CN110763241B - 一种同步角度闪烁的导航干扰信号发射方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种同步角度闪烁的导航干扰信号发射方法与系统，属于卫星信号源控制技术领域，包括信号控制分系统和分布在N个位置的N台信号源，N≥3；信号参数和时间同步指令按照空中接口协议组帧后通过第一无线数传模块的无线链路发送给N台信号源；N台信号源从各个角度周期性地对目标发送非相干信号，形成角度闪烁信号发射；有益效果在于多台信号源的精确时间同步和实施角度闪烁干扰，既造成抗干扰接收机的抗干扰算法失效，接收机无法正常定位，也造成接收端信号测向定位系统无法测定信号源位置坐标。
Description
技术领域
本发明涉及一种同步角度闪烁的导航干扰信号发射方法与系统，属于卫星导航测试技术领域。
背景技术
在对导航终端实施信号干扰的过程中，信号源也很容易被对方侦测定位而受到打击，因此为了提高信号源生存率，角度闪烁信号发射就成为一个可行的信号发射方法。闪烁干扰目前在雷达中应用最多，专利CN107817478B一种基于相位调制表面的异步闪烁角度欺骗干扰方法就公布了一种闪烁干扰实施方法。但是在卫星导航终端的抗干扰测试中，多角度闪烁干扰还没有被广泛研究和应用。实际上多台干扰信号源在多个不同位置，统一进行同步角度闪烁干扰，即每次只有几个干扰源工作，工作短暂时间后换成下一批不同干扰源工作，依次轮换重复，这样做不仅能够使得接收端的信号侦测定位难以定位发射源位置，而且有可能使得抗干扰接收机的抗干扰算法失效，接收机无法正常定位。这是因为卫星导航抗干扰终端都是采用天线阵来进行空时域滤波实现对多个不同来向干扰的抑制，算法需要一定时间的数据积分和滤波才有效，因此毫秒级别的多角度同步闪烁更换就可能使得抗干扰算法达不到既定抑制效果。然而目前已有的干扰信号源缺点在于，只支持干扰样式切换和功率开关，但是不能做到毫秒级别的闪烁周期和精确的时间同步，无法直接用于同步角度闪烁实验。专利CN107817478B是应用于雷达闪烁干扰的异步角度闪烁方法，也对卫星导航领域的同步角度闪烁干扰没有借鉴意义。
发明内容
本发明针对卫星导航多角度闪烁干扰的需求，提供一种同步角度闪烁的导航干扰信号发射方法与系统，特别是可以精确时间同步的信号源和实施角度闪烁干扰的方法，可以应用在卫星导航领域的外场角度闪烁干扰试验。
本发明的技术方案在于，包括信号控制分系统和分布在N个位置的N台信号源，N≥3；
信号控制分系统通过无线数传链路和N台信号源先完成通信握手确认：信号控制分系统通过无线数传链路读取每台信号源上报的网络IP地址，并对其进行组网编号，组网编号为整数，1≦组网编号≦N，而且组网编号与网络IP地址一一对应，通过组网编号来区分不同信号源，并将每台设备的组网编号通过无线数传链路发给各台信号源，信号源收到自己的设备组网编号后存下来。然后信号控制分系统发给每一台信号源的信号参数和时间同步参数指令中都加上该台信号源的组网编号，信号源只解析执行跟自身设备组网编号一致的信号参数和时间同步参数指令。
每台信号源的信号参数、时间同步参数和该台信号源的设备组网编号按照空中接口协议组帧后通过第一无线数传单元转换为无线数传链路信号发送给N台信号源，无线数传单元由无线数传收发模块和无线数传天线组成；无线数传链路信号频段只有几百MHz，不会受到针对导航频段干扰信号的影响，作用距离可达2公里，因此上述干扰方法可以在测试前，也可以在测试过程中改变信号源的闪烁顺序和闪烁周期，具有很大的灵活性， 非常方便在外场进行各种参数遍历干扰试验。
N台信号源从各个角度周期性地对目标发送非相干干扰信号，形成角度闪烁信号发射；放置在各个位置、各个载体上的信号源，形成了各个角度的信号，各信号源按照时间同步信号开、关干扰功率来达到多角度同步闪烁干扰的效果，一方面使得抗干扰接收机抗干扰算法失效，另一方面破坏接收端的干扰监测系统对其中任意信号源的追踪，从而无法测定信号源位置。
本发明系统包括导航干扰信号控制分系统和分布在各个位置的N台信号源，N≥3；
所述的信号控制分系统包括与第一无线数传单元连接的信号控制主机，包括干扰样式和干扰功率在内的信号参数、包括闪烁周期和闪烁次序编号在内的时间同步参数，都在信号控制主机上设置；
所述的信号源由第二无线数传单元、空中接口协议解析模块、时间同步模块、信号生成模块、功率开关和DAC及射频模块组成；
空中接口协议解析模块分别与第二无线数传单元、信号生成模块和时间同步模块连接，信号控制分系统的第一无线数传单元与信号源的第二无线数传单元彼此之间通过无线数传链路传输数据；空中接口协议解析模块解析出对应自身设备组网编号的信号参数并将其发送至信号生成模块，空中接口协议解析模块还解析出对应自身组网编号的闪烁周期和闪烁次序编号并发送至时间同步模块；时间同步模块根据前述时间同步参数生成对应的时间同步信号并将其发送至功率开关，同时功率开关与信号生成模块连接，接收信号生成模块生成的信号，功率开关再与DAC和射频模块连接。
所述的信号源通过空中接口协议解析模块解析信号参数和时间同步参数，控制信号生成模块生成对应干扰样式、干扰功率的信号，时间同步模块根据时间同步参数生成时间同步信号，开启功率开关，输出指定闪烁周期和闪烁次序的数字信号，经过DAC和射频模块后变成射频信号。
干扰实施方法的具体步骤如下：
步骤1、信号控制分系统通过无线数传链路和N台信号源完成通信握手确认过程：信号控制分系统通过无线数传链路读取每台信号源上报的网络IP地址，并对其进行组网编号（1≦编号≦N，为整数），并将每台设备的组网编号通过无线数传链路发给各台信号源，信号源收到自己的组网编号后存下来；
步骤2通过信号控制分系统设置每台信号源的信号参数，包括干扰样式、干扰功率，加上信号源的设备组网编号，组帧为信号参数指令后通过第一数传单元，经由无线数传链路发送给各台信号源；
步骤3、信号源解析出跟自身设备编号一致的信号参数设置后，生成对应的信号，此时功率开关默认关闭，不输出信号；
步骤4、通过信号控制主机设置时间同步参数：闪烁周期M，每台信号源的闪烁次序编号Pi，其中1≤i≤N，闪烁周期和每台信号源的时间同步参数，加上该台信号源的设置组网编号，通过第一数传单元，经由无线数传链路发给N台信号源；
步骤5、每台信号源解析出跟自身设备组网编号一致的时间同步参数，包括闪烁周期和闪烁次序编号，然后生成周期为M占空比为1/N，高电平为第Pi个M/N时间间隔的时间同步信号；
步骤6、上述时间同步信号控制信号源的功率开关，高电平输出信号，低电平关闭信号，经过时间同步信号功率控制后的干扰信号经过DAC和射频模块后输出。
本发明的有益效果在于信号源的精确时间同步和实施角度闪烁干扰，从而一方面造成抗干扰接收机抗干扰算法失效，可能无法正常定位，另一方面无法在接收端测定信号源位置坐标。1、提高了信号源被追踪的难度和缩小了抗干扰算法数据积分时间，角度闪烁信号发射的闪烁周期小到毫秒级别；2、不同的闪烁信号源之间实现时间同步，时间同步精度达到微秒级；3、具有很大的灵活性，方便在外场进行各种发射参数遍历。
附图说明
图1为信号发射系统的示意图。
图2为信号源的组成结构框图。
图3为时间同步信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至3对本发明的优选实施例作进一步说明，包括信号控制分系统和分布在N个位置的N台信号源，N≥3；
所述的信号控制分系统包括与第一无线数传单元连接的信号控制主机，如图1所示；包括干扰样式和干扰功率在内的信号参数、包括闪烁周期和闪烁次序编号在内的时间同步参数，都在信号控制主机上设置；
所述的信号源由第二无线数传单元、空中接口协议解析模块、时间同步模块、信号生成模块、功率开关和DAC及射频模块组成，如图2所示，空中接口协议解析模块分别与第二无线数传单元、信号生成模块和时间同步模块连接，信号控制分系统的第一无线数传单元与信号源的第二无线数传单元彼此之间传输数据；空中接口协议解析模块将信号参数发送至信号生成模块，空中接口协议解析模块还将时间同步参数发送至时间同步模块；时间同步模块将时间同步信号发送至功率开关，同时功率开关与信号生成模块连接，接收信号生成模块生成的对应信号，功率开关再与DAC和射频模块连接。
所述的信号源通过空中接口协议解析模块解析信号参数和时间同步参数，控制信号生成模块生成对应干扰样式、干扰功率的信号，时间同步模块根据时间同步参数生成对应的周期性时间同步信号，控制功率开关的开启，高电平开启功率，低电平关闭功率开关，输出指定闪烁周期和闪烁次序的信号，经过DAC和射频模块后变成射频信号
N台信号源依据测试需要布局在N个不同地方，模拟N个不同的信号来向，信号控制主机可以为一台笔记本电脑或者平板电脑，外接第一无线数传单元，电脑上运行干扰控制软件，可以设置每台信号源信号参数，包括干扰样式和干扰功率还可设置时间同步参数，包括闪烁周期和每台信号源的闪烁次序；上述设置参数通过第一无线数传单元，经由无线数传链路信号发送给各台信号源。
由于各台信号源之间的时间同步是通过同时解析信号控制主机发出的闪烁次序时间同步参数来生成对应的时间同步信号，时间同步误差主要由信号源与信号控制主机之间的距离偏差引起的参数指令传输延迟差、各台信号源解析参数的时间差（可用串口中断方式保证优先级）引起，在信号控制主机位于各台信号源中心位置的情况下，300米的距离误差是1微秒时间误差，而参数指令解析和串口中断响应时间误差不会超过10微秒，因此对于绝大部分外场试验，可以保证微秒级别的时间同步精度。
干扰实施方法的具体步骤如下：
步骤1、信号控制分系统通过无线数传链路和N台信号源完成通信握手确认过程：信号控制分系统通过无线数传链路读取每台信号源上报的网络IP地址，并对其进行组网编号（1≦编号≦N，为整数），并将每台设备的组网编号通过无线数传链路发给各台信号源，信号源收到自己的组网编号后存下来；
步骤2、通过信号控制分系统设置每台信号源的信号参数，包括干扰样式、干扰功率，加上信号源的设备组网编号，组帧为信号参数指令后通过第一数传单元，经由无线数传链路发送给各台信号源；
步骤3、信号源通过第二数传单元接收信号参数指令，通过空中接口协议解析模块解析出跟自身设备编号一致的信号参数后，控制信号生成模块生成对应的信号，此时功率开关默认关闭，不输出信号；
步骤4、通过信号控制分系统设置每台信号源的时间同步参数：闪烁周期为M毫秒，每台信号源的闪烁次序编号Pi，其中1≤i≤N，假如组网编号为6的信号源的闪烁次序编号为P3，说明第6台信号源在每个闪烁周期内是第3个开始闪烁。每台信号源的闪烁周期、闪烁次序编号和设备组网编号组帧为时间同步指令通过第一数传单元，经由无线数传链路发给N台信号源；
步骤5、每台信号源通过第二数传单元接收时间同步指令参数，通过空中协议解析模块解析出跟自身设备组网编号一致的步骤4设置的包括闪烁周期和闪烁次序编号在内的时间同步参数，控制时间同步模块生成周期为M毫秒，占空比为1/N，高电平为第Pi个M/N时间间隔的时间同步信号；
步骤6、上述时间同步信号控制信号源的功率开关，高电平输出信号，低电平关闭信号，经过时间同步信号功率控制后的信号经过DAC和射频模块后输出。
Claims (2)
1.一种同步角度闪烁的导航干扰信号发射方法，信号控制分系统通过无线数传链路和N台信号源完成通信握手确认后，信号控制分系统上设置的信号参数和时间同步参数，通过无线数传链路发送给分散在不同位置的N台信号源，N台信号源通过无线数传链路接收解析出跟各自设备组网编号一致的信号参数和时间同步参数，生成对应的信号，从各个角度周期性地对目标发送，形成角度闪烁信号发射，其特征是：
信号源通过空中接口协议解析模块一方面解析出跟自身设备编号一致的信号参数并发送至信号生成模块，控制信号生成模块生成对应干扰样式、干扰功率的信号，另一方面还解析出跟自身设备编号一致的时间同步参数并发送至时间同步模块，时间同步模块根据时间同步参数输出对应的周期性时间同步信号，开启功率开关，输出指定闪烁周期和闪烁次序的信号，经过DAC和射频模块后变成射频信号输出，N台信号源的时间同步模块输出的时间同步信号控制信号源实现同步角度闪烁。
2.一种同步角度闪烁的导航干扰信号发射系统，其特征是：
信号控制分系统包括与第一无线数传单元连接的信号控制主机，信号参数包括干扰样式、干扰功率，时间同步参数包括闪烁周期、闪烁次序编号，都在信号控制主机上设置；
信号源由第二无线数传单元、空中接口协议解析模块、时间同步模块、信号生成模块、功率开关和DAC及射频模块组成；
空中接口协议解析模块分别与第二无线数传单元、时间同步模块连接，信号控制分系统的第一无线数传单元与信号源的第二无线数传单元彼此之间通过无线数传链路传输信号参数和时间同步参数；空中接口协议解析模块与信号生成模块和时间同步模块连接；时间同步模块根据时间同步参数生成时间同步信号，然后发送至功率开关，同时功率开关与信号生成模块连接，接收信号生成模块生成的对应信号，功率开关再与DAC和射频模块连接。
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