И.В. Тяпкин1, П.В. Луферчик2, В.Н. Тяпкин3, В.Н. Ратушняк4, П.В. Штро5

1,3,4 ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» (г. Красноярск, Россия)

2,5 «АО НПП «Радиосвязь» (г. Красноярск, Россия)

1 ityapkin@sfu-kras.ru; 2 luferchikp@gmail.com; 3 vtyapkin@sfu-kras.ru; 4 vratushniyk@sfu-kras.ru 

Постановка проблемы. Традиционные методы адаптивной пространственной обработки сигналов в антенных решетках приемников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), реализуемые на частоте дискретизации входного сигнала (до корреляторов), требуют высоких вычислительных затрат. В то же время корреляционная обработка обеспечивает значительное повышение отношения сигнал/шум (ОСШ) — на величину, равную произведению полосы пропускания на время накопления, что создает предпосылки для снижения требуемой частоты обработки. Для снижения вычислительной сложности предлагается перенести адаптивную пространственную обработку на выход корреляторов, где частота следования отсчетов соответствует тактовой частоте кода (как правило, 1–10 кГц), что в 1000–10000 раз ниже частоты дискретизации. При этом необходимо учитывать ограничения по динамическому диапазону линейного тракта до коррелятора, так как подавление мощных широкополосных помех в предлагаемой схеме выполняется после этапа накопления.

Цель. Представить и обосновать альтернативный подход к адаптивной пространственной обработке сигналов в ГНСС-приемниках с антенной решеткой - посткорреляционную адаптивную обработку сигналов, при которой вычисление весовых коэффициентов переносится с высокой частоты дискретизации (до корреляторов) на низкую частоту (после корреляторов).

Результаты. Рассмотрена посткорреляционная адаптивная пространственная обработка сигналов и дано математическое обоснование ее алгоритмов. Проанализированы оптимальные критерии обработки, структура построения и преимущества данного метода. Разработана математическая модель концепции посткорреляционной адаптивной обработки и подтверждена возможность реализации сложных алгоритмов на стандартных процессорах, что позволяет создавать компактные и недорогие помехозащищенные навигационные устройства.

Практическая значимость. Предложенный подход позволяет существенно снизить вычислительные затраты и жесткие требования к аппаратным ресурсам (тактовая частота, разрядность АЦП, энергопотребление), а также обосновать оптимальные критерии выбора, преимущества, ограничения и перспективы гибридных архитектур при проектировании навигационных приемников.

Тяпкин И.В., Луферчик П.В., Тяпкин В.Н., Ратушняк В.Н., Штро П.В. Посткорреляционная адаптивная пространственная
обработка в приемниках глобальных навигационных систем связи с антенной решеткой // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 8.
С. 33–42. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202608-04

1. Тяпкин В.Н., Луферчик П.В., Тяпкин И.В., Ратушняк В.Н., Штро П.В. Повышение вычислительной эффективности адаптивных алгоритмов пространственно-временно́й обработки в навигационных и радиолокационных системах // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 12. С. 16−25. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202512-02
2. Fante R.L., Vaccaro J.J. Wideband cancellation of interference in a GPS receive array // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2000. V. 36. № 2. Р. 549-564.
3. O'Brien A.J., Gupta I.J. Comparison of pre- and post-correlation beamforming techniques for interference mitigation in GPS // Proceedings of the 2008 National Technical Meeting of the Institute of Navigation. 2008. Р. 758-765.
4. Yang C., Soloviev A. Self-contained implementation of nullsteering and beamforming with a standalone antenna array for GNSS signals under interference //2023 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS). 2023. Р. 917-935.
5. Yang C., Soloviev A. In-situ calibration of GPS antenna array with ambient signals // 2023 Institute of Navigation International Technical Meeting (ITM 2023). 2023. Р. 751-769.
6. Li S., Lin H., Tang X., Ma C., Wang F. Noncoherent channel combining for GNSS signal tracking with an adaptive antenna array // Remote Sensing. 2024. V. 16. № 2. Р. 213.
7. Kurz L., et al. An architecture for an embedded antenna-array digital GNSS receiver using subspace-based methods for spatial filtering // 2012 6th ESA Workshop on Satellite Navigation Technologies (Navitec 2012). 2012. Р. 1-8.
8. Xu J., Ding J. GNSS multipath suppression technology based on postcorrelation and independent component analysis // PLOS ONE. 2022. V. 17. № 4. Р. e0267216.
9. Гарин Е.Н., Тяпкин В.Н., Фатеев Ю.Л. и др. Измерение пространственной ориентации по сигналам спутниковых радионавигационных систем в условиях помех // I-methods. 2020. Т. 12. № 3. С. 1-11.
10. Штро П.В., Тяпкин И.В., Кириченко В.Н. и др. Пеленгация точечных источников шумовых излучений // Журнал Сибирского федерального университета. Сер. Техника и технологии. 2024. Т. 17. № 7. С. 967-981.