的研究。最后分别对两个不同型号的接收机进行了测试,结果表明本文研究的接收机干扰抑制度和干扰恢复时间测试方法正确可行。第二,研究了GNSS接收机综合性能评价方法。首先选择三种类型接收机对应的测试指标并建立递阶型测试指标体系。接着研究层次分析法(AHP)和模糊综合法(FCE)两个综合评价方法,将他们融合为一个算法并应用于GNSS接收机的综合性能评价。最后对三台不同型号的接收机进行综合性能评价,评价结果符合专家的评估,证明本算法有效。第三,设计并实现了GNSS接收机抗干扰性能关键指标的自动测试系统。系统包括五大模块,分别是:PC机与仪器通信模块,测试系统主页面,干扰抑制度测试模块,抗干扰灵敏度测试模块和干扰恢复时间测试模块。通过该系统可以自动控制信号发生器产生干扰信号完成接收机的抗干扰性能指标测试。第四,设计并实现了GNSS接收机数据分析系统。系统分为四大模块,分别为数据库模块,测试数据导入模块,接收机测试数据查询与综合评价算法实现模块以及接收机数据分析与统计模块。通过该系统可以完成GNSS接收机测试数据的存储、管理和查询,可以对接收机进行综合性能评价,也可以对接收机的测试数据进行统计与分析。最后模拟了大量的数据对系统进行测试,证明GNSS接收机数据分析系统满足设计要求。本文的研究成果,可以为专业机构对GNSS接收机制定抗干扰性能测试标准规范时提供重要的技术支持,亦可对接收机进行整体性能对比时提供科学的数值依据。两个系统的建立可以方便的对接收机进行抗干扰性能测试,可以完整的保存接收机测试数据方便对接收机进行统计与分析。
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