基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法及系统与流程

本发明卫星导航、扩频通信、无线电接收机及数字信号处理，特别涉及一种基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法及系统。

背景技术：

1、gnss和扩频通信信号通常具有功率低、带宽宽、相关检测依赖强等特点。在实际应用环境中，接收信号容易受到连续波干扰、窄带干扰、扫频干扰、脉冲干扰、突发干扰以及复合干扰的影响。

2、现有抗干扰方法主要包括频域陷波、时域削波、时频域门限抑制、自适应滤波、空域波束形成、低秩稀疏分解等。上述方法虽然能够在一定程度上抑制干扰能量，但仍存在以下问题：

3、1.频域陷波或时频门限抑制通常根据能量阈值进行处理，当有用扩频信号与干扰在频域或时频域重叠时，容易造成有用信号损伤。

4、2.传统低秩稀疏分解方法通常直接对接收信号或其结构化矩阵进行分解，将低秩分量或稀疏分量视为干扰，但并未限制被剥离分量是否含有有用扩频码相关成分，因此可能将部分有用信号误判为干扰并扣除。实验表明，传统rpca方法直接对接收信号分解时，码泄漏系数通常高达量级，意味着约1%~10%的干扰估计能量来自有用扩频信号，这在gnss弱信号场景下是不可接受的。

5、3.现有算法多以降低干扰残余能量为目标，而缺乏对扩频信号相关峰质量的保护，导致干扰抑制后相关峰幅值下降30%~50%，严重影响捕获和跟踪性能。

6、4.对复合干扰场景，单一陷波器、单一削波器或固定滤波器难以同时处理连续波、扫频、窄带和脉冲干扰。

7、因此，需要一种基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离算法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法及系统，能够在剥离复合干扰的同时，降低有用扩频信号被误剥离的风险，提高弱信号捕获和跟踪稳定性。

2、第一方面，提供一种面向伺服系统的驱动参数自整定方法，包括：

3、根据驱动器输出的速度阶跃指令，得到在控制周期内的实时电机实际速度；

4、获取根据所述速度阶跃指令与初始控制器参数，得到的电流指令；

5、构建双惯量系统的仿真代理模型，并利用所述仿真代理模型根据所述电流指令，得到在控制周期内的实时电机仿真速度与实时负载仿真速度；其中，所述控制器参数与所述仿真代理模型中的模型优化参数定义为联合优化变量；

6、根据所述电机实际速度、所述电机仿真速度与所述负载仿真速度，构建总损失函数；

7、利用总损失函数对所述联合优化变量中的每个参数进行更新；

8、对更新后的联合优化变量进行迭代计算，直至达到收敛条件时得到对应的最终控制器参数。

9、第二方面，提供了一种面向伺服系统的驱动参数自整定系统，包括：

10、实际模块，用于根据驱动器输出的速度阶跃指令，得到在控制周期内的实时电机实际速度；

11、电流模块，用于获取根据所述速度阶跃指令与初始控制器参数，得到的电流指令；

12、仿真模块，与所述实际模块通信连接，用于构建双惯量系统的仿真代理模型，并利用所述仿真代理模型根据所述电流指令，得到在控制周期内的实时电机仿真速度与实时负载仿真速度；其中，所述控制器参数与所述仿真代理模型中的模型优化参数定义为联合优化变量；

13、损失模块，与所述实际模块及所述仿真模块通信连接，用于根据所述电机实际速度、所述电机仿真速度与所述负载仿真速度，构建总损失函数；

14、参数更新模块，与所述损失模块通信连接，用于利用总损失函数对所述联合优化变量中的每个参数进行更新；

15、迭代模块，与所述参数更新模块通信连接，用于对更新后的联合优化变量进行迭代计算，直至达到收敛条件时得到对应的最终控制器参数。

16、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的面向伺服系统的驱动参数自整定方法。

17、第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储介质、处理器以及存储在所述存储介质中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时实现如上述所述的面向伺服系统的驱动参数自整定方法。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、本发明并非直接对接收信号进行低秩稀疏分解，而是首先构造本地码副本矩阵，并生成其正交补投影算子，将可被剥离的干扰限定在本地码正交子空间内。在该码正交子空间中，进一步利用结构化矩阵映射，提取连续型、窄带型、扫频型和脉冲型干扰分量。反映射回时域后，再次执行码域零泄漏投影，保证最终得到的干扰估计分量与本地扩频码之间的相关泄漏低于阈值。最后根据相关峰保持条件确定干扰扣除系数最大值，在不破坏有用扩频信号相关峰的前提下，最大限度剥离干扰。

1.一种基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述对分帧后的当前处理帧构造对应的本地码副本矩阵，包括：

3.如权利要求1所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述根据所述本地码副本矩阵构造码域零泄漏投影算子的方法如下式所示：

4.如权利要求1所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述根据所述干扰候选信号与所述码域零泄漏投影算子，得到当前处理帧的码域零泄漏干扰估计分量，包括：

5.如权利要求4所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述对所述干扰候选信号构造结构化矩阵的方法如下式所示：

6.如权利要求4所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述将所述结构化干扰分量反映射为时域干扰候选分量的方法如下式所示：

7.如权利要求4所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述码域零泄漏干扰估计分量需满足如下码泄漏系数约束：

8.如权利要求1所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述根据码域零泄漏干扰估计分量与相关峰保持条件确定干扰扣除系数最大值，包括：

9.如权利要求8所述的基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离方法，其特征在于，所述根据所述相关峰质量函数与码域零泄漏干扰估计分量，构造当前处理帧的相关峰保持条件的方法如下式所示：

10.一种基于码域零泄漏约束的结构化干扰安全剥离系统，其特征在于，包括：