衛星系統的干擾監測技術淺析

苗志旺

摘 要 作為衛星導航系統重點建設發展的內容，干擾監測對于改善衛星系統問題排查、提高衛星系統運行穩定性具有重要作用。文章首先介紹了衛星系統干擾監測的方法，然后具體探討了衛星系統干擾監測的關鍵技術，以期為相關技術人員提供參考。

關鍵詞 衛星系統；干擾監測技術；關鍵技術

中圖分類號：TN972 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0017-01

衛星導航系統主要用于全球區域內的空中及地面目標定位和授時。在衛星導航系統廣泛應用的同時，大量復雜電磁干擾環境也在不斷影響系統設備工作。復雜電磁環境很可能會造成大量諧波信號及交調信號侵入到衛星接收頻段內，在部分范圍內很容易超出系統干擾容限，嚴重時便會導致系統接收設備工作異常。提高衛星系統抗干擾性能成為目前衛星系統建設發展的重要內容。因此，加強有關衛星系統干擾監測技術的分析，對于改善系統工作質量具有重要的現實意義。

1 衛星系統干擾監測方法

依據衛星鏈路特征及干擾信號特點，在衛星干擾監測中可采用多種方法相結合的方式來改善系統干擾監測水平。具體方法如下。

1）AGC電平監測。地面測控站可利用測控系統的遙測解調數據獲取衛星轉發器接收信號中的AGC電平信號。相關的AGC信號電平會根據跟蹤接收有用信號的功率增加量而不斷升高，當AGC信號電平過高時，其誤碼率也會增大，原因可能是同頻干擾信號的影響。應答機出現錯鎖時跟蹤的為干擾信號。不相關的AGC信號電平會根據輸入信號功率的增加量而不斷升高，在輸入信號功率接近正常接收門限值時，接收機的正常鎖定動作不能完成，則表明接收機遭受異常干擾。

2）誤碼率監測。不同干擾的最終效果是影響信號的實際接收質量，所以利用誤碼率可有效、直接改善干擾大小及有無的判斷效果。對于某一調制系統來說，設備自身出現的解調損失可實現進行測定，通常的信號噪聲導致的接收信號信噪比惡化量也可以進行估計，因此利用實際接收信號的誤碼率便可分析計算系統的外部干擾[1]。

由于誤碼率具有反應靈敏、測量方便、定義準確、診斷門限清晰等特點，將其作為基本監測參數非常有利。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內則表示信號基本未受到任何干擾。

3）載噪比監測。地面測控站還可利用測控系統中的遙測解調數據獲取衛星轉發器接收信號的載噪比狀況。若載噪比偏高，但在系統正常工作的門限區域內，同時接受誤碼率也較高，則可基本推斷系統受到外來同頻信號干擾；若載噪比小于系統設定接收載噪比值，則可基本推斷系統受到寬帶噪聲干擾。

4）螺流監測。地面監控站能夠利用遙測解調數據獲取衛星轉發器行波管的螺流值。當上行信號的輸入功率升高到一定值時衛星接收器的螺流值也會出現飽和，所以通過分析處理螺流值，便可對系統受到的干擾進行初步推斷。當螺流超過安全工作范圍內時表明系統受到干擾；當螺流在安全工作范圍以內時則表明系統未受到任何干擾。[2]

2 衛星系統干擾監測關鍵技術

1）干擾識別技術。根據衛星導航接收機的實際數據分析，可以發現空間愛你環境中存在著各類復雜形勢的干擾，且并非只有穩定的脈沖、寬帶及窄帶等類型。①干擾識別的原理：為保證系統能夠有效應對多變復雜的干擾，保證衛星系統在干擾條件中的工作穩定性，應依據對空間無線電信號的長期監測數據，利用干擾樣本綜合分析干擾信號特征，形成干擾數據庫和干擾頻譜模板，然后在識別干擾信號調制方式的過程中將實際干擾特征與數據庫指標特征進行比較，以此提高干擾識別的效率及應對干擾反應的靈活性。②干擾線號自動調制識別通常采用統計模式識別和決策論兩種方法，統計模式方法主要以模式識別作為理論基礎，而決策論方法主要以假設檢驗作為理論基礎。③干擾信號特征識別主要是指對信號調制方式的判斷，調制識別是指判斷干擾信號調制種類的方式，常使用的調制判別方法有：星座圖聚類分析調制識別方法；利用支持向量基的數字調制識別方法；神經網絡BP法；利用小波分解的調制識別方法；利用高階累積量的調制識別方法等。當前這些算法通常在通信信號調制方式識別中應用，對于衛星導航信號干擾識別還不太廣泛，在實際研究中應注意算法與衛星系統信號特征的

結合。

2）干擾檢測技術。作為干擾監測的基礎工作，干擾檢測是開展系統防干擾的重要依據。信號檢測的方法主要油循環平穩特征檢測法、匹配濾波器檢測法與能量檢測法，當前應用于干擾檢測的方法主要有高階統計量分析法、能量檢測法、數字信號處理方法、循環平穩分析法、極化分析法及時頻分析法等。

3）高質量數字接收機技術。接收機是干擾檢測系統的關鍵，接收機的性能質量直接關系著衛星系統的整體質量。干擾監測系統需要接收視場導航各頻段內的多種不同信號，且要估計分析信號空域、頻域參數。通常地面接收到的衛星信號功率在-140dBm左右，而干信比一般在-30～-120dB，相應的干擾功率一般在-110～-20dBm的范圍內，這就要求干擾監測接收機具備兩方面的性能：一是動態范圍要大，以便能夠對較大功率干擾信號進行監測；二是靈敏度較高，從而利于對較弱干擾信號實時有效監測[3]。

在天線陣測向系統內部，各振源都與其信號通道一一對應，然而不同通道間卻包含差別較大的特性，在實際分析中應采取校正措施才能獲取較高的一致性。

4）干擾源定位技術。在對干擾實施監測、測向的同時，利用多臺干擾監測接收機組網技術，完成對空間電磁環境的監測與干擾源的定位，進而實現控制周圍電磁環境、檢查及排除干擾源的功能。無線電定位通常包括有源定位與無源定位兩種，對于導航頻段干擾源的定位是無線電無源定位的一種。依據測向站的使用數量，無源定位一般又分為多站定位與單站定位，無線電干擾源定位通常使用多站定位方式，其往往通過三臺以上的接收機組網，來降低定位模糊度對定位精度的干擾。采用的定位方法主要有FDOA、AOA、TDOA等，使用中將多種方法結合可有效提高定位精度。

3 結束語

干擾監測的質量將直接關系著衛星系統的運行安全性與可靠性，因此，相關技術與研究人員應加強有關衛星系統干擾監測技術的研究，總結干擾監測技術方法及具體實施要點，以逐步改善衛星系統干擾監測水平。

參考文獻

[1]王平.淺談衛星通信系統干擾監測和處理[J].數字通信世界，2011，13（14）：74-75.

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

[3]劉武兵.衛星特殊干擾信號監測方法的研究[J].中國無線電，20012，05（35）：57-58.endprint