卫星导航抗干扰技术应用
高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析
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高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析随着卫星定位技术的不断发展和应用,高精度卫星导航接收机已经广泛应用于航空、航海、车载、无人机等领域。
在实际的应用中,卫星导航接收机往往会受到各种干扰,影响其定位精度和可靠性。
为了提高卫星导航接收机的抗干扰能力,各国的科研机构和企业纷纷开展了相关技术研究。
本文将对高精度卫星导航接收机抗干扰技术进行深入分析,以期为相关研究和工程应用提供参考。
卫星导航接收机通常会受到以下几种干扰:天气环境中的大气干扰、人为干扰、多路径效应等。
1.天气环境中的大气干扰在恶劣的天气条件下,如雷暴、大雨、暴风雪等极端天气情况下,卫星导航接收机可能会受到大气干扰影响,导致信号衰减或者不稳定,从而影响其定位精度和可靠性。
2.人为干扰人为干扰包括恶意干扰和无意干扰。
恶意干扰是指恶意利用无线电技术对卫星导航系统进行干扰,以达到破坏定位服务的目的。
无意干扰则是指无意中产生的信号干扰,如电磁辐射、其他通信设备的频率冲突等。
3.多路径效应多路径效应是指卫星信号在传播过程中,会受到反射、折射、散射等影响,导致接收机接收到的信号包含主要信号和多径信号,从而产生定位误差。
以上干扰形式给高精度卫星导航接收机的性能带来了严重挑战,研究和提高卫星导航接收机的抗干扰能力迫在眉睫。
为了应对上述干扰形式对卫星导航接收机性能的影响,研究人员和工程师们提出了多种抗干扰技术,主要包括软件滤波技术、天线阵列技术、智能识别技术等。
1.软件滤波技术软件滤波技术是指利用数字信号处理技术对接收到的信号进行处理,消除或抑制干扰信号,提高导航接收机的抗干扰能力。
该技术主要包括滤波器设计、数字滤波算法、自适应滤波技术等。
通过对信号进行衰减、滤波、等方法,可以有效减少信号干扰对接收机的影响,提高定位精度和可靠性。
2.天线阵列技术天线阵列技术是指利用多个天线以及信号处理算法,抑制多径效应和人为干扰,提高信号的质量和稳定性。
通过改变天线的结构和信号处理算法,可以有效减少多路径效应的影响,提高接收机的定位精度和可靠性。
卫星导航系统的抗干扰技术探索
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卫星导航系统的抗干扰技术探索在当今科技飞速发展的时代,卫星导航系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从日常出行中的导航应用,到航空航天、军事领域的精确制导,卫星导航系统的作用愈发关键。
然而,卫星导航信号在传输过程中容易受到各种干扰,这给其准确性和可靠性带来了巨大挑战。
因此,研究卫星导航系统的抗干扰技术具有极其重要的意义。
卫星导航系统的工作原理是通过卫星向地面发射特定频率的信号,接收机接收这些信号并进行处理,从而计算出自身的位置、速度和时间等信息。
但由于卫星信号在传输过程中相对较弱,且要穿过大气层和各种复杂的环境,这就使得其很容易受到有意或无意的干扰。
无意干扰主要包括自然现象和民用设备产生的干扰。
例如,太阳活动产生的电磁辐射可能会影响卫星信号的传播;城市中密集的建筑物会反射和散射信号,导致多径效应;一些大功率的电子设备也可能会产生电磁干扰。
有意干扰则往往是人为制造的,具有更强的针对性和破坏性。
比如,敌方可能会使用干扰设备发射大功率的同频或相近频率的信号,以阻塞合法的卫星导航信号;或者采用欺骗干扰的方式,发送虚假的导航信号,误导接收机得出错误的位置信息。
为了应对这些干扰,科研人员们研发了多种抗干扰技术。
其中,天线抗干扰技术是一种常见且有效的手段。
通过采用特殊设计的天线,如自适应天线阵列,可以根据干扰信号的方向和特征,自动调整天线的波束方向和增益,从而增强对有用信号的接收,抑制干扰信号。
这种天线能够实时感知干扰的存在,并迅速做出反应,就像是一个敏锐的“耳朵”,能够准确地捕捉到微弱的卫星信号,同时过滤掉嘈杂的干扰。
滤波技术也是抗干扰的重要方法之一。
通过数字滤波器,可以将接收到的信号中处于特定频段的干扰成分滤除,保留有用的卫星导航信号。
就好比是一个精细的筛子,只让符合要求的“细沙”通过,而把“杂质”挡在外面。
另外,扩频技术在卫星导航系统中也得到了广泛应用。
扩频通信将信号的频谱扩展到很宽的频带上,使得单位频带内的信号功率降低,从而提高了信号的抗干扰能力。
卫星导航系统中的信号干扰与抗干扰技术研究
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卫星导航系统中的信号干扰与抗干扰技术研究随着现代社会的发展,卫星导航系统的应用越来越广泛,从导航系统到军事应用,从飞机军舰到车辆无人驾驶,卫星导航系统成为现代化、精密化无法缺少的一部分。
然而,在卫星导航系统中信号干扰问题较为严重,导致了设备使用效果下降,对于这一问题,研究关于信号干扰与抗干扰技术已成为业界普遍关注的话题。
一、卫星导航系统中的信号干扰问题在卫星导航系统中,信号干扰指的是外部信号或者设备内部产生的干扰信号影响信号传输和接收的质量。
通常会发生以下几种干扰:1. 电磁波干扰电磁波干扰来自其他电子设备,例如基站或雷达等。
这种干扰首先会影响接收天线,最终影响接收到的信号质量。
2. GPS信号模拟干扰仿真干扰可以使用外部信号模拟器对接收器进行测试,这可以为测试人员提供一种在实验室中重现GPS信号干扰的方法。
3. 多径效应干扰多径效应干扰是指由于GPS信号在传输过程中发生地面反射,建筑物、山脉等障碍环境造成的GPS信号多径效应,也就是接收到的信号被反射后到达接收器的时间相比正常传输时间有所延误,从而使得信号干扰问题非常复杂,尤其在密集城市区域地图中很容易出现这种干扰。
二、抗干扰技术研究由于信号干扰的影响,卫星导航定位装置可能会失去精度、甚至无法进行定位,甚至对航空器等大规模设备产生极大的安全隐患。
因此,抗干扰技术成为了卫星导航系统研究和应用的重要方向。
1. 电磁干扰抗性在卫星导航系统中,考虑到电子设备的耐久性和保护性,对电磁干扰抗性的需求非常高。
为此,现代卫星导航系统研究人员提出了一些控制干扰的技术,以减少电磁干扰的影响:一方面,可以采用屏蔽设备或增加抗干扰设施,另一方面可以通过动态调整接收的信号质量以降低电磁干扰。
2. 技术干扰抗性措施卫星导航系统的开发者们也在研究各种应对技术干扰的措施。
例如将电子组件改为可以共存的组件,消除极化效应,增加信噪比并增加抗干扰度等技术。
同时,研究人员还尝试了一些新的解决方案,例如使用超声波和通风系统向卫星导航设备供气,减少高热设计带来的设备问题。
北斗卫星导航抗干扰接收系统技术的分析
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北斗卫星导航抗干扰接收系统技术的分析摘要:卫星导航系统具有连续性和实时性的特点,它能够实现精确定位,因而在军事及其他领域具有广泛的应用。
但是,随着科技的不断发展与进步,卫星导航系统所处的工作环境也越来越复杂化,卫星信号很容易受到各种因素的干扰。
北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术,是我国卫星导航的最为关键的抗干扰接收系统技术之一。
开展关于卫星导航抗干扰接收系统技术的分析,实现北斗卫星导航系统的抗干扰接收技术科学性和全面性的有效提升,可以为卫星导航抗干扰接收工作在新时期的改革和发展奠定稳定的基础和提供强大的推动力。
关键词:卫星导航;抗干扰接收系统;北斗卫星导航系统;技术分析现代化信息技术在当今社会获得了长足的发展,期间,北斗卫星导航技术得到应用与发展,是一种崭新的无线导航方式之一。
北斗卫星导航系统有着很大优势,例如实时连续性、精准定位等。
在科技不断更新换代、不断发展的今天,我国北斗卫星导航所处的工作环境面临着更多更复杂的问题。
北斗卫星导航系统在工作时可能会受到外界因素的干扰,如何去克服这些干扰,提高卫星导航抗干扰能力是当前的任务之一。
1 常用卫星导航抗干扰技术分析所谓抗干扰技术就是利用一定的方法对卫星信息接收和传递方式及功率进行处理,使卫星接收自己所需的信号。
常见的卫星导航抗干扰技术主要有以下几种: 1. 利用虚拟卫星法。
虚拟卫星法就是在地面上设定一个发射装置或小卫星来模拟卫星发射信号,或者通过无人驾驶飞行器,阻止干扰方分清真正的导航卫星,增加干扰的难度及成本。
这种方法一般适用于军事领域,特别是在战争的时候。
2. 利用天线抗干扰法。
天线抗干扰法是卫星通信中最常用的方法,具体分为智能天线技术、自适应调零天线以及多波速天线等。
智能天线是一种新型天线,他安装在卫星信号接收处。
能够产生很多波速,依照制定的工作区,使系统达到完美的工作状态。
自适应调零天线是对天线的阵元进行加权处理,使干扰源方向调零,从而减少或者降低干扰的程度。
北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术研究
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北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术研究抗干扰技术一直是卫星导航通信方向研究的前沿,特别是在军事领域的应用,是决定信息化战争成败的关键因素之一。
虽然我国卫星导航系统起步晚,但发展迅速。
对干扰抑制技术的不断研究会在更加完善的第三代北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)中发挥不可或缺的作用。
接收机天线收到的导航信号微弱,容易受到周围电磁波和干扰的破坏。
窄带干扰(Narrowband Interference,NBI)是接收机常见的干扰类型。
为了提高接收机抗窄带干扰的性能,有必要在接收机中加入窄带干扰抑制模块。
本文主要深入的研究了时域和频域的自适应抑制窄带干扰的方法,并选择了一种频域自适应门限算法进行了硬件实现。
以接收机收到的卫星导航信号和噪声、干扰的混合信号为前提,本文主要完成了以下工作:(1)介绍了卫星导航系统中采用的扩频通信技术,以直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)系统为例,对窄带干扰下扩频前后的误码率曲线进行了仿真,由结果对比分析了其抗干扰性能。
接着根据北斗信号和窄带干扰的结构,给出了数学模型,并阐述了导航接收机原理和自适应滤波技术理论。
(2)从自适应预测估计角度,研究了时域抑制窄带干扰技术。
详细介绍了最小均方(Least Mean Square,LMS)、递归最小二乘(Recursion Least Square,RLS)以及改进的可变步长最小二乘(Variable Step-size Least Mean Square,VSLMS)算法,对比了各算法抑制窄带干扰前后的仿真结果图,分析了算法的收敛性。
从滤波器结构角度对IIR陷波器进行了改进,并对改进前后进行了仿真对比。
(3)从自适应门限与并行处理数据角度,研究了频域抑制窄带干扰技术。
首先介绍了频域滤波的思路,加窗函数的原因以及减少影响的措施,接着重点研究了频域滤波中自适应门限值的设定方法,并对改进后的N-sigma算法、自适应门限μ值法以及块处理数据的FBLMS算法进行了抗窄带干扰仿真。
gnss 抗干扰原理
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gnss 抗干扰原理
GNSS(全球导航卫星系统)的抗干扰原理涉及到对来自外部干扰源的信号进行有效处理,以确保GNSS接收机仍能准确、可靠地定位。
以下是一些常见的GNSS抗干扰原理:
1. 多路径抑制:多路径效应是指卫星信号被建筑物或地形等物体反射后到达接收器,导致定位误差。
为了抑制多路径干扰,GNSS 接收机通常采用天线设计、信号处理算法等手段,降低多路径效应的影响。
2. 数字滤波:GNSS接收机内部通常包含数字滤波器,用于抑制来自外部干扰源的频率成分。
这有助于保持GNSS信号的纯净性,提高抗干扰能力。
3. 自适应滤波:一些GNSS接收机采用自适应滤波技术,根据当前环境和信号特性动态调整滤波参数。
这使得接收机能够更好地适应复杂的干扰环境。
4. 天线阵列:使用天线阵列技术,通过对来自不同方向的信号进行处理,可以在一定程度上抵抗方向性的干扰,提高GNSS接收机对信号的选择性。
5. 时域干扰检测: GNSS接收机可以使用时域干扰检测技术,监测并识别信号中的异常变化,从而识别和抵御外部的干扰。
6. 频域干扰检测:通过在接收机中实施频域分析,可以检测并过滤掉来自干扰源的频率干扰,提高信号的纯度。
7. 跳频技术:跳频技术是一种通过在不同频率之间跳跃传输信息的方式,从而降低单一频率干扰对系统的影响。
8. 空间分集:空间分集是通过使用多个接收天线,将来自不同方向的信号合并,以提高抗干扰性能。
9. RF前端设计:优化射频(RF)前端设计,包括采用高品质天线、低噪声放大器等,有助于提高对弱信号和抗干扰能力。
这些原理通常会在GNSS接收机的硬件和软件层面上综合应用,以确保在复杂和恶劣的环境中。
高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析
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高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析1. 引言1.1 高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析随着卫星导航系统在航空、航海、地质勘探等领域的广泛应用,对接收机抗干扰能力的要求越来越高。
高精度卫星导航接收机抗干扰技术成为当前研究的热点之一。
本文将对高精度卫星导航接收机抗干扰技术进行深入分析,从干扰源及其特点、干扰抑制技术、滤波技术应用、自适应滤波技术和数字信号处理技术等方面进行探讨。
在干扰源及其特点部分,我们将介绍常见的卫星导航信号干扰来源及其特点,包括人为干扰、自然干扰等。
在干扰抑制技术方面,我们将介绍常见的抗干扰技术,如空域干扰抑制、频域干扰抑制等。
在滤波技术应用部分,我们将探讨滤波技术在高精度卫星导航接收机中的应用,以及不同滤波器的特点和效果。
在自适应滤波技术和数字信号处理技术两部分,我们将介绍这两种技术在抗干扰领域的应用和优势。
通过对高精度卫星导航接收机抗干扰技术的分析,可以更好地了解其关键挑战和未来发展趋势。
在不断变化的技术环境下,提高接收机抗干扰能力对于确保导航系统的准确性和稳定性至关重要。
2. 正文2.1 干扰源及其特点高精度卫星导航接收机在实际应用中会遭遇各种干扰源,这些干扰源会对信号接收和处理产生影响。
主要的干扰源包括人为干扰、自然干扰和系统内部干扰。
人为干扰是指由于人类活动引起的电磁波干扰,比如无线电干扰、雷电干扰等。
这些干扰源通常会导致信号质量下降、定位精度降低甚至丧失信号接收能力。
自然干扰包括大气层散射、多径效应、天气变化等因素。
这些因素会影响卫星信号传播的路径和传播速度,导致信号接收端收到的信号出现时延、频偏等问题。
系统内部干扰主要包括时钟漂移、电路噪声等。
这些干扰源是由于接收机本身的结构和设计引起的,会干扰接收机对卫星信号的解码和处理过程。
针对不同的干扰源,需要采取不同的抑制技术和滤波技术来提高接收机的抗干扰能力,确保接收到的信号质量和定位精度。
在接下来的章节中,我们将详细介绍这些干扰抑制技术和滤波技术的应用。
卫星导航系统接收机抗干扰关键技术综述
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卫星导航系统接收机抗干扰关键技术综述卫星导航系统,就是用于对目标定位、导航、监管,提供目标位置、速度等相关信息的卫星系统。
卫星导航系统具有很多优点,定位精度非常高,如美国的GPS(全球定位系统)精度可达厘米和毫米级;效率高,体现在观测时间短,可随时定位;全天候的连续实时提供导航服务。
因此,卫星导航系统广泛应用于各个领域,发展前景十分广阔。
但是,卫星导航系统有一个缺点,就是卫星信号的功率比较低,信道容易受到其他形式的各种干扰,导致卫星导航接收机的性能下降。
因此,为了提升我国的卫星导航系统的抗干扰能力,本文主要研究探讨了卫星导航系统接收机抗干扰的关键技术。
1 卫星导航系统抗干扰技术卫星导航系统接收机的干扰主要有三种形式,欺骗式干扰、压制式干扰、欺骗式/压制式组合干扰。
欺骗式干扰有针对民码的干扰和针对军码的干扰;压制式干扰有宽带压制式干扰和窄带压制式干扰。
为了应对各种干扰,卫星导航系统使用扩频技术,扩频技术具有很好的隐蔽性,能够精密测距,并且可以实现多址通信,抗干扰能力大大增加。
而对于连续波干扰、窄带干扰,就要采用带阻频谱滤波方法滤掉干扰信号。
而对于宽带干扰,这些方法效果都不理想,一般选择自适应阵列天线技术,这种技术能够根据外部的信号强弱,自动改变各个针元的加权系数,从而对准干扰信号方向。
1.1 自适应滤波技术自适应滤波技术是随着自适应滤波理论与算法的发展而发展起来的,最小均方算法和最小二乘算法对自适应滤波技术起到的非常大的作用。
除此以外,采样矩阵求逆算法也属于另一种自适应算法,直接矩阵求逆算法使得系统处理速度大大提升。
1.2 卡尔曼滤波技术卡尔曼滤波技术是卡尔曼在20世纪60年代提出的,卡尔曼滤波技术是在被提取信号的相关测量中利用实时递推算法来估计所需信号的一种滤波技术。
这种技术的理论基础是随机估计理论,在估计过程中,用观测方程、系统状态方程以及白噪声激励的特性作为滤波算法。
卡尔曼滤波技术不仅用于估计一维的平稳的随机过程,而且可以用于多维的非平稳随机过程估计。
卫星导航系统抗干扰技术的探讨
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卫星导航系统抗干扰技术的探讨在当今的科技时代,卫星导航系统已经成为我们日常生活和众多领域不可或缺的一部分。
从汽车导航帮助我们准确到达目的地,到飞机的精确飞行,再到农业中的精准作业,卫星导航系统发挥着至关重要的作用。
然而,卫星导航系统在实际应用中并非一帆风顺,干扰问题一直是其面临的严峻挑战。
为了确保卫星导航系统的可靠性和稳定性,抗干扰技术的研究与应用显得尤为重要。
卫星导航系统容易受到多种类型的干扰。
首先是自然干扰,比如太阳活动产生的电磁辐射可能会对卫星信号造成影响。
其次是人为干扰,这包括无意干扰和有意干扰。
无意干扰可能来自其他电子设备的电磁辐射,而有意干扰则是某些恶意行为,通过发射特定频率的电磁波来扰乱卫星导航信号。
为了应对这些干扰,众多抗干扰技术应运而生。
其中,天线抗干扰技术是常见的一种。
通过采用特殊设计的天线,如自适应天线阵列,可以根据干扰信号的方向和特征,自动调整天线的方向图,增强对有用卫星信号的接收,同时抑制干扰信号。
这种技术能够有效地提高系统的抗干扰性能,但其成本相对较高,且在复杂的干扰环境中可能存在一定的局限性。
滤波技术也是卫星导航系统抗干扰的重要手段之一。
通过对接收的信号进行滤波处理,去除干扰信号的频率成分,保留有用的卫星导航信号。
常见的滤波方法包括数字滤波和模拟滤波。
数字滤波具有灵活性高、可调整性强等优点,但计算复杂度相对较高;模拟滤波则在处理速度上具有优势,但调整和优化相对较为困难。
扩频技术在卫星导航抗干扰中也发挥着关键作用。
通过将有用信号的频谱扩展到较宽的频带上,降低了信号功率谱密度,使得干扰信号难以对其产生有效的影响。
同时,接收端可以通过相应的解扩处理恢复出原始的有用信号。
这种技术具有良好的抗干扰性能,但需要系统具备较高的同步精度和处理能力。
空时自适应处理技术是一种较为先进的抗干扰方法。
它结合了空间和时间上的信息,对干扰信号进行更精确的估计和抑制。
通过在空间和时间维度上对信号进行处理,可以有效地应对复杂多变的干扰环境。
GNSS卫星导航系统干扰监测技术的研究
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GNSS卫星导航系统干扰监测技术的研究GNSS卫星导航系统干扰监测技术的研究随着全球导航卫星系统(GNSS)在现代社会的广泛应用,如GPS(全球定位系统)、GLONASS(俄罗斯全球导航卫星系统)、Galileo(欧洲全球导航卫星系统)和BeiDou(中国北斗导航卫星系统),人们越来越依赖这些系统来进行精确定位、导航和时间同步。
然而,干扰信号对GNSS系统的可靠性和精度造成了严重影响,这就迫使研究人员不断探索和开发GNSS卫星导航系统干扰监测技术。
GNSS系统的干扰主要来自两个方面:恶意干扰和无意干扰。
恶意干扰指的是有意对GNSS系统进行干扰或破坏的行为,例如GPS定位被用于恐怖主义活动中的导弹制导或炸弹引爆等。
无意干扰则通常是由电子设备、无线通信和雷达等其他系统产生的设备造成的干扰,例如发射机泄漏的无线电频率干扰到GNSS接收机。
干扰对GNSS系统的影响主要表现在位置偏移、导航错误和无法定位等方面。
一旦GNSS接收机受到干扰,可能会导致定位误差增加,甚至无法正常工作。
因此,准确地检测和监测干扰信号对于保证GNSS系统的可靠性和稳定性至关重要。
GNSS卫星导航系统干扰监测技术主要包括两个方面:干扰检测和干扰定位。
干扰检测是指基于接收机相关参数的算法,通过对接收到的信号进行分析,判断是否存在干扰。
常用的干扰检测方法包括功率检测法、时频域分析法和自适应法等。
功率检测法基于接收到的信号功率进行判断,当信号功率大幅度超过正常情况下的功率范围时,即可判定存在干扰。
时频域分析法主要通过对接收到的信号进行时域和频域分析,判断其中是否存在非GNSS信号,进而进行干扰判定。
自适应法是一种基于自适应滤波理论的方法,利用自适应滤波器来削弱干扰信号,进而进行干扰判定。
干扰定位是指通过对收到的干扰信号进行分析和处理,确定干扰信号的发射源的位置。
根据干扰信号传播模型、多接收机观测和数据处理算法等,可以实现对干扰信号源的定位。
卫星导航系统抗干扰技术研究
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卫星导航系统抗干扰技术研究在当今科技飞速发展的时代,卫星导航系统已经成为了人们日常生活、军事行动、交通运输等众多领域不可或缺的重要工具。
然而,卫星导航信号在传输过程中往往容易受到各种干扰,这给其正常使用带来了巨大的挑战。
因此,卫星导航系统抗干扰技术的研究具有极其重要的意义。
卫星导航系统的工作原理是通过卫星向地面发射特定频率的信号,地面接收设备接收并处理这些信号,从而确定自身的位置、速度和时间等信息。
但由于卫星信号在传输过程中会经历长距离的空间传播,信号强度会大幅衰减,变得相对微弱。
这使得它们很容易受到来自自然界和人为的各种干扰。
自然界的干扰源包括太阳活动产生的电磁辐射、电离层闪烁、对流层折射等。
太阳活动剧烈时,会释放出大量的高能粒子和电磁辐射,可能对卫星导航信号造成干扰。
电离层闪烁和对流层折射则会使卫星信号发生折射、散射和延迟,影响信号的准确性和稳定性。
人为干扰则更加复杂多样。
有意干扰包括敌方的电子战攻击,通过发射大功率的同频或相近频率的干扰信号,来阻塞或误导卫星导航接收机。
无意干扰则可能来自于各种电子设备,如通信基站、雷达系统、工业设备等,它们产生的电磁辐射可能落在卫星导航信号的频段内,从而形成干扰。
为了应对这些干扰,科研人员们研发了多种抗干扰技术。
天线抗干扰技术是其中的一种重要手段。
通过采用特殊设计的天线,如自适应天线阵,可以根据干扰信号的方向和特征,自动调整天线的方向图,将干扰信号抑制在一定的方向之外,从而提高接收有用信号的能力。
这种天线通常由多个天线单元组成,通过复杂的算法来控制每个单元的相位和幅度,实现对干扰信号的抑制。
滤波技术也是常见的抗干扰方法之一。
通过对接收的信号进行滤波处理,去除干扰信号所在的频段,保留有用的卫星导航信号。
数字滤波技术,如有限冲激响应(FIR)滤波器和无限冲激响应(IIR)滤波器,能够有效地实现这一功能。
此外,还有基于小波变换的滤波技术,能够在时域和频域上对信号进行更精细的分析和处理,提高抗干扰性能。
稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究
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稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究一、概括随着全球卫星导航系统(GNSS)在各个领域的广泛应用,抗干扰技术的研究日益凸显出其重要性。
本文将对健壮的全球卫星导航系统抗干扰技术进行研究,以期为提高GNSS的安全性和可靠性提供参考。
卫星导航系统作为一种重要的空间信息传输手段,在民用和军事领域具有举足轻重的地位。
受到自然和人为干扰的影响,卫星导航系统面临着信号丢失、数据错误等问题,严重影响正常使用。
研究抗干扰技术对于提升卫星导航系统的稳健性和安全性具有重要意义。
本文将从抗干扰技术的研究背景、发展现状以及未来趋势三个方面进行展开分析。
随着科技的迅速发展,全球卫星导航系统已成为个国家竞争力和国家安全的重要标志。
在民用领域,卫星导航系统可以用于交通、气象、灾害预警等各个领域;在军事领域,卫星导航系统可以为导弹制导、军事侦察等提供重要支持。
卫星导航系统容易受到自然和人为干扰的影响,如大气层延迟、卫星轨道误差、地面发射设备干扰等。
这些干扰可能导致信号丢失、数据错误等问题,影响正常使用。
研究抗干扰技术对于提升卫星导航系统的稳健性和安全性具有重要意义。
全球已有四个卫星导航系统投入运行,分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略和中国的北斗。
这些导航系统在信号传输、定位精度、服务范围等方面各有特点,但均受到一定程度的干扰威胁。
为提高卫星导航系统的抗干扰能力,各国学者和工程技术人员不断进行研究,提出了多种抗干扰技术。
这些技术包括:信号处理技术、波形调制技术、编码与解码技术、天线技术与多址技术等。
信号处理技术和波形调制技术在抵御干扰方面取得了显著成果。
信号处理技术通过对信号进行预处理、滤波、解调等操作,可以有效消除或减小干扰的影响;波形调制技术通过在信号中加入具有特殊形式的主瓣恒虚阶和时域自适应滤波器,可以提高信号的抗干扰能力。
1.1 卫星导航系统的重要性随着科技的快速发展,卫星导航系统已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术研究
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北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术研究北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统,具有全球覆盖、高精度和公共安全等特点,广泛应用于交通运输、精准农业、海洋渔业等领域。
然而,在实际应用中,卫星导航接收机面临着各种各样的干扰,其中包括窄带干扰。
为了提高北斗导航接收机的抗窄带干扰能力,需要进行相应的技术研究。
窄带干扰是指占用很窄的频谱带宽并且持续时间较长的信号,通常是由电磁源发出,能够干扰导航接收机的正常工作。
窄带干扰会引起导航接收机测距误差增大、定位精度下降等问题,严重影响导航系统的可靠性和稳定性。
针对北斗导航接收机抗窄带干扰技术的研究可以从以下几个方面展开:首先,可以通过信号处理技术对抗窄带干扰进行抑制。
抑制窄带干扰的方法主要有频域抑制和时域抑制两种。
频域抑制主要利用滤波器对干扰信号进行滤波,去除频带内的干扰信号;时域抑制则是通过时域滑动窗口技术对干扰信号进行检测和削减。
这些信号处理技术可以在导航接收机内部实现,提高抗干扰能力。
其次,可以引入智能算法来提高导航接收机的抗干扰能力。
智能算法包括神经网络、遗传算法、模糊逻辑等,可以自适应地对抗窄带干扰信号进行处理,提高干扰信号的削弱能力,并保证导航接收机正常工作。
例如,可以利用神经网络模型对干扰信号进行在线学习和自适应处理,提高抗干扰性能。
此外,可以增加硬件设计上的抗干扰措施。
例如,在导航接收机的设计中加入滤波器、电磁屏蔽等措施,有效地抑制干扰信号的传播和影响。
同时,可以采用双天线设计,通过信号多普勒差分等技术实现干扰信号的削弱和排斥,提高抗干扰能力。
最后,可以通过加密技术来保障导航系统的安全性。
通过对北斗导航信号进行加密,可以有效地防止恶意劫持和干扰,提高导航接收机的抗干扰和安全性能。
同时,还可以引入认证机制和密钥管理等技术,增加北斗导航系统的安全防护能力。
总之,北斗卫星导航接收机抗窄带干扰技术的研究对于提高北斗导航系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析
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高精度卫星导航接收机抗干扰技术分析随着全球卫星导航系统的不断发展和应用,高精度卫星导航接收机的抗干扰技术显得尤为重要。
在复杂的电磁环境中,卫星导航信号容易受到各种干扰,如自然环境、人为干扰等影响,而导航信号的准确性和可靠性对于航空航天、国防、交通运输等领域至关重要。
如何有效地提高卫星导航接收机的抗干扰能力成为了当前的研究热点之一。
一、高精度卫星导航接收机常见的干扰形式1. 自然环境干扰自然环境的因素对卫星导航信号会产生影响。
如大气层的扰动、杂散的电磁波等都可能对卫星导航信号产生干扰,导致接收机误差增大。
2. 人为干扰由于卫星导航信号是通过空间传输的,因此在传输过程中,会受到地面设备、建筑物等人为因素的干扰。
比如建筑物的反射、电磁干扰源等都会对卫星导航信号产生影响。
目前,针对高精度卫星导航接收机的抗干扰技术,国内外学术界和工业界都进行了大量的研究。
主要包括以下几个方面:1. 多路径抑制技术多路径信号是卫星导航信号中一种常见的干扰,通常容易导致接收机误差增加。
研究人员提出了多路径抑制技术,以有效抑制多路径信号的影响。
该技术利用天线设计、信号处理算法等手段,从源头上减小多路径信号的影响,提高卫星导航信号的准确性和可靠性。
2. 自适应滤波技术自适应滤波技术是指根据实际信号环境的变化,动态调整滤波器参数以减小干扰对信号的影响。
该技术利用数字信号处理技术实现,能够自动适应多样化的信号环境,从而提高卫星导航信号的接收质量。
3. 多天线接收技术多天线接收技术是指利用多个天线接收同一信号,通过信号处理算法对不同天线接收到的信号进行融合,以提高信号的抗干扰能力。
该技术能够有效降低多路径信号的影响,并且提高信号的可靠性和稳定性。
4. 高动态环境下的抗干扰技术高精度卫星导航接收机在一些特殊环境下,如飞机、船舶等高速移动环境中,往往容易受到多种复杂的干扰。
研究人员提出了针对高动态环境下的抗干扰技术,包括运动补偿技术、多径效应补偿技术等,以确保在高速运动环境下卫星导航信号的稳定接收和精准定位。
北斗卫星导航系统的技术特点与应用

北斗卫星导航系统的技术特点与应用随着现代社会的蓬勃发展,人们越来越注重利用科技手段来提高生产效率和生活品质。
在日常生活中,我们经常使用全球定位系统(GPS)来获取自己所在位置、计算行车路线等信息。
然而,随着北斗卫星导航系统的日益普及,GPS已经成为了过去式。
北斗卫星导航系统,简称北斗系统,是中国自主研发的卫星导航系统,其最初的使用目的是为中国国防军事行动提供定位、导航、定时等服务。
如今,北斗系统已经被广泛应用于民用领域,包括汽车、航空、农业、海洋等行业领域。
本文将介绍北斗卫星导航系统的技术特点和应用。
一、技术特点1. 多卫星组网技术北斗系统采用了多卫星组网技术,包括全球导航卫星系统(GNSS)和地区卫星导航系统(RNSS)两种组网方式。
GNSS是兼容全球范围内的导航系统,其定位精度高达数米至十米级别,可以满足全球性的导航需求。
而RNSS则是针对某个特定区域的导航系统,如北斗是中国区域内的卫星导航系统,其定位精度高达数厘米至米级别。
2. (精准)时间同步技术北斗系统使用了高精度的时间同步技术,利用原子钟等装置来保持时间准确无误。
这种时间同步技术不仅可以提高北斗卫星的精度,还可以方便各种应用领域进行时间同步,如金融交易、通信、安全监测等。
3. 高可靠性和抗干扰能力北斗系统采用了多普勒辐射源(MDRS)和独立定向天线等技术,大大提高了北斗卫星的抗干扰能力和可靠性。
此外,北斗系统还有备用卫星和地面备份站等装置,确保了系统在遭受攻击或自然灾害等情况下仍能继续运行。
二、应用领域1. 汽车领域北斗卫星导航系统已经被广泛应用于汽车领域,如智能驾驶、车联网、智能交通系统等。
通过北斗系统,汽车可以实现实时定位、道路信息获取、交通拥堵避让等功能,大大提高了驾驶安全性和驾驶效率。
2. 农业领域北斗卫星导航系统也可以被用于电子化农业中。
通过北斗系统,农民可以实现土壤质量、作物追踪等信息获取,预测天气、农作物成本和收益等,从而提高农作物的生产效率和质量,降低生产成本。
北斗卫星导航系统抗干扰技术研究与实现
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北斗卫星导航系统抗干扰技术研究与实现作者:张高巍来源:《数字技术与应用》2019年第08期摘要:本文探讨了北斗卫星导航系统抗干扰技术概述,分析了北斗卫星导航系统抗干扰技术当前应用状况,研究了北斗卫星导航系统抗干扰技术的实现。
关键词:北斗卫星;导航系统;抗干扰技术中图分类号:TN967.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2019)08-0109-021 北斗卫星导航系统抗干扰技术概述1.1 北斗卫星导航系统的概述北斗卫星导航系统是一项高效的定位、导航技术,目前已被应用于我国的很多城市中。
然而,由于我国领土面积广阔,不同省市地区的地形地貌等方面存在一定的差异,而卫星导航会在一定程度上受到环境条件、电磁波变化等因素的影响,因此在北斗卫星导航系统运行过程中,很容易受到干扰影响。
相关技术人员应不断加强对导航系统抗干扰技术的研究,确保该系统能够正常稳定地运行下去,为使用者提供更加安全的定位导航服务。
1.2 北斗卫星导航系统受到的干扰类型目前来看,北斗卫星导航系统所受到的干扰类型可以大致分为两种类型:(1)欺骗型的干扰方式,即通过对非正式基站进行操作,向北斗卫星导航系统发送一系列错误的信号,从而导致导航终端的定位信息发生错误。
(2)压制型的干扰方式,即通过操作干扰能力较强的干扰机,发出具有一定的干扰性信号来对导航终端进行干扰,从而导致卫星导航系统无法对正确信号进行科学的处理,进而对接收设备的功能受到极大的破坏。
1.3 北斗卫星导航系统抗干扰技术类型当前国内外已存在的卫星导航抗干扰技术类型主要包括几种[1]:(1)空域滤波抗干扰技术,该技术通过对大量阵元进行排列,从而将正确信号与错误信号有效进行分隔,进而将干扰程度降到最低。
(2)时域滤波抗干扰技术。
该技术通过对数字信号进行科学的处理,从而对分贝较大的干扰信号产生较强的削弱效果,该技术能够对单频、窄带等类型的干扰信号产生很好的抑制效果,但与此同时,该技术也会对原本的信号产生一定的影响,从而对信号的接收产生较大的不良影响。
卫星导航抗干扰接收系统技术
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它设备相 比,也拥有精确度高和选择范 围广的 优点 ,有时在使用过程 中会遇到很多干扰因素 使工作无法正常进行 ,文 章通过分析卫星导航 抗干扰接收系统来降低干扰因素带来 的影 响。
1卫星导航受到的干扰
在使 用卫 星导 航系 统时可 能 受到 电磁 的
影响 , 在 电 子信 息技 术 使 用 越 来 越 广 泛 的今 天 , 频谱资源却受到限制 ,不 同功能 的卫星导航系
干扰 。
用 编 码 调 制 可 以解 决 信 号 干 扰 后 , 卫 星 3 . 7极 化 调 零 出现 的接收错误 。卫星在受到干扰后 ,利用数 字技术去纠正错误的信号, 例 如级联编码技术 。 极 化 调 零 在 卫 星 导航 抗 干 扰 接 收 技 术 里 这样 的编码有着独特 的组合优势 ,如今 己广泛 是使用 比较广泛 的,其原理是通过 电场矢量抵 应用到卫星导航系统抗干扰技术中。 消, 去 克 服 卫 星 导 航 在 遇 到干 扰 信 号 时 的 困难 。 极化调零可利用混合连接使接收 的干扰信号抵 3 . 2使用伪卫星 消 ,使得卫星导航在复杂 的干扰环境 中也可 以 通 过 建 立 一 个 虚 假 GP S卫 星 星 座 来 降 低 正 常 工作 。但 是 极 化调 零 也有 它 的不 足 之 处 , 可 能对 卫 星 信 号 的减 弱 有 一 定 影 响 。 外界 因素对卫星系统 的干扰 ,在无人机上安装 相关 的记载转发器能有效传输信号 ,使得卫星 4 总 结 导 航 系 统 在 受 到 有 意 或 者 无 意 干 扰 时 仍 能 接 收 正确 的信号 。伪卫星 的使用使卫星在解码信 息 随着科 技 的不断 发展 与进 步,与卫 星导 后 ,可提高卫星导航信号被接收 时的正确性 。 航相 关的技术都有 很大 的发展 空间。卫星导航 伪 卫 星 发 射 的信 号 具 有 高 功 率 的特 点 ,这 样 就 系 统 是新 兴 的科 技 之 一 ,解 决 很 大 空 间层 面 问 能 缓解卫 星系 统在 接收信 号 时受 到的干 扰程 题 的 同时 也面 临着 来 自外 界 因素 的干 扰 。在 接 度 ,可 以提高接收系统的强度和精度 。 收信 号、抵抗 外界干扰 性方面 ,卫星 导航系统 还 需要进 一步的研 究。为 了提升卫星导航抗干 3 . 3使 用 限 幅 技 术 扰接 收系 统技术 的使用水平 ,要不断研 究、改 限 幅技术 是 当今各 国经 常使 用的卫 星导 进抗干扰 因素等 问题 。这些做法对于创造适宜 航 抗 干 扰 接 收系 统 技 术 ,在 俄 罗 斯 以及 美 国等 的科 技氛 围 具有 重 要 意 义 。
通信与导航对抗原理的应用

通信与导航对抗原理的应用导引当今社会,通信和导航技术对人类生活的影响越来越深远。
然而,随着技术的进步和应用的普及,也出现了越来越多的对抗行为。
为了保护通信和导航系统的安全与稳定,人们积极研究并应用通信与导航对抗原理。
本文将介绍通信与导航对抗原理的应用。
通信对抗原理的应用通信对抗原理旨在干扰或破坏敌方通信系统,阻止其完成通信任务。
以下是通信对抗原理的应用:•频谱干扰:通过占用敌方通信频谱,干扰其正常通信。
这种干扰方式可以通过发射强干扰信号来实现,也可以通过改变频率和波形等技术手段来进行。
•指向性干扰:针对敌方通信设备的定向发射干扰信号,使其接收机无法正确解调信号,从而干扰其通信链路。
•隐蔽通信:利用隐蔽通信技术,使通信内容不易被敌方察觉。
这种技术可以通过使用低概率截获(LPI)技术、使用抗干扰编码等手段来实现。
•网络攻击:通过黑客攻击、拒绝服务攻击等手段,破坏敌方通信网络的正常运行,使其无法进行通信。
导航对抗原理的应用导航对抗原理旨在干扰或破坏敌方导航系统,阻止其正确导航。
以下是导航对抗原理的应用:•GPS干扰:通过发射干扰信号,使敌方GPS设备无法接收到卫星信号,从而无法进行定位和导航。
这种干扰方式可以通过发射强干扰信号来实现。
•虚假导航信息:通过发送虚假的导航信号,使敌方导航系统产生误导,导致其错误地进行定位和导航。
•导航信号破坏:通过干扰敌方导航信号的传输和接收,使其无法正常工作。
这可以通过发射无线电频率干扰信号来实现。
•多路径效应利用:利用导航信号多径效应,使敌方导航设备接收到误导性的导航信号,从而误导其定位和导航。
通信与导航对抗的前沿研究为了应对不断演变的对抗手段,研究人员开展了众多前沿研究,以保证通信和导航系统的安全性。
以下是一些前沿研究领域:•抗干扰技术:针对各种频谱干扰和指向性干扰手段,研究人员致力于开发更强大的抗干扰技术,以保证通信链路的稳定性和可靠性。
•主动防御技术:研究人员开发了一系列主动防御技术,可以快速侦测到对抗行为,并采取相应的应对策略,以最大限度地降低对抗的影响。
卫星导航抗干扰技术应用
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卫星导航抗干扰技术应用摘要:抗干扰技术一直是卫星导航领域的研究热点。
在众多的抗干扰方法中,采用基于空时联合处理的阵列天线抗干扰是目前最有效且应用最广的一种方法。
而对于阵列天线抗干扰,权值精度和权值更新速度是决定其抗干扰性能优劣的重要因素。
当采用相同的自适应算法时,权值精度越高,权值更新速度越快,则抗干扰处理的效果越好。
关键词:卫星导航;抗干扰技术随着现代科学技术的飞速发展,卫星导航系统已成为各国科学技术发展的重中之重。
它不仅与国家军事内容、互联网等技术密切相关,而且与我们的生活息息相关。
卫星导航距离我们数以万计公里,到达卫星接收机时信号非常微弱,这可能导致卫星导航因外界干扰而不稳定。
为了提高卫星导航信号的抗干扰能力,各国都在大力推动抗干扰技术的应用和发展。
1抗干扰技术分析抗干扰是指设备能够防止经过天线输入端,设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。
雷达往往工作在复杂的电磁环境中,雷达抗干扰性能的优劣直接决定了整个雷达系统的性能。
然而,如何评价雷达抗干扰性能的优劣,至今还没有公认的标准。
1.1虚拟卫星法虚拟卫星法是在卫星导航抗干扰接收系统中广泛应用的一种方法,利用小型无人机或者地基发射装置播发模拟卫星信号,增强导航接收机的接收信号进而改善信噪比,从而实现抗干扰的目的。
1.2天线抗干扰法天线抗干扰法是卫星导航抗干扰系统中的关键技术,其应用具有多种优势,技术操作简单,成本相对较低。
天线抗干扰法可以通过提升波速发生量的方式来完成天线阵元的加权工作,从而将外界干扰信号的强度控制在较小的范围,减小或避免对导航接收机的影响。
1.3扩展频谱抗干扰法这种方法可使导航接收机有效抑制干扰信号。
采用直接序列扩频,当接收机解扩之后将有用的信号变成了窄带信号,原来一些频带比较窄的干扰信号就会变成宽带信号,从而使得信号中的大部分能量都被窄带滤波器滤除掉,提高了信干比。
当前扩展频谱抗干扰法的应用十分广泛,尤其是在工业领域普及程度很高。
卫星信号的抗干扰技术研究

卫星信号的抗干扰技术研究随着卫星技术的不断发展,卫星信号的抗干扰技术逐渐成为卫星通信领域重要的研究方向之一。
干扰信号的存在会严重影响卫星通信系统的稳定性和可靠性,因此,提高卫星信号的抗干扰能力是非常必要的。
一、卫星信号抗干扰技术的研究现状当前,卫星信号抗干扰技术主要集中在以下几个方面的研究:1.信号处理技术。
在信号接收端通过对信号进行初步处理,可以有效抑制干扰信号,提高信号的抗干扰能力。
2.重控制技术。
采用重控制技术,对信号进行重新发送和控制,从而减小信号因干扰而损失的强度。
3.信源编码技术。
通过信源编码技术对信号进行编码,可以使信号具有抗干扰性。
4.频率选择技术。
通过选择适当的频率进行通信,可以有效抵御干扰信号的影响。
5.天线设计技术。
对接收天线进行优化设计,可以提高其接收信号的灵敏度,减少其受干扰的程度。
二、卫星信号抗干扰技术的应用场景卫星信号抗干扰技术广泛应用于军事、航空、航天、遥感、导航等领域。
其中,军事领域是卫星通信抗干扰技术应用的主要场景之一。
军事通信需要更高的抗干扰能力,因此,卫星信号抗干扰技术在军事通信中的应用非常广泛。
同时,在航空、航天、遥感和导航等领域中,卫星信号抗干扰技术的应用也越来越广泛。
三、卫星信号抗干扰技术的发展趋势卫星信号抗干扰技术的发展正在不断地推动着卫星通信技术的进步。
未来,卫星信号抗干扰技术将逐渐向个性化、智能化、自适应化、云化的方向发展。
个性化方向:未来的卫星通信系统需要更好地满足不同用户之间的差异化需求。
因此,卫星信号抗干扰技术的研究将逐步向个性化定制方向发展。
智能化方向:未来的卫星通信系统需要更加智能化,能够自适应信道环境和干扰环境,从而实现自动化驾驶。
因此,卫星信号抗干扰技术的研究将逐步向智能化方向发展。
自适应化方向:未来的卫星通信系统需要能够自适应于不同的工作环境和干扰环境,从而实现自适应性能。
因此,卫星信号抗干扰技术的研究将逐步向自适应化方向发展。
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卫星导航抗干扰技术应用
发表时间:2018-11-15T20:03:58.540Z 来源:《基层建设》2018年第28期作者:倪大森
[导读] 摘要:抗干扰技术一直是卫星导航领域的研究热点。
天津七六四通信导航技术有限公司天津 300210
摘要:抗干扰技术一直是卫星导航领域的研究热点。
在众多的抗干扰方法中,采用基于空时联合处理的阵列天线抗干扰是目前最有效且应用最广的一种方法。
而对于阵列天线抗干扰,权值精度和权值更新速度是决定其抗干扰性能优劣的重要因素。
当采用相同的自适应算法时,权值精度越高,权值更新速度越快,则抗干扰处理的效果越好。
为此,在接下来的文章中,将围绕卫星导航抗干扰技术应用方面展开详细分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
关键词:卫星导航;抗干扰技术
引言:卫星导航定位系统提供精确的位置、时间和速度的同时,存在着信号微弱,易受干扰的天然弱点。
在定位导航过程中,导航接收机的抗干扰能力是决定导航定位服务可用性的关键因素,伴随着卫星导航的推广应用和深入研究,抗干扰技术不断迭代更新。
文章对卫星导航系统的抗干扰接收技术进行分析。
1.抗干扰技术分析
抗干扰是指设备能够防止经过天线输入端,设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。
雷达往往工作在复杂的电磁环境中,雷达抗干扰性能的优劣直接决定了整个雷达系统的性能。
然而,如何评价雷达抗干扰性能的优劣,至今还没有公认的标准。
因此人们难以把握雷达抗干扰能力的好坏,严重阻碍了雷达抗干扰技术和战术的发展。
目前对于雷达抗干扰性能的评估,已经有了部分研究成果,但存在以下缺点:第一,干扰和抗干扰性能分开评估,没有把两者联系起来,这不符合实际情况;第二,由于雷达系统的复杂性,往往不能表征整个雷达的抗干扰性能,而仅从雷达采取的抗干扰措施或雷达本身固有的特性来研究;第三,度量值具有不可测性,计算繁琐
1.1虚拟卫星法
虚拟卫星法是在卫星导航抗干扰接收系统中广泛应用的一种方法,利用小型无人机或者地基发射装置播发模拟卫星信号,增强导航接收机的接收信号进而改善信噪比,从而实现抗干扰的目的。
1.2天线抗干扰法
天线抗干扰法是卫星导航抗干扰系统中的关键技术,其应用具有多种优势,技术操作简单,成本相对较低。
天线抗干扰法可以通过提升波速发生量的方式来完成天线阵元的加权工作,从而将外界干扰信号的强度控制在较小的范围,减小或避免对导航接收机的影响。
1.3扩展频谱抗干扰法
这种方法可使导航接收机有效抑制干扰信号。
采用直接序列扩频,当接收机解扩之后将有用的信号变成了窄带信号,原来一些频带比较窄的干扰信号就会变成宽带信号,从而使得信号中的大部分能量都被窄带滤波器滤除掉,提高了信干比。
当前扩展频谱抗干扰法的应用十分广泛,尤其是在工业领域普及程度很高。
1.4光通信技术
光通信技术是卫星导航干扰接收系统的主要技术之一,是结合现代科学技术产生的一种新技术。
与传统的卫星导航抗干扰技术相比较而言,光通信技术更高效、科学,但是其原理相对复杂,应用成本相对较高,当前还处于推广阶段。
1.5编码调制技术
编码调制技术在卫星导航抗干扰接收系统中的应用,可以借助卫星导航系统的修正、调整、编排优势,增强抗干扰接收系统稳定工作的持续性。
2.抗干扰导航接收机实现
2.1波束形成抗干扰方法
形成抗干扰波束并借助惯性测量数据或者卫星历史数据,可以抵御和消除外界的干扰信号,从而提高导航接收机的抗干扰能力。
卫星信号和干扰信号都会通过全向天线阵列进入大动态射频转换器前端,大动态射频转换器对射频信号进行初步处理再移交后端的数模转换器。
大动态射频转换器的设计,可以采用自动增益控制技术,在射频与中频之间设置多个程控衰减器,每一个衰减器都会使得信号逐渐衰减变小,而且信号是逐级衰减,防止其中的敏感元件出现饱和状态。
这种衰减结构是比较灵活的,可以对进入模数转换器的信号电平进行精确控制,实现对信号与噪声之间的比值的优化。
当射频转换器把信号变成中频的时候,数字化中频信号就会进入波束形成算法模块,同时,在惯性测量数据可用的情况下,还可以从惯性测量数据获得自身的姿态信息,并且可以结合卫星历史数据,通过波束控制模块产生波束自适应控制权值,然后将该值传输到波束形成算法模块中,波束形成算法模块根据波束自适应控制权值,对数字化中频信号进行自适应滤波,可以降低或者消除进入导航接收机的干扰信号影响。
波束形成算法模块可以对输入的数字中频数据进行处理,并且可以得到所有通道的数字波束总和,根据这个值再进入导航接收机的捕获跟踪模块。
在整个传输过程中,波束形成算法模块可以同时对都不同方向的波束进行控制,在卫星信号中如果存在干扰信号,则该模块可以对数据中的干扰成分进行降低或者完全消除,从而减少干扰信号对卫星信号带来的影响,得到更准确的定位结果。
2.2自适应零陷抗干扰方法
如果缺乏惯性导航设备、电磁罗经等设备的惯性测量数据,导航接收机很难确定卫星接收天线的姿态。
此种情况下,自适应零陷抗干扰方法更合适,这种方法的基本原理是功率倒置算法,确保期望信号增益为常数时输出的功率最小。
按照功率倒置算法所形成的天线方向图,可以在各个干扰方向上产生对应的零陷,零陷与干扰信号的强度成正比。
当卫星信号从空中传输到导航接收机的天线时,信号电平会衰减得十分微弱,甚至低于噪声,所以算法不会剔除有效的卫星信号。
算法在强干扰方向上产生零陷,可以有效抑制干扰信号的影响,提高导航接收机的信噪比[1]。
2.3抗干扰导航接收机实现技术
从抗干扰导航接收机的结构来看,卫星导航系统的抗干扰导航接收机主要有两个模块,一个是自适应抗干扰模块,一个是基带接收机模块。
自适应抗干扰模块中一共有7组天线,这些天线的数据经过采集之后,可以通过FPGA的SRAM存储器将数据转存送入DSP中,再对数字进行加权计算,另外也可以利用上次计算所得到的权值在FPGA中对当前采样的数据做波束形成或者零陷滤波处理,最终生成I、Q两
路基带信号。
如果采用波束形成抗干扰算法,则需要从惯性测量数据中获得相应的平台信息,并且要从flash存储器中获得更多卫星历史数据,用于计算出波束的方向矢量。
如果采用自适应零陷抗干扰算法,则可以直接利用采样得到的数据进行计算。
在实际计算过程中,I、Q 两路基带信号可以通过上变频还原为中频数据,当前广泛使用的中频接收机可以实现定位和跟踪。
下图为基带接收机模块框图:
如图所示,在基带接收机模块中,FPGA芯片可以对I、Q两路信号进行跟踪,还能结合CPU芯片送来的惯性测量信息,提高系统的准确性。
测试接口是接收机模块和计算机之间的交互接口,用户可以从上位机观测到接收机模块的输出结果。
如果将自适应抗干扰模块和基带接收机模块看成
两个相互独立的组件,则可以通过上变频与下变频模块相连,从而形成完整的导航接收机。
抗干扰模块和基带接收机模块独立设计,有利于采用技术成熟的现成模块进行抗干扰导航接收机的集成设计,在工程应用中可以缩短抗干扰导航接收机的开发设计时间。
结论
简而言之,卫星导航系统提供的位置、时间和速度等参数广泛应用于各个领域。
同时由于卫星信号较弱,接收环境复杂,易受干扰,影响导航接收机稳定可靠的定位解算,因此抗干扰技术是设计过程中的关键,也是卫星导航系统必须解决的问题。
当前卫星导航系统的抗干扰导航接收机功能完善,模块集成度高,可以实现良好的抗干扰效果[2]。
参考文献:
[1]王晓君,张伟,杜萌萌.北斗卫星导航系统的应用及其抗干扰技术[J].河北工业科技,2014(05).
[2]何永前.北斗卫星导航系统抗干扰技术研究与实现[J].舰船电子工程,2017(01).。