卫星导航抗干扰接收系统技术点滴谈

卫星导航抗干扰接收系统技术点滴谈

靳善德

（空军工程大学信息与导航学院陕西西安710003）

摘要：在如今现代化信息技术不断向前发展的过程中，卫星定位导航算得上一种星基无线电导航的全新办法，获得的应用范围显得颇为广泛。但是卫星导航本身有着易受干扰、信号较弱等缺点，以至于卫星导航技术的发展受到了很大程度的制约，故而对卫星导航接收系统中具备抗干扰能力者加以研发便成为了很重要的行为。

关键词：卫星导航；抗干扰接收系统；GPS信号

1卫星导航系统干扰技术

1.1压制式干扰

所谓“压制式干扰”，主要是借助于干扰信号来对卫星导航GPS信号加以压制，以此来使得GPS卫星信号不被GPS接收机前端接收，由此使得接收机中有用信号被压制式干扰信号所压制，混淆有用信号当中的信息，使之难以得到有效解读，以至于接收机无法有效跟踪卫星导航信号，以此来保证其“干扰”这一目的。以GPS信号缺乏有效抗干扰性这一情况作为基础，阻塞式、相关式、瞄准式压制干扰有着较好的效果。其中压制性干扰信号多以GPS信号所具备的特性为基础，“量身定做”单频式或者扫频式、白噪式等多种干扰办法。

1.2欺骗式干扰

所谓“欺骗式干扰”，主要的途径在于借助于假信号（相同于与卫星导航GPS信号相应参数）来“瞒骗”接收机，“误导”其定位导航信息。其主要是以较为隐蔽的办法干扰卫星导航系统的相应工作原理，干扰最为薄弱的卫星导航环节。其最为主要的形式包括“转发式”和“产生式”两种欺骗干扰形式。前者主要是放大或延时拦截到的卫星导航信号，再将之向信号接收机发送，以此来改变接收机所获得的信号，以此来对导航定位的准确性产生相应的影响；后者则借助于自身掌握的导航信息来“捏造”信号来混淆接收机所获得的信号。

2卫星导航抗干扰技术发展现状

2.1卫星优化抗干扰技术

这一技术主要特点在于借助于对导航卫星的发生功率适当提高，并以星载天线、原子钟之类来提高卫星导航系统防范干扰这一方面的能力。在航天技术不断向纵深发展的过程中，如空的GPS卫星已经逐步开始退役，而拥有军用M码、波束发射能力的卫星应用率则相应获得了提升。优化导航卫星抗干扰技术这一做法，能够对信息导航、信息定位等方面的抗干扰能力，对卫星导航系统所具备的稳定性予以提升。

2.2惯性导航系统结合技术

此技术可以赋予信号传输以“记忆”，在GPS信号面临相应干扰之际，往往能够第一时间恢复正常。结合惯性导航系统和卫星导航信号两个方面，可以很大程度上提升GPS信号的“逮捕率”，卫星和惯性导航信号分别具备高精度和短期精度特性，将两者彼此结合，能够很大程度上提升卫星导航系统所具备的抗干扰方面能力。

2.3伪卫星技术

这一技术主要是借助于地面虚拟机的安装以及装载记载转发器于无人机上，以此来形成GPS卫星的“虚拟星座”，以此来将高功率GPS信号予以加密转发。此类伪卫星将信号予以直接发射，使得导航卫星信号强度获得极大提高，干扰性也因此而降低。伪卫星在无人机上多以波束形成天线方式予以装载，在被干扰时依旧能够接收信号，并解码其位置信息。其发射出的高功率加密信号也会降低接收机抗干扰方面的压力，会很大程度上提升接收机捕获卫星导航信号这一方面的能力，使得定位精度被有效提高。

2.4幅相对消技术

这一办法类属双孔径技术范畴，借助于无人机顶底“双天线”这一模式，分别接收有用和干扰性两种信号，并整合与分析所有获得的信号，消除其中干扰信号。其能够在复杂的信道环境中获得应用，而其双孔径则应安装于飞机顶、底部统一垂线的位置上。

2.5自适应天线技术

因为卫星导航信号缺乏应有的抗干扰性，易于被干扰信号所淹没。而自适应天线技术则按照此特点，对天线阵元的幅度按照接收准则加以自动调节，并借助于相位加权来提升接收效果，在干扰信号方向使阵列方向图可以获得足够深的零陷，以此来抑制输入总功率。其借助于对天线阵列信号的有序结合，来形成多波束模式以抑制强干扰信号，降低强干扰电频直至低噪声水平，对空域抗干扰能力则予以提升。

2.6频域滤波技术

这一技术主要的“用武之地”在于较强的带外干扰、某些类型的等幅/宽带干扰、带宽有限的窄带干扰之类。其主要借助于时频分析的方式分离有效和干扰信号，并抑制干扰信号。对于等幅、窄带干扰，则多在频域内特定位置借助于“陷波法”来抑制之，而对于较强的带外干扰和某些类型的宽带干扰，完全能够以普通滤波抑制之。

2.7时域滤波技术

这一方式是对时域内的信号完成处理的单孔径技术，其能够对连续波干扰窄带干扰之类做出有效抑制。但在抑制干扰信号时，也会对有用信号产生消极影响。

3卫星导航抗干扰接收技术研究策略

1）对估测信源参数加以深入研究。如今的卫星导航信号的估测算法一般都是以均匀线阵作为基础的，准确性、抗干扰性能都不低。但和传统的一维DOA相比，二维DOA邪恶更加符合接收机接收信号所需。故而卫星导航抗干扰技术有必要借助于其更多的位置信息来估测研究信源参数，提升二维DOA估计这一方面的研究力度。

2）对非平稳干扰抑制方面加以深入研究。可借助于分数阶傅里叶变化估计这一方式来对非平稳干扰抑制参数加以深入研究，并对其抗干扰性能的误差所受影响予以分析，以此来对干扰信号参数估测加以有效提升，对非平稳干扰受到抗干扰算法抵抗的能力加以提升。

3）简化绝大多数非凸优化问题（主要利用凸优化技术），并提升其解决问题的便捷性。以其中文件波束构建相应的干扰抑制技术。

4结论

总而言之，卫星导航系统作为一种新型的空基无线电导航系统，对全球GPS技术的现代化发展展现出了一系列优势，解决了空间层面上各类运行平台的定位导航问题。然而受制于一系列限制性因素，在如今，提升卫星导航抗干扰接收系统技术这一活动具有一定的必要性。

参考文献

[1]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）.

[2]李保东，徐昕诰，陈杨.卫星导航抗干扰接收系统技术分析[J].科技传播，2016（01）.

作者简介

姓名:靳善德，出生年月:1997-040-2，性别:男，民族：汉，籍贯:宁夏同心，学历：本科，单位:空军工程大学信息与导航学院，研究方向：电子设计。