通用导航接收机的脉冲干扰评估方法.doc

通用导航接收机的脉冲干扰评估方法.doc通用导航接收机的脉冲干扰评估方法【摘要】由于卫星导航信号本身的特点,其到达地面的信号功率非常小,导航接收机极易受到同频段脉冲信号的干扰。为了实现对导航接收机的有效保护,需要准确评估脉冲信号的干扰效果,制定合理的接收机保护门限。分析了脉冲信号对通用导航接收机的干扰机理,提供了通用导航接收机保护门限的分析方法,利用导航软件,接收机通过蒙特卡洛仿真得到了基于等效信噪比的保护门限参考值,完成了实物测试验证。卫星导航脉冲信号干扰接收机频率保护 1引言卫星导航定位系统所处的L频段具有技术成熟、性价比高等优势,该频段内的应用除卫星无线电导航业务外,还有卫星地球探测、通信等其他业务。故卫星导航系统不可避免地会受到各种无线电设备的干扰,其中,脉冲形式的信号对北斗导航信号的干扰是影响卫星导航正常运行的一大问题,脉冲信号会对导航接收机产生有害干扰,甚至会导致其无法正常工作[1-2]。现如今各种无线设备应用越来越广泛,电磁环境变得愈加复杂,脉冲干扰随时有可能出现在复杂电磁环境下的具体应用场景中,机场的航空无线电测距设备(TACAN(TacticalAirNavigation,战术空中导航系统),DME(DistanceMeasuringEquipment,测距仪),ILS(InstrumentLandingSystem,仪表着落系统)等)、某些微波接力机、地球探测卫星等,都可能成为潜在的脉冲干扰源[3]。卫星导航系统的信号到达地面时信噪比很低,极易受到电磁信号的影响和干扰,所以迫切需要采取有效的频谱管理手段来减少卫星导航系统因遭受脉冲干扰而运行中断的情况。要实现对卫星导航频谱资源的有效保护,首先要对导航接收机受干扰的程度进行科学的分析。国外针对此问题进行了大量的研究工作,目前用来评估卫星导航接收机干扰效果的参数有很多种。《UnderstandingGPS:principlesandapplications》中阐述了采用锁相环偏差度数来进行评估的方法[4];《高动态GNSS软件接收机载波跟踪算法研究》一文中直接采用失锁概率为10%时的载噪比作为正常工作门限[5];在部分专利中还有同时利用PLL(PhaseLockedLoop,锁相环)和DLL(DelayLockedLoop,延迟锁相环)来制定正常工作门限的情况,但并未给出定量的表示;还有学者主张利用信号能量大小来评估正常工作的门限(未给出定量表示)。在日益复杂的电磁环境下,需要对干扰效果进行准确评估,以制定相应的保护措施保障导航接收机的正常工作。特别是对于脉冲形式的干扰,其对接收机的干扰效果明显,干扰机理较复杂,需要进一步深入研究。因此,本文主要研究脉冲干扰对卫星导航接收机的干扰评估方法,建立合理的干扰评估模型,并通过建立软件接收机进行仿真分析得到脉冲干扰下导航接收机正常工作的参考门限值,最后验证了结论的正确性。 2脉冲信号对导航接收机的干扰机理一般来说可将脉冲信号看作为一个宽带信号,实际的脉冲信号对导航接收机的干扰效果既与脉冲信号的带宽、功率大小有关,也与脉冲信号持续时间、重复周期等因素有关。脉冲信号对导航接收机的干扰表现在导航电文的接收误码率性能,以及导航接收机捕获或跟踪的性能上。接收机的跟踪误差与信噪比具有直接关系。跟踪环路包括载波跟踪环和码跟踪环,是卫星导航接收机进行导航定位的关键环节。通过对载波频率、相位以及测距码