苗志旺

摘 要 作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重點(diǎn)建設(shè)發(fā)展的內(nèi)容，干擾監(jiān)測(cè)對(duì)于改善衛(wèi)星系統(tǒng)問(wèn)題排查、提高衛(wèi)星系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要作用。文章首先介紹了衛(wèi)星系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)的方法，然后具體探討了衛(wèi)星系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，以期為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞 衛(wèi)星系統(tǒng)；干擾監(jiān)測(cè)技術(shù)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN972 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0017-01

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要用于全球區(qū)域內(nèi)的空中及地面目標(biāo)定位和授時(shí)。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的同時(shí)，大量復(fù)雜電磁干擾環(huán)境也在不斷影響系統(tǒng)設(shè)備工作。復(fù)雜電磁環(huán)境很可能會(huì)造成大量諧波信號(hào)及交調(diào)信號(hào)侵入到衛(wèi)星接收頻段內(nèi)，在部分范圍內(nèi)很容易超出系統(tǒng)干擾容限，嚴(yán)重時(shí)便會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)接收設(shè)備工作異常。提高衛(wèi)星系統(tǒng)抗干擾性能成為目前衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展的重要內(nèi)容。因此，加強(qiáng)有關(guān)衛(wèi)星系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)技術(shù)的分析，對(duì)于改善系統(tǒng)工作質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 衛(wèi)星系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)方法

依據(jù)衛(wèi)星鏈路特征及干擾信號(hào)特點(diǎn)，在衛(wèi)星干擾監(jiān)測(cè)中可采用多種方法相結(jié)合的方式來(lái)改善系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)水平。具體方法如下。

1）AGC電平監(jiān)測(cè)。地面測(cè)控站可利用測(cè)控系統(tǒng)的遙測(cè)解調(diào)數(shù)據(jù)獲取衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)中的AGC電平信號(hào)。相關(guān)的AGC信號(hào)電平會(huì)根據(jù)跟蹤接收有用信號(hào)的功率增加量而不斷升高，當(dāng)AGC信號(hào)電平過(guò)高時(shí)，其誤碼率也會(huì)增大，原因可能是同頻干擾信號(hào)的影響。應(yīng)答機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)鎖時(shí)跟蹤的為干擾信號(hào)。不相關(guān)的AGC信號(hào)電平會(huì)根據(jù)輸入信號(hào)功率的增加量而不斷升高，在輸入信號(hào)功率接近正常接收門(mén)限值時(shí)，接收機(jī)的正常鎖定動(dòng)作不能完成，則表明接收機(jī)遭受異常干擾。

2）誤碼率監(jiān)測(cè)。不同干擾的最終效果是影響信號(hào)的實(shí)際接收質(zhì)量，所以利用誤碼率可有效、直接改善干擾大小及有無(wú)的判斷效果。對(duì)于某一調(diào)制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，設(shè)備自身出現(xiàn)的解調(diào)損失可實(shí)現(xiàn)進(jìn)行測(cè)定，通常的信號(hào)噪聲導(dǎo)致的接收信號(hào)信噪比惡化量也可以進(jìn)行估計(jì)，因此利用實(shí)際接收信號(hào)的誤碼率便可分析計(jì)算系統(tǒng)的外部干擾[1]。

由于誤碼率具有反應(yīng)靈敏、測(cè)量方便、定義準(zhǔn)確、診斷門(mén)限清晰等特點(diǎn)，將其作為基本監(jiān)測(cè)參數(shù)非常有利。若誤碼率偏高則表示信道部分受到干擾，若誤碼率在正常值范圍以?xún)?nèi)則表示信號(hào)基本未受到任何干擾。

3）載噪比監(jiān)測(cè)。地面測(cè)控站還可利用測(cè)控系統(tǒng)中的遙測(cè)解調(diào)數(shù)據(jù)獲取衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)的載噪比狀況。若載噪比偏高，但在系統(tǒng)正常工作的門(mén)限區(qū)域內(nèi)，同時(shí)接受誤碼率也較高，則可基本推斷系統(tǒng)受到外來(lái)同頻信號(hào)干擾；若載噪比小于系統(tǒng)設(shè)定接收載噪比值，則可基本推斷系統(tǒng)受到寬帶噪聲干擾。

4）螺流監(jiān)測(cè)。地面監(jiān)控站能夠利用遙測(cè)解調(diào)數(shù)據(jù)獲取衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器行波管的螺流值。當(dāng)上行信號(hào)的輸入功率升高到一定值時(shí)衛(wèi)星接收器的螺流值也會(huì)出現(xiàn)飽和，所以通過(guò)分析處理螺流值，便可對(duì)系統(tǒng)受到的干擾進(jìn)行初步推斷。當(dāng)螺流超過(guò)安全工作范圍內(nèi)時(shí)表明系統(tǒng)受到干擾；當(dāng)螺流在安全工作范圍以?xún)?nèi)時(shí)則表明系統(tǒng)未受到任何干擾。[2]

2 衛(wèi)星系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

1）干擾識(shí)別技術(shù)。根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的實(shí)際數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)空間愛(ài)你環(huán)境中存在著各類(lèi)復(fù)雜形勢(shì)的干擾，且并非只有穩(wěn)定的脈沖、寬帶及窄帶等類(lèi)型。①干擾識(shí)別的原理：為保證系統(tǒng)能夠有效應(yīng)對(duì)多變復(fù)雜的干擾，保證衛(wèi)星系統(tǒng)在干擾條件中的工作穩(wěn)定性，應(yīng)依據(jù)對(duì)空間無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用干擾樣本綜合分析干擾信號(hào)特征，形成干擾數(shù)據(jù)庫(kù)和干擾頻譜模板，然后在識(shí)別干擾信號(hào)調(diào)制方式的過(guò)程中將實(shí)際干擾特征與數(shù)據(jù)庫(kù)指標(biāo)特征進(jìn)行比較，以此提高干擾識(shí)別的效率及應(yīng)對(duì)干擾反應(yīng)的靈活性。②干擾線(xiàn)號(hào)自動(dòng)調(diào)制識(shí)別通常采用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別和決策論兩種方法，統(tǒng)計(jì)模式方法主要以模式識(shí)別作為理論基礎(chǔ)，而決策論方法主要以假設(shè)檢驗(yàn)作為理論基礎(chǔ)。③干擾信號(hào)特征識(shí)別主要是指對(duì)信號(hào)調(diào)制方式的判斷，調(diào)制識(shí)別是指判斷干擾信號(hào)調(diào)制種類(lèi)的方式，常使用的調(diào)制判別方法有：星座圖聚類(lèi)分析調(diào)制識(shí)別方法；利用支持向量基的數(shù)字調(diào)制識(shí)別方法；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP法；利用小波分解的調(diào)制識(shí)別方法；利用高階累積量的調(diào)制識(shí)別方法等。當(dāng)前這些算法通常在通信信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別中應(yīng)用，對(duì)于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)干擾識(shí)別還不太廣泛，在實(shí)際研究中應(yīng)注意算法與衛(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)特征的

結(jié)合。

2）干擾檢測(cè)技術(shù)。作為干擾監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)工作，干擾檢測(cè)是開(kāi)展系統(tǒng)防干擾的重要依據(jù)。信號(hào)檢測(cè)的方法主要油循環(huán)平穩(wěn)特征檢測(cè)法、匹配濾波器檢測(cè)法與能量檢測(cè)法，當(dāng)前應(yīng)用于干擾檢測(cè)的方法主要有高階統(tǒng)計(jì)量分析法、能量檢測(cè)法、數(shù)字信號(hào)處理方法、循環(huán)平穩(wěn)分析法、極化分析法及時(shí)頻分析法等。

3）高質(zhì)量數(shù)字接收機(jī)技術(shù)。接收機(jī)是干擾檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，接收機(jī)的性能質(zhì)量直接關(guān)系著衛(wèi)星系統(tǒng)的整體質(zhì)量。干擾監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要接收視場(chǎng)導(dǎo)航各頻段內(nèi)的多種不同信號(hào)，且要估計(jì)分析信號(hào)空域、頻域參數(shù)。通常地面接收到的衛(wèi)星信號(hào)功率在-140dBm左右，而干信比一般在-30～-120dB，相應(yīng)的干擾功率一般在-110～-20dBm的范圍內(nèi)，這就要求干擾監(jiān)測(cè)接收機(jī)具備兩方面的性能：一是動(dòng)態(tài)范圍要大，以便能夠?qū)^大功率干擾信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；二是靈敏度較高，從而利于對(duì)較弱干擾信號(hào)實(shí)時(shí)有效監(jiān)測(cè)[3]。

在天線(xiàn)陣測(cè)向系統(tǒng)內(nèi)部，各振源都與其信號(hào)通道一一對(duì)應(yīng)，然而不同通道間卻包含差別較大的特性，在實(shí)際分析中應(yīng)采取校正措施才能獲取較高的一致性。

4）干擾源定位技術(shù)。在對(duì)干擾實(shí)施監(jiān)測(cè)、測(cè)向的同時(shí)，利用多臺(tái)干擾監(jiān)測(cè)接收機(jī)組網(wǎng)技術(shù)，完成對(duì)空間電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)與干擾源的定位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制周?chē)姶怒h(huán)境、檢查及排除干擾源的功能。無(wú)線(xiàn)電定位通常包括有源定位與無(wú)源定位兩種，對(duì)于導(dǎo)航頻段干擾源的定位是無(wú)線(xiàn)電無(wú)源定位的一種。依據(jù)測(cè)向站的使用數(shù)量，無(wú)源定位一般又分為多站定位與單站定位，無(wú)線(xiàn)電干擾源定位通常使用多站定位方式，其往往通過(guò)三臺(tái)以上的接收機(jī)組網(wǎng)，來(lái)降低定位模糊度對(duì)定位精度的干擾。采用的定位方法主要有FDOA、AOA、TDOA等，使用中將多種方法結(jié)合可有效提高定位精度。

3 結(jié)束語(yǔ)

干擾監(jiān)測(cè)的質(zhì)量將直接關(guān)系著衛(wèi)星系統(tǒng)的運(yùn)行安全性與可靠性，因此，相關(guān)技術(shù)與研究人員應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)衛(wèi)星系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，總結(jié)干擾監(jiān)測(cè)技術(shù)方法及具體實(shí)施要點(diǎn)，以逐步改善衛(wèi)星系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]王平.淺談衛(wèi)星通信系統(tǒng)干擾監(jiān)測(cè)和處理[J].數(shù)字通信世界，2011，13（14）：74-75.

[2]宋文玉.抑制衛(wèi)星干擾 遏制產(chǎn)業(yè)損失[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2011，06（10）：61-62.

[3]劉武兵.衛(wèi)星特殊干擾信號(hào)監(jiān)測(cè)方法的研究[J].中國(guó)無(wú)線(xiàn)電，20012，05（35）：57-58.endprint