GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统及方法与设计方案

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本技术介绍了一种GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统，所述的系统包括一个以上的GNSS信号质量监测与干扰监测定位设备和一个GNSS信号质量监测与干扰监测定位管控中心，定位管控中心与定位设备之间，各定位设备之间均可通过非导航频段无线自组网完成互联互通。本技术所公开的GNSS信号质量监测与干扰监测定位方法，根据综合研判结果，采用了基于卫星导航信息和干扰频谱信息融合的TDOA时差定位和AOA测向定位的干扰源综合定位方法，解决了目前对压制和欺骗干扰源在复杂电磁环境中无法高精度高可靠性定位的技术问题，实现了压制式和欺骗式干扰源定位，并且可同时对多个同频干扰源高精度定位。

技术要求

1.一种GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统，其特征在于：所述的系统包括一个以上的GNSS信号质量监测与干扰监测定位设备和一个GNSS信号质量监测与干扰监测定位管控中心，定位管控中心与定位设备之间，各定位设备之间均可通过非导航频段无线自组网完成互联互通；所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位设备包括GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机，与GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机电连接的GNSS多系统多频点接收天线和GNSS频段干扰监测多阵元天线，与下述GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机内的综合通信与时统定位单元通过网络接口连接的GNSS抗干扰定位授时及自组网通信终端，GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机包括信号质量与干扰监测综合处理单元，与信号质量与干扰监测综合处理单元电连接的GNSS信号异常及电离层闪烁监测单元、TDOA时差与AOA测向干扰监测定位单元和综合通信与时统定位单元；所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位管控中心包括任务规划与监测站点优化部署模块和与之相连接的多站卫星导航信号异常与多径监测模块、多站电离层闪烁监测与预报模块、高精度抗干扰TDOA时差定位模块及多干扰源高精度测向定位模块，其中的多站卫星导航信号异常与多径监测模块和多站电离层闪烁监测与预报模块还与GNSS信号质量与干扰特征提取模块相连接，高精度抗干扰TDOA时差定位模块和多干扰源高精度测向定位模块还与TDOA与测向干扰源融合定位模块相连接，GNSS信号质量与干扰特征提取模块与GNSS信号质量与干扰匹配识别模块相连接，GNSS信号质量与干扰匹配识别模块分别与GNSS 信号质量与干扰特征样本库和多站综合评估模块相连接，TDOA与测向干扰源融合定位模块分别与GNSS信号质量与干扰特征提取模块和多站综合评估模块相连接。

2.根据权利要求1所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统，其特征在于：GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机采用一体化设计，对GNSS多系统多频点接收天线和GNSS频段干扰监测多阵元天线接收到的信号进行融合处理得出监测告警信息，所述的监测告警信息包括单站卫星信号异常、电离层闪烁干扰、信号多径、欺骗式干扰和压制式干扰。

3.根据权利要求1所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统，其特征在于：GNSS多系统多频点接收天线可接收北斗、GPS、GLONASS和Galileo卫星导航信号。

4.根据权利要求1所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统，其特征在于：GNSS频段干扰监测多阵元天线可接收GNSS频段干扰信号，为GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机监测导航频段干扰信号提供信号输入，并可通过各天线阵子测得干扰信号到达角，为GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机对干扰信号测向提供信号输入。

5.根据权利要求1所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统，其特征在于：GNSS抗干扰定位授时及自组网通信终端包括GNSS抗干扰天线和接收机。

与干扰监测定位设备还包括可通过网络接口与GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机内的综合通信与时统定位单元连接的单站监控调试笔记本，该单站监控调试笔记本可对GNSS信号质量监测与干扰监测定位主机进行显示控制。

7.根据权利要求1所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位系统，其特征在于：GNSS信号质量监测与干扰监测定位管控中心的任务规划与监测站点优化部署模块可根据任务需求，结合监测区域的地形地貌和电波传播模型，实现各监测设备的优化部署；多站卫星导航信号异常与多径监测模块和多站电离层闪烁监测与预报模块可汇集各站卫星导航信号异常和电离层闪烁监测模块结果，对组网区域范围内卫星导航信号异常监测进行多站冗余比对分析；高精度抗干扰TDOA时差定位模块可对已部署站点进行多层神经网络的优化训练，得到参与监测的最优站点和权值，最终得到最优化的监测结果及干扰源定位结果；多干扰源高精度测向定位模块可远程控制设备综合运用空间谱估计、相关干涉仪复合测向方法，根据汇集多个设备监测测向结果实现多个同频干扰源的高精度定位；TDOA与测向干扰源融合定位模块将干扰源网格化定位结果和测向信息联合优化处理，采用基于最小均方差的自适应融合算法，将测向定位结果及网格化TDOA定位结果相融合；GNSS信号质量与干扰特征样本库可根据先验数据建立基本样本库，并可将在使用过程中测得的新类型数据增添入库，不断更新迭代，先验数据包括调研数据和历史实测数据；GNSS信号质量与干扰匹配识别模块可实现实时与样本库比对，也可将服务性能不正常时间段对应的数据进行监测存储，进行事后详细比对分析识别；多站综合评估模块汇总以上信息，结合各种用户使用的导航装备特点，对引起服务性能下降甚至中断的因素进行综合分析评估，导航装备特点包括普通，RTK和抗干扰，服务性能下降甚至中断的因素包括GNSS定位和授时。

8.一种GNSS信号质量监测与干扰监测定位方法，使用权利要求1所述的系统，其特征在于，包括如下步骤：根据任务规划与监测站点优化部署，在监测保障区域部署GNSS信号质量监测与干扰监测定位设备，该设备可对接收到的GNSS多系统多频点卫星导航信号质量监测识别，包括信号异常监测、信号多径监测和电离层闪烁监测，同时可对接收到的GNSS频段压制式和欺骗式干扰信号进行监测，对于超过一定门限的干扰信号进行网格化定位和测向定位，无论是信号质量监测结果还是干扰监测定位结果，均进行信号特征提取并与干扰特征库进行匹配识别，对于不能匹配识别的新类型样本，进行增添入库，实现样本特征库不断的更新迭代，最终根据信号质量监测识别结果和干扰信号的监测识别、定位结果，给出监测区域综合评估结果。

9.根据权利要求8所述的GNSS信号质量监测与干扰监测定位方法，其特征在于：综合评估结果包括绘制不同监测站不同监测参数的变化趋势图、导航信号异常监测评估结果、电离层闪烁监测评估结果、监测评估结果和干扰监测评估结果。