卫星导航极化抗干扰方法和装置

1.一种卫星导航极化抗干扰方法，其特征在于，通过地面导航接收机、数控调幅器、数控调相器以及合路器实现，所述地面导航接收机的天线第一正交馈电点和第二正交馈电点分别连接数控调幅器和数控调相器，所述数控调幅器和所述数控调相器连接合路器，所述合路器连接所述地面导航接收机的射频前端，所述射频前端连接所述地面导航接收机的基带处理单元，所述方法应用于所述基带处理单元，包括：获取所述第一正交馈电点的第一垂直极化响应矢量和第一水平极化响应矢量，以及所述第二正交馈电点的第二垂直极化响应矢量和第二水平极化响应矢量；根据所述第一垂直极化响应矢量、所述第一水平极化响应矢量、第二垂直极化响应矢量和第二水平极化响应矢量计算天线阵列增益范数和天线阵列极化均衡性差异范数；基于所述天线阵列增益范数和所述天线阵列极化均衡性差异范数构建多极化干扰抑制性能优化函数；基于类酉斯蒂费尔流形约束对所述多极化干扰抑制性能优化函数进行求解，得到所述第一正交馈电点的第一模拟域极化权值矢量，以及所述第二正交馈电点的第二模拟域极化权值矢量；将所述第一模拟域极化权值矢量输入至连接第一正交馈电点的数控调幅器和数控调相器中，以及将所述第二模拟域极化权值矢量输入至连接第二正交馈电点的数控调幅器和数控调相器中进行调整，得到抗干扰后的定位信息；所述根据所述第一垂直极化响应矢量、所述第一水平极化响应矢量、第二垂直极化响应矢量和第二水平极化响应矢量计算天线阵列增益范数和天线阵列极化均衡性差异范数的步骤，包括：设 其中， ， 分别为第一正交馈电点的第一垂直极化响应矢量和第一水平极化响应矢量， 和 分别为第二正交馈电点的第二垂直极化响应矢量和第二水平极化响应矢量，N表示天线的数量；根据公式 和公式 计算天线阵列增益范数和天线阵列极化均衡性差异范数；其中，n表示第n个天线， 表示天线阵列增益范数、 表示天线阵列极化均衡性差异范数， ， 表示方位角， 表示俯仰角，H表示共轭转置， ， 表示第n个天线的垂直极化信号， 表示第n个天线的水平极化信号， 表示第i个天线的水平极化信号， 表示第j个天线的水平极化信号， 表示第j个天线的垂直极化信号， 表示第i个天线的垂直极化信号；所述基于所述天线阵列增益范数和所述天线阵列极化均衡性差异范数构建多极化干扰抑制性能优化函数的步骤，包括：基于所述天线阵列增益范数和所述天线阵列极化均衡性差异范数构建多极化干扰抑制性能优化函数 ；其中， 为第一模拟域极化权值矢量， 均包含幅度和相位信息， 为第二模拟域极化权值矢量。 2.如权利要求1所述的卫星导航极化抗干扰方法，其特征在于，所述基于类酉斯蒂费尔流形约束对所述多极化干扰抑制性能优化函数进行求解，得到所述第一正交馈电点的第一模拟域极化权值矢量，以及所述第二正交馈电点的第二模拟域极化权值矢量的步骤，包括：计算所述多极化干扰抑制性能优化函数的欧几里得空间中的梯度，并投影到斯蒂费尔流形上的黎曼梯度 ；其中 表示矩阵 在 的投影， 表示黎曼梯度， 表示在欧几里得空间内 点的导数， ；设定 ，其中 ， ， 表示第 次迭代的 ， 表示第 次迭代的 ； 表示QR分解， 表示矩阵指数， 表示QR分解中的上三角矩阵， 表示QR分解中的上三角矩阵的转置；确定初始值 ，并计算 上的 ；结合步长参数 ，计算沿 方向的测地线方程，更新迭代值 ；判断 是否满足收敛条件，若不满足，则 作为新起始点进行迭代，直至达到预设的收敛条件；将达到预设的收敛条件 提出，得到所述第一正交馈电点的第一模拟域极化权值矢量，以及所述第二正交馈电点的第二模拟域极化权值矢量。 3.如权利要求1所述的卫星导航极化抗干扰方法，其特征在于，所述地面导航接收机的天线阵列为七阵元卫星导航天线阵列。 4.如权利要求1所述的卫星导航极化抗干扰方法，其特征在于，所述天线为微带天线。 5.一种用于实现权利要求1~4任一项所述的卫星导航极化抗干扰方法的卫星导航极化抗干扰装置，其特征在于，包括地面导航接收机、数控调幅器、数控调相器以及合路器，所述地面导航接收机的天线第一正交馈电点和第二正交馈电点分别连接数控调幅器和数控调相器，所述数控调幅器和所述数控调相器连接合路器，所述合路器连接所述地面导航接收机的射频前端，所述射频前端连接所述地面导航接收机的基带处理单元，所述基带处理单元包括：获取模块，用于获取所述第一正交馈电点的第一垂直极化响应矢量和第一水平极化响应矢量，以及所述第二正交馈电点的第二垂直极化响应矢量和第二水平极化响应矢量；计算模块，用于根据所述第一垂直极化响应矢量、所述第一水平极化响应矢量、第二垂直极化响应矢量和第二水平极化响应矢量计算天线阵列增益范数和天线阵列极化均衡性差异范数；构建模块，用于基于所述天线阵列增益范数和所述天线阵列极化均衡性差异范数构建多极化干扰抑制性能优化函数；求解模块，用于基于类酉斯蒂费尔流形约束对所述多极化干扰抑制性能优化函数进行求解，得到所述第一正交馈电点的第一模拟域极化权值矢量，以及所述第二正交馈电点的第二模拟域极化权值矢量；输入模块，用于将所述第一模拟域极化权值矢量输入至连接第一正交馈电点的数控调幅器和数控调相器中，以及将所述第二模拟域极化权值矢量输入至连接第二正交馈电点的数控调幅器和数控调相器中进行调整，得到抗干扰后的定位信息。 6.如权利要求5所述的卫星导航极化抗干扰装置，其特征在于，所述计算模块，包括：设置子模块，用于设 其中， ， 分别为第一正交馈电点的第一垂直极化响应矢量和第一水平极化响应矢量， 和 分别为第二正交馈电点的第二垂直极化响应矢量和第二水平极化响应矢量，N表示天线的数量；范数计算子模块，用于根据公式 和公式 计算天线阵列增益范数和天线阵列极化均衡性差异范数；其中，n表示第n个天线， 表示天线阵列增益范数、 表示天线阵列极化均衡性差异范数， ， 表示方位角， 表示俯仰角，H表示共轭转置， ， 表示第n个天线的垂直极化信号， 表示第n个天线的水平极化信号， 表示第i个天线的水平极化信号， 表示第j个天线的水平极化信号， 表示第j个天线的垂直极化信号， 表示第i个天线的垂直极化信号。 7.如权利要求6所述的卫星导航极化抗干扰装置，其特征在于，所述构建模块，包括：构建子模块，用于基于所述天线阵列增益范数和所述天线阵列极化均衡性差异范数构建多极化干扰抑制性能优化函数 ；其中， 为第一模拟域极化权值矢量， 均包含幅度和相位信息， 为第二模拟域极化权值矢量。 8.如权利要求7所述的卫星导航极化抗干扰装置，其特征在于，所述求解模块，包括：梯度计算子模块，用于计算所述多极化干扰抑制性能优化函数的欧几里得空间中的梯度，并投影到斯蒂费尔流形上的黎曼梯度 ；其中 表示矩阵 在 的投影， 表示黎曼梯度， 表示在欧几里得空间内 点的导数， ；设定子模块，用于设定 ，其中 ， ， 表示第 次迭代的 ， 表示第 次迭代的 ； 表示QR分解， 表示矩阵指数， 表示QR分解中的上三角矩阵， 表示QR分解中的上三角矩阵的转置；确定子模块，用于确定初始值 ，并计算 上的 ；测地线方程计算子模块，用于结合步长参数 ，计算沿 方向的测地线方程，更新迭代值 ；盘点子模块，用于判断 是否满足收敛条件，若不满足，则 作为新起始点进行迭代，直至达到预设的收敛条件；矢量计算子模块，用于将达到预设的收敛条件 提出，得到所述第一正交馈电点的第一模拟域极化权值矢量，以及所述第二正交馈电点的第二模拟域极化权值矢量。