کاهش اثر تداخل در سامانه ناوبری gps با استفاده از فیلتر شکاف تکاملی

با توجه به استفاده روزافزون سامانه ناوبری gps در حوزه‌های مختلف، افزایش دقت و کارآیی این سامانه اهمیت ویژه‌ای دارد. سیگنال مخابره شده از ماهواره‌ها مسافت زیادی را تا رسیدن به گیرنده موجود در سطح زمین طی می‌کند که این امر منجر به کاهش توان سیگنال می‌گردد. این سیگنال ضعیف می‌تواند به‌راحتی تحت تاثیر سیگنال‌های تداخل عمدی (یا به اصطلاح جمینگ) و یا حتی غیرعمدی قرار گیرد. یکی از موزی‌ترین تداخل‌ها، جمینگ موج پیوسته (cw) است. محبوب‌ترین روش‌ کاهش تاثیر این تداخل بر روی سیگنال gps فیلتر شکاف می‌باشد. بنابراین در این مقاله، برای مقابله با اثر جمینگ cw بر سیگنال gps، استفاده از یک فیلتر شکاف تطبیقی با پاسخ ضریه نامحدود پیشنهاد گردیده است که برای تطبیق ضرایب آن متناسب با توان و فرکانس جمینگ اعمال‌شده، یکی از انواع الگوریتم تکاملی pso به نام ipso مورد استفاده قرار گرفته است. الگوریتم‌های تکاملی برای یافتن پاسخ مسائلی به­کار می‌روند که هیچ راه‌حل مشخصی برای آن‌ها وجود ندارد و این دقیقاً چیزی ‌است که برای رفع اشکال طراحی فیلتر دیجیتال مورد نیاز است. همچنین استفاده از الگوریتم‌ تکاملی منجر به‌سادگی روند تطبیق می‌شود چرا که از انجام عملیات ریاضی سخت و پیچیده جلوگیری می‌کند. در نهایت، کارآیی روش پیشنهادی با روش‌های مشابه مقایسه شده است. نتایج عدد نشان می‌دهد که روش پیشنهادی علاوه بر بهبود بسیار چشمگیر در شباهت سیگنال بازیابی شده به سیگنال بدون اختلال (به‌طور متوسط 99 درصد)، تعداد ماهواره‌های اکتساب شده را در تمام بازه توان‌ جمینگ، به شش ماهواره رسانده است. همچنین خطای موقعیت‌یابی کاربر را که به‌عنوان هدف اصلی گیرنده gps می‌باشد به میزان  بسیار زیادی کاهش داده است.

Reducing Interference Effect on GPS Navigation System Using Evolutionary Notch Filter

As nowadays the GPS navigation system has more usage in different areas, increasing its efficiency and accuracy has gained more importance. The transmitted signal travels a long distance from the satellites to reach the receivers on the ground, so its power fades. This faded signal can easily be affected by intentional noises, the socalled jamming, or unintentional noises. One of the most destructive kinds of jamming is the continuous wave (CW) jamming. The most favored method for countering this jamming is the notch filter. Therefore, in this paper, an adaptive notch filter (ANF) with a narrow response in proposed to reduce the effects of CW jamming. A kind of PSO evolutionary algorithm called the improved particle swarm           optimization algorithm (IPSO) is used to adapt the filter’s coefficients according to the power and          frequency of the jamming signal. Evolutionary algorithms are used in problems without any straight        forward answer, and that is why we chose this method for designing the filter. It also reduces the complexity of solving such mathematical problems. Finally, the efficiency of the proposed method is compared to other similar solutions, showing a significant improvement in the similarity of recovered signal to the original signal (up to 99%), as well as an increase in the number of observed satellites up to 6, and error reduction in determining the user coordinates which is the primary goal of the GPS system.