[發明專利]用于衛星導航信號電磁環境分析的系統、方法及電子設備

在審

• 申請號: 202011500399.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112731461A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 杜黎明;楊德森;武斌;楊軍平
• 申請（專利權）人: 青島市光電工程技術研究院
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/13;G01S19/23
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 安衛靜

本發明提供了一種用于衛星導航信號電磁環境分析的系統、方法及電子設備，涉及衛星導航技術領域，該系統包括：分別與數據分析處理單元連接的衛星信號監測接收單元、干擾頻譜監測單元；衛星信號監測接收單元用于通過衛星信號接收天線接收導航衛星信號數據；干擾頻譜監測單元，用于通過比幅天線和比相天線對干擾源進行識別定向；數據分析處理單元，用于對接收的導航衛星信號數據以及干擾源的識別定向結果進行分析，確定衛星導航信號電磁環境中是否存在電磁干擾以及電離層閃爍。該系統通過集成的干擾頻譜監測單元和衛星信號監測接收單元能夠顯著提高弱干擾信號的監測能力，提高了對衛星信號質量下降原因判斷的準確性。

技術領域

本發明涉及衛星導航技術領域，尤其是涉及一種用于衛星導航信號電磁環境分析的系統、方法及電子設備。

背景技術

影響衛星導航系統安全性的關鍵因素包括電磁干擾環境和空間電波環境。電磁干擾環境是指引起衛星導航系統性能降低的各種電磁干擾信號，包括各種非故意干擾信號與人為故意干擾信號；空間電波環境是指影響衛星信號傳播環境要素的總稱，其中，尤以電離層閃爍對衛星信號影響最為嚴重。

由于電離層對衛星信號接收的影響與電磁干擾對衛星信號接收的影響具有一定的相似性，對于判斷衛星信號質量的下降是電離層問題引起的還是電磁干擾引起的問題，現有技術中缺乏有效的判斷方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種用于衛星導航信號電磁環境分析的系統、方法及電子設備，通過系統中集成的干擾頻譜監測單元和衛星信號監測接收單元，能夠顯著提高弱干擾信號的監測能力，實現了高靈敏度下對覆蓋區域范圍內電磁信號進行連續監測，解決了現有技術中存在的對造成衛星信號質量下降原因缺乏有效判斷手段的問題，有利于實現對導航衛星空間的電磁環境安全態勢進行全方位評估。

第一方面，本發明實施例提供了一種用于衛星導航信號電磁環境的分析系統，該系統包括：

數據分析處理單元、衛星信號監測接收單元、干擾頻譜監測單元；其中，衛星信號監測接收單元和干擾頻譜監測單元分別與數據分析處理單元相連接；

衛星信號監測接收單元，用于通過衛星信號接收天線接收導航衛星信號數據，導航衛星信號數據包含衛星信號及其閃爍信息；

干擾頻譜監測單元，用于通過比幅天線和比相天線對干擾源進行識別定向，干擾源的識別定向結果包括電磁干擾信號的特征和方位角；

數據分析處理單元，用于對接收的電磁干擾信號的特征和方位角、衛星信號及其閃爍信息進行分析，確定衛星導航信號電磁環境中是否存在電磁干擾以及電離層閃爍。

在一些實施方式中，衛星信號監測接收單元，包括：衛星信號接收板卡、衛星信號接收天線和射頻電纜；衛星信號接收板卡通過射頻電纜與衛星信號接收天線相連接；

其中，衛星信號接收天線，用于接收導航衛星的導航衛星信號信息；

衛星信號接收板卡，用于對導航衛星的導航衛星信號信息進行解析處理，確定導航衛星信號數據；其中，導航衛星信號數據至少包含：衛星坐標、衛星狀態、衛星閃爍效應信息；

射頻電纜，用于將導航衛星信號信息數據傳輸至衛星信號接收板卡。

在一些實施方式中，導航衛星信號信息，包括：載噪比信息、信號幅度信息、信號相位信息、衛星星歷信息、偽距信息、時間信息、位置信息的一種或多種。

在一些實施方式中，干擾頻譜監測單元，包括：干擾信號監測接收板卡、比幅天線和比相天線；比幅天線以及比相天線分別與干擾信號監測接收板卡相連接；

其中，比幅天線，用于接收干擾源的信號幅度，并通過比較干擾源的信號幅度確定干擾源的方向；

比相天線，用于接收干擾源的信號相位，并通過比較干擾源的信號相位確定干擾源的方向；