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卫星导航抗干扰接收系统技术

2017-06-05张英杰

电子技术与软件工程 2017年7期
关键词:干扰

张英杰

摘 要 现代化信息技术在当今社会获得了长足的发展,期间,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。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,卫星导航所处的工作环境面临着更多更复杂的问题。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。

【关键词】卫星导航 抗干扰接收 干扰

卫星导航系统在人们的日常生活中起到重要作用,利用人造卫星获取信息以及传递信息,并且,卫星导航系统也具有诸如作用范围广泛、受众群体多的优点。其获取的信息与其它设备相比,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统可能会相互影响,从而影响卫星导航正常的工作进度。卫星导航的干扰大体分为两种,人为和无意干扰。

在国防安全领域,卫星导航做出了不可估量的贡献。在发生战争时,卫星导航系统受到的人为干扰次数会急剧增加,两国会利用更先进的电子科技来干扰卫星导航系统,例如伊拉克战争。无意干扰是卫星导航系统遇到附近其它卫星或者电视台发射的信号,导致频谱被干扰。

2 常见的卫星导航干扰

卫星导航系统受到不同的信号干扰,从而产生不同的反应。根据其遭受的受干扰情况可判断干扰类型,例如脉冲等幅波、扫频等幅波等类型。根据干扰方式的不同,有欺骗式和压制式两种干扰。

2.1 欺骗式

欺骗式干扰使卫星导航系统接收到虚假信号,从而产生错误的判断,造成损失。欺骗式干扰会根据与卫星导航系统要接收到的信息去伪造假的信息,使接收的信号发生改变。这对卫星导航系统的定位会起到很大的干扰作用,以达到目的。

2.2 压制式

压制式干扰是使用干扰信号去扰乱卫星导航的接收机,使其接收不到应有的信号。用压制式干扰信号去阻碍卫星导航系统接收的正常使用信号,使得卫星导航对信号产生混乱。由于遭到压制式干扰的卫星导航系统不能解读正常信号,从而达到干扰其正常工作的目的。

3 常见的卫星导航抗干扰接收系统技术

卫星抗干扰技术是通过一定的方法使卫星导航系统在恶劣环境下依旧正常工作,可以提高卫星接收信号的准确性。通过不断改进接收方法使得卫星能够准确接收正确信号,是常见的抗干扰接收系统技术所具有的性能。卫星抗干扰技术的使用极大的开阔了卫星导航系统应用范围,利用抗干扰技术去研究卫星导航系统更多的技术用处,从而降低成本。这对于完善和发展卫星导航技术以及卫星导航抗干扰技术都有推动作用。

3.1 编码调制

用编码调制可以解决信号干扰后,卫星出现的接收错误。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。这样的编码有着独特的组合优势,如今已广泛应用到卫星导航系统抗干扰技术中。

3.2 使用伪卫星

通过建立一个虚假GPS卫星星座来降低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后,可提高卫星导航信号被接收时的正确性。伪卫星发射的信号具有高功率的特点,这样就能缓解卫星系统在接收信号时受到的干扰程度,可以提高接收系统的强度和精度。

3.3 使用限幅技术

限幅技术是当今各国经常使用的卫星导航抗干扰接收系统技术,在俄罗斯以及美国等国都有着很高的使用率。限幅技术可以阻止卫星发射器出现发射信号失败的情况,例如饱和等。比较软限幅和硬限幅两类技术,各有千秋。软限幅在性能方面优于硬限幅,而后者在遭遇高频率的干扰情况时,表现要好于前者。

3.4 光通信技术

在目前的科技领域内,光通信是很热门的研究领域,在卫星导航的应用上有着不可替代的优势。由于电磁传输技术在使用时易受干扰因素的影响,而光通信受到此类干扰的影响较小,而且容量较大。光通信在卫星系统抗干扰的表现强势,展现出极大的优势。许多国家都投入相当的人力、物力去研究光通信这一课题,其部分研究成果已经成功地应用到卫星导航抗干扰系统技术中。

3.5 卫星导航与惯性导航系统结合

惯性系统在工作时可以产生记忆效果,在信号传输过程中,可以抵抗各种干扰的压制以及欺骗,使得GPS信号在短时间内回到正常的工作状态。将卫星导航与惯性导航系统的长处都结合起来,可以提高信号接收的准确性。将两者的优势,例如高精度特性和短期精度特性,想办法融合为一体,可提高卫星导航抗干扰接收系统技术的水平。

3.6 扩展频谱

由于频谱資源非常有限,可能出现不同卫星的相互干扰。卫星的干扰来源甚广,无法精确地指出干扰源的具体位置。因此,不固定的干扰源给卫星的使用带来困扰,扩展频谱由此派上用场。扩展频谱在无线电子科技方面具有很大的潜力,调频抗干扰可随意选择设定的频率来源去抵抗干扰源;直接序列扩频可以更改信号的接收情况,例如调换信号的宽窄程度,这种做法可以将干扰源排除在外,提高卫星导航抗干扰的能力。

3.7 极化调零

极化调零在卫星导航抗干扰接收技术里是使用比较广泛的,其原理是通过电场矢量抵消,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消,使得卫星导航在复杂的干扰环境中也可以正常工作。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。

4 总结

随着科技的不断发展与进步,与卫星导航相关的技术都有很大的发展空间。卫星导航系统是新兴的科技之一,解决很大空间层面问题的同时也面临着来自外界因素的干扰。在接收信号、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扰接收系统技术的使用水平,要不断研究、改进抗干扰因素等问题。这些做法对于创造适宜的科技氛围具有重要意义。

参考文献

[1]张乐鹏.卫星导航抗干扰接收系统技术分析[J].数字通信世界,2016(08):140-140.

[2]李孟学,丁翠环.卫星导航抗干扰接收系统技术研究[J].中国新技术新产品,2016(14):18-19.

[3]徐明山,吕玉祥,王新彦等.卫星导航信号抗干扰优化控制仿真研究[J].计算机仿真,2016,33(03):52-55.

作者单位

中华通信系统有限责任公司河北分公司 河北省石家庄市 050081

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