北斗民用信号干扰检测与识别技术研究
发布时间：2021-01-23 09:25
北斗卫星导航系统（Beidou Navigation Satellite Syetem,简称BDS）由我国自主研制与建设,是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统,现已广泛应用于国内各个重要领域。然而,变幻莫测的电磁环境以及导航信号自身的弊端,使北斗民用信号在可靠性等方面受到威胁。因此,BDS干扰监测技术是如今北斗卫星导航工作者的研究重点。本文在BDS干扰信号分析的基础上,逐步进行了北斗民用信号干扰检测与识别技术以及干扰来向估计的研究,主要工作内容如下:第一,描述了北斗民用信号特征,完成单音干扰、多音干扰、脉冲干扰、扫频干扰、部分带噪声干扰等信号的产生与频谱分析,评估干扰对北斗民用信号频域、调制域及相关域的影响。第二,阐述连续均值消除（CME）算法、前向连续均值消除（FCME）算法和双门限FCME算法,仿真验证算法性能,结合北斗民用信号的特征对干扰检测算法进行改进,搭建系统并用实测数据证实算法的准确性和高效性。第三,针对几种常见干扰,提取频域峰度系数、音频干扰系数、频域R参数、时域峰度系数等干扰特征因子,完成阈值训练,基于决策树理论设计出干扰识别器,并进行识别性...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单音干扰频谱图
中国民航大学硕士学位论文8利用矢量信号源发出多音干扰，设置的主要参数有干扰信号功率、中心频率、频点间隔及个数。干扰功率为-30dBm，频率为1.554GHz，频点间隔为100MHz的五个音的多音干扰信号频谱如图2-2所示。图2-2多音干扰频谱图2.2.3脉冲干扰脉冲干扰（PI）是一种具有突发性或者周期性的干扰信号，特点是持续时间很短，频谱很宽。干扰功率可以到达千瓦甚至兆级[45]，对北斗卫星导航系统的性能影响较大。脉冲干扰的数学模型可表示为：()()*{()}()()PIJtatjHatattK(2.3)式中，K为脉冲周期的整数倍，H{}为a(t)的希尔伯特变换，j(t)是a(t)的解析函数。利用矢量信号源发出脉冲干扰，设置的参数有信号功率、脉冲宽度及占空比。占空比为1%的脉冲干扰信号频谱如图2-3所示。
中国民航大学硕士学位论文9图2-3脉冲干扰频谱图2.2.4扫频干扰扫频干扰（LFM）信号的瞬时频率随时间呈线性变化。其瞬时频率特性为单音，在某段时间内呈现动态扫描特性[45]。扫频干扰的数学模型可表示为：202()2()()ktjftLFMtJtArecteT(2.4)式中，A为信号幅度，T为扫频持续时间，0f为中心频率，扫频起始频率和截止频率设为1f和2f，扫频带宽21Bff，扫频斜率为kB/T。利用矢量信号源发出线性扫频干扰，设置的参数有信号功率、扫频带宽、步进时间等。干扰功率为-30dBm，扫频范围为400KHz的扫频干扰信号频谱如图2-4所示。图2-4扫频干扰频谱图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于天线方向图数据相关实现单天线测向[J]. 岳友红. 信息通信. 2018(06)
[2]一种基于空间谱估计测向算法的仿真与实现[J]. 陈旭彬,任培明,戴慧玲. 移动通信. 2017(14)
[3]基于重排小波变换的GNSS接收机干扰检测[J]. 赵慧子,孙克文. 科技创新与应用. 2017(11)
[4]基于分数阶傅里叶变换的GNSS接收机扫频干扰检测[J]. 赵慧子,孙克文. 信息与电脑(理论版). 2017(01)
[5]卫星通信干扰信号的检测方法[J]. 杨朝,徐慨,杨海亮. 指挥控制与仿真. 2016(06)
[6]基于时频分析的GNSS连续波干扰检测[J]. 刘伟,孙克文,陶帅. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2014(09)
[7]卫星系统的干扰监测技术浅析[J]. 苗志旺. 硅谷. 2014(13)
[8]卫星导航干扰监测技术[J]. 范广伟,晁磊,刘莉. 四川兵工学报. 2013(06)
[9]北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J]. 杨元喜. 测绘学报. 2010(01)
[10]卫星导航干扰监测技术的发展现状与趋势[J]. 韩其位,曾祥华,李峥嵘,王飞雪. 航天电子对抗. 2009(06)
博士论文
[1]GNSS空间信号质量评估方法研究及测距性能影响分析[D]. 贺成艳.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2013
硕士论文
[1]北斗民用信号干扰检测技术研究[D]. 王晶.中国民航大学 2019
[2]干扰识别技术研究与实现[D]. 李林甫.西安电子科技大学 2014
[3]北斗导航系统信号质量分析与评估技术[D]. 欧阳晓凤.国防科学技术大学 2013
本文编号：2994974
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单音干扰频谱图
中国民航大学硕士学位论文8利用矢量信号源发出多音干扰，设置的主要参数有干扰信号功率、中心频率、频点间隔及个数。干扰功率为-30dBm，频率为1.554GHz，频点间隔为100MHz的五个音的多音干扰信号频谱如图2-2所示。图2-2多音干扰频谱图2.2.3脉冲干扰脉冲干扰（PI）是一种具有突发性或者周期性的干扰信号，特点是持续时间很短，频谱很宽。干扰功率可以到达千瓦甚至兆级[45]，对北斗卫星导航系统的性能影响较大。脉冲干扰的数学模型可表示为：()()*{()}()()PIJtatjHatattK(2.3)式中，K为脉冲周期的整数倍，H{}为a(t)的希尔伯特变换，j(t)是a(t)的解析函数。利用矢量信号源发出脉冲干扰，设置的参数有信号功率、脉冲宽度及占空比。占空比为1%的脉冲干扰信号频谱如图2-3所示。
中国民航大学硕士学位论文9图2-3脉冲干扰频谱图2.2.4扫频干扰扫频干扰（LFM）信号的瞬时频率随时间呈线性变化。其瞬时频率特性为单音，在某段时间内呈现动态扫描特性[45]。扫频干扰的数学模型可表示为：202()2()()ktjftLFMtJtArecteT(2.4)式中，A为信号幅度，T为扫频持续时间，0f为中心频率，扫频起始频率和截止频率设为1f和2f，扫频带宽21Bff，扫频斜率为kB/T。利用矢量信号源发出线性扫频干扰，设置的参数有信号功率、扫频带宽、步进时间等。干扰功率为-30dBm，扫频范围为400KHz的扫频干扰信号频谱如图2-4所示。图2-4扫频干扰频谱图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于天线方向图数据相关实现单天线测向[J]. 岳友红. 信息通信. 2018(06)
[2]一种基于空间谱估计测向算法的仿真与实现[J]. 陈旭彬,任培明,戴慧玲. 移动通信. 2017(14)
[3]基于重排小波变换的GNSS接收机干扰检测[J]. 赵慧子,孙克文. 科技创新与应用. 2017(11)
[4]基于分数阶傅里叶变换的GNSS接收机扫频干扰检测[J]. 赵慧子,孙克文. 信息与电脑(理论版). 2017(01)
[5]卫星通信干扰信号的检测方法[J]. 杨朝,徐慨,杨海亮. 指挥控制与仿真. 2016(06)
[6]基于时频分析的GNSS连续波干扰检测[J]. 刘伟,孙克文,陶帅. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2014(09)
[7]卫星系统的干扰监测技术浅析[J]. 苗志旺. 硅谷. 2014(13)
[8]卫星导航干扰监测技术[J]. 范广伟,晁磊,刘莉. 四川兵工学报. 2013(06)
[9]北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J]. 杨元喜. 测绘学报. 2010(01)
[10]卫星导航干扰监测技术的发展现状与趋势[J]. 韩其位,曾祥华,李峥嵘,王飞雪. 航天电子对抗. 2009(06)
博士论文
[1]GNSS空间信号质量评估方法研究及测距性能影响分析[D]. 贺成艳.中国科学院研究生院（国家授时中心） 2013
硕士论文
[1]北斗民用信号干扰检测技术研究[D]. 王晶.中国民航大学 2019
[2]干扰识别技术研究与实现[D]. 李林甫.西安电子科技大学 2014
[3]北斗导航系统信号质量分析与评估技术[D]. 欧阳晓凤.国防科学技术大学 2013
本文编号：2994974
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