导航信号抗干扰的原理可以概括为:利用正常导航信号与干扰信号在空域、时域、频域或其他变换域上的相关特性差异,检测出干扰信号,进而采用相应技术对干扰信号进行抑制或滤除。
在空域上,基于正常导航信号和干扰信号的空间角度的不同,根据最大信噪比、最小方差和最小均方误差等准则,生成空域滤波器,完成干扰信号的滤除。基于阵列信号处理理论的自适应天线就是一种最常用的空域滤波器(见图)。
抗干扰阵列天线归一化波束方向图(抑制30º、60º和75º方向来波)
在时域上,环境热噪声以及淹没其中的导航信号整体上呈现加性高斯白噪声特性,而窄带干扰信号在时域上的相邻采样值之间具有较强的前后相关性,通过最优线性/非线性预测技术,可对干扰信号进行准确估计,然后从接收机信号中相减抵消。
在频域上,对数字信号进行离散傅里叶变换后,得到导航信号与环境热噪声的频谱十分平坦,但干扰信号通常在频域上呈现出聚集特性。利用这一规律,可通过调整陷波位置将干扰对应的谱线置零或衰减,再将处理后的频域分量反变换回时域,完成干扰抑制。
在组合导航定位中,一旦检测到干扰,可暂时关闭全球导航卫星系统(GNSS)定位功能,依托抗干扰能力更强的惯导系统进行短期定位。干扰消失后,再重启GNSS定位功能。这样可以在短期内规避掉几乎所有GNSS干扰类型。