衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)

張明程 徐少波 宋 肖 賈思琪 張 丹

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所 河北 石家莊 050000

隨著現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航已經(jīng)成為生活中必不可少的一項(xiàng)重要內(nèi)容,任何一項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)都與衛(wèi)星導(dǎo)航息息相關(guān)。衛(wèi)星導(dǎo)航利用遠(yuǎn)在太空的衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的功能。遙遠(yuǎn)的衛(wèi)星在傳輸信息時(shí)會(huì)受到多方面因素的影響,研究對(duì)抗技術(shù),提高信息傳輸效率是非常重要的。

1 衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)的重要性

1.1 有利于抵抗各種干擾 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中具有不可替代的作用,主要是通過(guò)衛(wèi)星接收地面信號(hào)來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航和定位,這樣的工作模式使得衛(wèi)星導(dǎo)航容易受到各種各樣的干擾,影響其導(dǎo)航準(zhǔn)確度。通過(guò)研究衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù),能夠加強(qiáng)衛(wèi)星的抗干擾能力,有利于衛(wèi)星抵抗各種干擾,減少在導(dǎo)航的過(guò)程中可能出現(xiàn)的失誤和偏差,保證衛(wèi)星導(dǎo)航的精準(zhǔn)度。

1.2 有利于保證衛(wèi)星安全工作 衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)主要包括干擾和抗干擾技術(shù),這兩種技術(shù)對(duì)于衛(wèi)星導(dǎo)航來(lái)說(shuō)都具有非常重要的意義。干擾技術(shù)是衛(wèi)星的攻擊手段,通過(guò)先進(jìn)的干擾技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)其他衛(wèi)星的干擾,影響敵方衛(wèi)星正常工作;抗干擾技術(shù)是衛(wèi)星的保護(hù)手段,在外太空中,存在著許多影響衛(wèi)星安全的因素,只有先進(jìn)的抗干擾技術(shù)才能保證衛(wèi)星的安全。

1.3 有利于促進(jìn)衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展 衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)在衛(wèi)星工作的過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用,通過(guò)干擾和抗干擾技術(shù),能夠很好地保證衛(wèi)星的安全。在衛(wèi)星長(zhǎng)期的工作中,終端對(duì)抗技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步,這就促使衛(wèi)星技術(shù)需要不斷創(chuàng)新,不斷向前,這樣才能發(fā)現(xiàn)更多更先進(jìn)的衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù),以便更好地支持衛(wèi)星導(dǎo)航,保證衛(wèi)星導(dǎo)航的安全準(zhǔn)確高效。

2 衛(wèi)星導(dǎo)航干擾技術(shù)

2.1 壓制式干擾 衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)主要分為干擾技術(shù)和抗干擾技術(shù),這兩種技術(shù)是相輔相成的,兩者相互協(xié)作發(fā)揮作用。在干擾技術(shù)中,主要有壓制式干擾和欺騙式干擾。壓制式干擾技術(shù)主要是通過(guò)衛(wèi)星自身發(fā)射強(qiáng)大的壓制干擾信號(hào),使敵方衛(wèi)星在接收信號(hào)時(shí)出現(xiàn)大量的無(wú)用信號(hào),從而起到干擾的作用。根據(jù)衛(wèi)星釋放干擾信號(hào)帶寬的不同,主要有寬帶壓制干擾和窄帶壓制干擾。壓制式干擾具有豐富的干擾樣式,主要有偽碼數(shù)字、連續(xù)波、掃頻連續(xù)波、帶寬調(diào)頻等多種方式。壓制式干擾是一種電子干擾方式,其主要針對(duì)的是衛(wèi)星的信號(hào)接收機(jī),通過(guò)發(fā)射有源或者無(wú)源信號(hào)實(shí)現(xiàn)干擾。

2.2 欺騙式干擾 欺騙式干擾也是衛(wèi)星干擾技術(shù)中的一種重要手段,欺騙式干擾主要是通過(guò)接收信號(hào)后,采取反射或者轉(zhuǎn)發(fā)的方式來(lái)進(jìn)行信號(hào)模擬,從而產(chǎn)生一個(gè)與真實(shí)信號(hào)頻段相近的干擾信號(hào),實(shí)現(xiàn)欺騙敵方衛(wèi)星和人員的目的。通過(guò)發(fā)射虛假信息,能夠更好地保護(hù)己方,給對(duì)手造成假象,用來(lái)迷惑對(duì)手,使敵方做出錯(cuò)誤的判斷。在對(duì)敵方衛(wèi)星的接收機(jī)進(jìn)行欺騙式干擾時(shí),主要采取發(fā)射假信號(hào)的手段,讓敵方衛(wèi)星獲取虛假的定位信息,從而使衛(wèi)星導(dǎo)航出現(xiàn)問(wèn)題。在實(shí)施欺騙式干擾時(shí),可以分為產(chǎn)生式欺騙干擾和轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾,產(chǎn)生式欺騙干擾是衛(wèi)星通過(guò)自身虛擬設(shè)備發(fā)射與目標(biāo)信號(hào)相同的虛假信號(hào),從而實(shí)現(xiàn)欺騙的目的;轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾是衛(wèi)星在接收到導(dǎo)航信號(hào)后,通過(guò)自身的信號(hào)放大設(shè)備把目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行一定的放大后再轉(zhuǎn)發(fā)出去,這樣也能取得很好地干擾效果。

2.3 干擾技術(shù)的實(shí)施 在衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)中,干擾技術(shù)是非常重要的一個(gè)內(nèi)容,在干擾手段中,主要包括壓制式干擾和欺騙式干擾這兩種干擾形式,但是在干擾技術(shù)的實(shí)施過(guò)程中,又產(chǎn)生了許多的干擾方式和干擾樣式。在實(shí)際的干擾產(chǎn)生過(guò)程中,主要有分布式組網(wǎng)干擾、大功率干擾和多體制組合干擾三種形式。分布式組網(wǎng)干擾是通過(guò)在特定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行干擾設(shè)備組網(wǎng),形成區(qū)域性的干擾局域網(wǎng),這種形式能夠產(chǎn)生大范圍的干擾效果,增加干擾成功的幾率;大功率干擾是衛(wèi)星通過(guò)大功率發(fā)射機(jī)來(lái)進(jìn)行干擾信號(hào)的發(fā)射,在干擾的過(guò)程中容易被敵方發(fā)現(xiàn)和摧毀;多體制組合干擾是組合多種形式來(lái)進(jìn)行干擾,這種方式靈活多樣,效果顯著。

3 衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾技術(shù)

3.1 自適應(yīng)濾波技術(shù) 衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾技術(shù)在衛(wèi)星終端對(duì)抗中同樣發(fā)揮著非常重要的作用。在衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾技術(shù)中,主要有基于天線的抗干擾技術(shù)和基于衛(wèi)星接收機(jī)的抗干擾技術(shù)。在基于天線的抗干擾技術(shù)中,又可以分為自適應(yīng)濾波技術(shù)和數(shù)字波束技術(shù)。自適應(yīng)濾波技術(shù)是衛(wèi)星天線自身的功能,在實(shí)際的應(yīng)用中,采用天線陣列和自適應(yīng)調(diào)零算法,自動(dòng)對(duì)天線接收到的信號(hào)進(jìn)行修正,從而實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的抗干擾功能。

3.2 數(shù)字波束技術(shù) 數(shù)字波束技術(shù)是衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾技術(shù)中一種重要的技術(shù)形式,也是現(xiàn)代社會(huì)中逐漸發(fā)展起來(lái)的一種新型抗干擾技術(shù)。數(shù)字波束技術(shù)主要是利用天線陣的陣方向函數(shù)乘積定理,通過(guò)函數(shù)定理進(jìn)行天線方向的控制,從而增加有益型號(hào)的功率,實(shí)現(xiàn)有效信號(hào)的高增益。數(shù)字波束技術(shù)的有效覆蓋范圍是一個(gè)錐形,這樣能夠保證在一個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)最強(qiáng)的抗干擾,避免干擾信號(hào)的進(jìn)入,同時(shí)在使用的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)靈活變化,更能提高衛(wèi)星的抗干擾性能。

3.3 慣性輔助衛(wèi)星抗干擾技術(shù) 基于慣性信息輔助衛(wèi)星接收機(jī)的抗干擾技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)中一種最新的抗干擾技術(shù),這種技術(shù)的實(shí)施主體是衛(wèi)星的接收機(jī),主要是依靠衛(wèi)星接收機(jī)的慣性信息進(jìn)行輔助抗干擾,自動(dòng)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行跟蹤和捕獲,從而提高衛(wèi)星導(dǎo)航的抗干擾能力。通過(guò)慣性信息來(lái)進(jìn)行抗干擾,能夠最大程度減少成本投入,實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航的精準(zhǔn)性,保證衛(wèi)星導(dǎo)航的安全。基于衛(wèi)星接收機(jī)的慣性輔助抗干擾技術(shù)根據(jù)干擾線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同主要可以分為半耦合設(shè)計(jì)和全耦合設(shè)計(jì)。

4 總結(jié)

本文對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)進(jìn)行了分析,衛(wèi)星導(dǎo)航在現(xiàn)實(shí)生活中具有不可替代的作用。衛(wèi)星導(dǎo)航終端對(duì)抗技術(shù)主要包括干擾技術(shù)和抗干擾技術(shù)。干擾技術(shù)包括壓制式干擾和欺騙式干擾;抗干擾技術(shù)分為自適應(yīng)濾波技術(shù)、數(shù)字波束技術(shù)和慣性輔助衛(wèi)星抗干擾技術(shù)。