在快照式GNSS接收机中，利用分段最小二乘估计和分数傅里叶变换来减轻非线性啁啾干扰

《IEEE Journal of Indoor and Seamless Positioning and Navigation》：Non-linear Chirp Interference Mitigation in Snapshot GNSS Receivers Using Piecewise Least Squares Estimation with Fractional Fourier Transform

　　

摘要：

全球导航卫星系统（GNSS）面临日益严重的射频干扰威胁，其中啁啾信号（chirp signals）由于其频率特性随时间变化，能够在宽频带内干扰接收器，因此构成特别严重的威胁。本研究提出了一种新的干扰抑制技术，该技术将干扰源分割成多个部分，并利用分数傅里叶变换（Fractional Fourier Transform, FrFT）来增强抑制效果。所提出的算法结合了分段最小二乘估计（Piecewise Least Squares, LSE）方法和分数域处理技术，专门用于应对影响GNSS接收器的非线性宽带啁啾干扰。通过使用广义交叉验证（Generalized Cross Validation, GCV）指标，在算法复杂性和各部分拟合精度之间取得平衡。干扰抑制过程发生在分数域中，使干扰能量集中在与啁啾特性相匹配的分数坐标上，从而相比传统的脉冲消隐方法，减少了受影响的GNSS样本数量。该方法对线性频率调制（Linear Frequency Modulation, LFM）啁啾信号表现出较强的鲁棒性；对于二次频率调制（Quadratic Frequency Modulation, QFM）信号，进一步将干扰信号分割成多个LFM段，以便进行针对性的FrFT抑制。实验结果表明，这种方法的信号质量保持能力优于传统的干扰抑制策略。