卫星网络干扰信号的监测与定位技术
3 地面接收机干扰监测与定位技术
对地面接收机的干扰监测与定位利用车载移动干扰监测设备实现。如图5 所示,A 设备接收干扰信号,转发给B 设备,B 设备既接收干扰信号进行参数估计,同时也要接收A 设备转发的干扰信号,然后经过处理,得出干扰源位置。
图5 TDOA 定位
对地面接收机的干扰监测与定位前提条件是:
①干扰源位于地表,高度忽略; ②单个干扰源;③干扰源静止; ④ 干扰信号为调制信号,频段固定; ⑤干扰源与干扰监测设备之间无遮挡。
3.1 TDOA 技术
工作流程: A 设备2 个、B 设备1 个。2 个A 设备将干扰信号转发给B 设备,由B 设备解算得到干扰源位置。
需考虑的因素( 减小误差,提高定位精度)为3 个设备的相对位置关系及其自身位置的精度。
定位设备: 参数估计方法及参数估计的精度; 已知参数的情形下解算干扰源位置的效率、精度; A 设备转发时延估计的精度、时间精度。
3.2 TDOA+ FDOA 技术
工作流程:A 设备、B 设备各需要1 个。A 设备将干扰信号转发给B 设备。B 设备接收A 设备转发的干扰信号; 接收干扰源直接传输的干扰信号; 然后,使B 设备按一定的速度运动,对信号进行处理,得到多普勒频移。通过对3 组信号进行处理,得到干扰源的位置。
需考虑的因素为:①3 个设备的位置关系; ②B 设备运动时速度、方向; ③ 3 个设备自身位置的精度。
定位设备: 参数估计方法及参数估计的精度; 已知参数的情形下解算干扰源位置的效率、精度;A 设备转发时延估计的精度; 设备时间精度; 信号转发时频率精度。
以上2 种方案适合地面车辆上安装定位设备来实现。
3.3 AOA 技术
工作流程: A 设备、B 设备各1 个。A 设备将干扰信号转发给B 设备。B 设备接收A 设备转发的干扰信号; 接收干扰源直接传输的干扰信号; 然后,通过测向仪( DF) 测出干扰源所在的方向,两个不同的AOA 线取交点就得到了干扰源的位置。
需考虑的因素: 2 个设备的位置关系以及自身位置的精度。定位设备: DF 测向精度、天线的增益方向图等参数随频率的变化; A 种设备转发时延估计的精度。
4 结束语
在干扰监测与定位信号处理时,可针对干扰信号的不同类型建立相应模型,引入置信区间,置信水平等参数,将干扰源位置以一定的概率限定在一定区域内。
干扰源进行自主监测和快速定位,可以对干扰源的信号进行打击,但同时需要采取主动防御措施,如用户机和卫星接收机采取自适应滤波和调零天线等抗干扰技术。因此,干扰监测定位与抗干扰技术是卫星系统十分重要的防护需求,在对干扰的认识和抗干扰技术方面,还有许多问题需要深入研究。
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