馮 莉

（中國(guó)華陰兵器試驗(yàn)中心，華陰 714200）

GPS（全球定位系統(tǒng)），能夠在世界各地全天候不間斷的向用戶提供準(zhǔn)確的位置和時(shí)間信息，用戶的設(shè)備能夠準(zhǔn)確接收GPS發(fā)送的信息。在靶場(chǎng)試驗(yàn)中，GPS 測(cè)量設(shè)備主要用于精確測(cè)量目標(biāo)的位置信息。隨著靶場(chǎng)無(wú)線電環(huán)境的日益復(fù)雜，如何使GPS 測(cè)量設(shè)備正常工作而不受干擾，是我們需要深入研究的一項(xiàng)課題。

1 GPS干擾技術(shù)

GPS衛(wèi)星能夠發(fā)射出有限功率信號(hào)，GPS的衛(wèi)星與用戶在直線距離上較遠(yuǎn)，信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)受到干擾而出現(xiàn)衰減的情況，L1信號(hào)的發(fā)射功率只能維持在地球表面最小信號(hào)-160dBw，L1信號(hào)的發(fā)射功率也僅僅為地球表面最小信號(hào)-166dBw，所以會(huì)被其他信號(hào)進(jìn)行干擾。如果對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，需要設(shè)備在功率上得到保證，要盡可能的與GPS信號(hào)頻率相似。信號(hào)發(fā)射后會(huì)送至用戶的接收裝置中，干擾信號(hào)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大與GPS所發(fā)射的信號(hào)，接收機(jī)不能有效的接收到GPS信號(hào)，也就不能向用戶提供準(zhǔn)確的定位信息。壓制式的干擾信號(hào)多種多樣，通常有帶內(nèi)窄帶噪聲干擾、同頻帶寬帶噪聲干擾、單頻瞄準(zhǔn)式干擾等。欺騙式干擾不用發(fā)射太大的功率，與GPS的信號(hào)參數(shù)并無(wú)太大區(qū)別，缺少定位信息。這時(shí)如果對(duì)GPS接收機(jī)進(jìn)行干擾，就導(dǎo)致不能發(fā)射出準(zhǔn)確的定位信息。

2 GPS抗干擾技術(shù)

GPS地面測(cè)量設(shè)備主要由接收機(jī)與天線構(gòu)成，我們所說(shuō)的干擾GPS信號(hào)，通常指的是對(duì)接收機(jī)進(jìn)行干擾，擾亂其正常工作，使其不能正常接收GPS信號(hào)。

2.1 頻域?yàn)V波技術(shù)

如果想要接收機(jī)不受干擾，就需要在接收機(jī)的外部裝置濾波器，消除干擾信號(hào)，確保接收機(jī)能夠正常工作。如果接收機(jī)接收到不同形式的信號(hào)，濾波器就會(huì)依照子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行速度與位置的估算，計(jì)算結(jié)果需要先進(jìn)行融合之后再分析，這樣能夠?yàn)V除掉干擾信號(hào)。目前使用最廣的就是頻域?yàn)V波技術(shù)，如果接收機(jī)收到的信號(hào)為窄帶干擾，頻域?yàn)V波可以利用信號(hào)處理的技術(shù)將干擾信號(hào)進(jìn)行消除，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行衰減，去除干擾信號(hào)。頻域?yàn)V波技術(shù)通常用在抑制窄帶干擾中，對(duì)干擾信號(hào)的類型進(jìn)行甄別，先是利用頻率搜索對(duì)干擾頻率進(jìn)行確認(rèn)，之后形成陷波點(diǎn)，此過(guò)程具備一定的自適應(yīng)性。對(duì)于不同的窄帶干擾，能夠形成有差異的陷波點(diǎn)。通過(guò)抑制干擾信號(hào)的功率，將其轉(zhuǎn)化為普通信號(hào)，在對(duì)連續(xù)波單頻干擾進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，干擾抑制最高在60dB。

2.2 抗干擾天線技術(shù)

抗干擾天線技術(shù)是對(duì)零點(diǎn)位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使抗干擾天線能夠準(zhǔn)確辨別干擾信號(hào)來(lái)的方向，并通過(guò)調(diào)節(jié)自身的角度對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行消除。但是干擾信號(hào)通常來(lái)自不同的地方，很難準(zhǔn)確掌握其有效位置，因此需要提升抗干擾天線技術(shù)的適應(yīng)性，準(zhǔn)確找到干擾信號(hào)的方向，剩下的位置則由全向半球進(jìn)行覆蓋。抗干擾天線技術(shù)就是根據(jù)不同的信號(hào)角度，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行消除。天線能夠產(chǎn)生不同的衛(wèi)星信號(hào)，不能接收到零點(diǎn)位置的信號(hào)，影響了衛(wèi)星數(shù)目。

2.3 偽衛(wèi)星技術(shù)

GPS所發(fā)射的信號(hào)功率方面有所不足，只能選擇離衛(wèi)星較近的發(fā)射機(jī)，發(fā)射與GPS類似的信號(hào)，將其稱作“偽衛(wèi)星”。它的信號(hào)格式方面與GPS衛(wèi)星基本一致。但發(fā)射距離與接收距離并不遠(yuǎn)，因此發(fā)射信號(hào)的功率大大提升，使信號(hào)更強(qiáng)，并能夠消除干擾信號(hào)。可將“偽衛(wèi)星”安裝在氣球或是無(wú)人機(jī)上，這樣能夠通過(guò)飛行器的移動(dòng)，以“偽衛(wèi)星”為中心，形成虛擬GPS?！皞涡l(wèi)星”能夠發(fā)射與GPS信號(hào)一樣的信號(hào)，用戶接收機(jī)能夠在同一時(shí)間內(nèi)接收這兩種信號(hào)，這種方式只需要對(duì)GPS接收機(jī)軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改即可實(shí)現(xiàn)定位功能。與衛(wèi)星相比，“偽衛(wèi)星”的造價(jià)更低，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)完成抗干擾系統(tǒng)的建立?！皞涡l(wèi)星”GPS能夠接收功率更高的信號(hào)，比傳統(tǒng)的GPS衛(wèi)星更簡(jiǎn)單、更便捷。但缺點(diǎn)同樣明顯，因?yàn)楦】諝馇蛞约盁o(wú)人機(jī)需要一直運(yùn)動(dòng)，所以在定位的精度方面有所下降，誤差大約為20%。此外，將INS與GPS進(jìn)行完美融合，不但能夠彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，還能使二者的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了抗干擾的目的，也就是我們常說(shuō)的GPS/INS組合抗干擾技術(shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

GPS 在靶場(chǎng)試驗(yàn)中發(fā)揮著重要的作用，但由于其易被干擾的特點(diǎn)，同時(shí)也存在不小的隱患。GPS 抗干擾技術(shù)在靶場(chǎng)的應(yīng)用要針對(duì)不同的情況采取合適的方案，在精度要求的范圍內(nèi)，確保接收機(jī)能正常工作。

（1）可采取在接收機(jī)研制時(shí)加入濾波的手段從而抑制干擾。

（2）GPS 測(cè)量設(shè)備布站時(shí)盡量遠(yuǎn)離高功率的發(fā)射設(shè)備，避免壓制性的干擾。

（3）在干擾嚴(yán)重的情況下，可以考慮加大建設(shè)成本，建立偽衛(wèi)星站或者使用GPS/INS組合抗干擾技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)精確定位的要求。

本文對(duì)GPS 抗干擾技術(shù)的探討比較淺，希望能對(duì)今后此類問(wèn)題的分析提供參考。