抑制GPS干扰信号

海上GPS干扰

从建造海上风电场和疏浚港到海上勘测和铺设水下电缆，GPS接收器已经成为许多近海和近岸应用的关键要素。海上GPS定位的任何停机都会产生危险且昂贵的后果。 GPS停机时间越来越多地归因于干扰。 


图1：Shelter Island上车载啁啾干扰器的位置，用于模拟圣地亚哥湾干扰的影响

传输的功率相当于标准灯泡的功率，预计GPS信号的传输距离超过20,000公里（12,400英里），并且仍适合进行高位置计算。在大多数情况下，信号相对毫发无损地到达，但是在热背景噪声之上几乎无法区分，它们可以坐在任何通过干扰的鸭子身上。

RTK和PPP特别容易受到攻击

海事应用越来越多地使用诸如RTK和PPP之类的高定位，其不仅使用调制到信号上的代码信息而且使用信号本身的相位。在存在干扰的情况下，这些基于相位的模式是个遭受干扰的模式。

它有多糟糕

严禁使用GPS干扰器，但可以使用GPS模拟器估算其影响。以圣地亚哥港为例，模拟器被编程为生成接收器将在该位置的船上看到的GPS信号。通过将模拟器信号与来自干扰器的信号混合来模拟GPS信号的干扰。当干扰机位于图1所示的位置并且GPS接收机位于海湾附近的船上时，可以使用标准无线电波传播模型推断整个海湾的干扰效应。

 

唧唧干扰器的影响

图2中的结果表明，如果没有AIM +干扰抑制，一个小的10 mW啁啾干扰器可以在几百米的范围内敲除RTK定位。当AIM +被激活时，非RTK区域在干扰机附近减少到几米。  

图2：10 mW啁啾干扰器对圣地亚哥湾GPS定位的影响，无论是否有AIM +干扰抑制

连续波干扰的影响

使用相同功率的连续波（CW）干扰源重复测试，使用AIM +的结果甚至更为显着，如图3所示。如果没有AIM +，靠近海岸的停车场中的CW干扰器会阻止RTK定位，或者实际上任何GPS定位在大部分海湾上，并且从干扰器的视线延伸到海上几公里。

图3：10 mW连续波干扰对圣地亚哥湾GPS定位的影响，无论是否有AIM +干扰抑制

解决干扰

综合方法将干扰考虑因素置于接收机设计的最前沿，并将其纳入信号处理的每个阶段。对于AsteRx4 OEM和AsteRx-U，天线信号在滤波后立即数字化，并使用多个自适应带阻滤波器自动清除干扰。

根据干扰的性质，阻带带宽会在几kHz到1 MHz宽的抑制陷波之间自动调整。陷波滤波器由自适应滤波器补充，能够抑制更复杂类型的干扰，例如来自啁啾干扰器的干扰，来自DME / TACAN设备的跳频信号以及高功率Inmarsat发射机。