CN203446031U - 一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统，包括至少三台定位机和定位处理机，三台所述定位机与所述定位处理机通过无线通讯连接，所述定位处理机包括主控制器、本地存储器、监测天线、监测接收机、A/D和数字信号处理板、GPS定位接收机和无线通讯服务器，本实用新型能够实时侦测发现和准确识别考场作弊的无线电数字短信信号，快速对发射源进行定位，能有效地阻断多种考试作弊无线电信号的正常通信，阻止作弊行为的发生，并为有关部门抓捕作弊犯罪分子提供位置信息。

Description

一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统

技术领域

本实用新型涉及一种无线电侦测设备，尤其涉及一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统。

背景技术

如今，考试作弊已经形成了一个“产业链”：不法分子征集客户，邮购给他们接收设备；雇佣考生利用伪装的针孔摄像设备，把考题传出考场，“枪手”场外做题，并采用无线电语音广播或数字短信传输技术手段将答案报给考场内的考生。这种行径严重地破坏了公平、公正的考试原则，严重地损害了遵纪守法和优秀的学生的利益，破坏了社会的公平机制。对此，无线电监测部门采用技术手段对制止作弊实施取得了显著的效果，对作弊考生取得了一定的威慑作用，但是考场分散且量大，无线电监测部门的设备和人员有限，加之又有自身的社会职责，考场纪律无法仅仅依靠无线电监测部门维持，所以考场作弊仍屡禁不止。

目前，考试无线电作弊主要采用两种技术手段：一种是采用FM调制的语音信号进行答案传输，另一种是将考试答案内容按数字信号调制方式进行调制，并以短信方式进行传输。对于第一种作弊手段，由于作弊无线电发射信号的传输时间长，采用FM调制信号易于解调和语音监听判断，专业的无线电管理人员利用常规的监测干扰设备即可侦测发现和干扰压制；对于第二种作弊手段，由于无线电管理部门现有的干扰设备只具有单一的干扰信号发射功能，需要通过其它监测设备扫描发现干扰信号后再通过联网将信息传给干扰设备进行针对性的干扰发射，这就造成对作弊信号处置实效性差，只能实现对长时传输的FM语音传题信号(如传统的对讲机传题)的有效压制，不能实现对发射时间2-3秒的考题答案短信进行及时干扰阻断，而当采用第二种作弊方式时，一个考卷只需几条短信在数秒钟内就可传输完毕，每个短信传输时间约2-3秒。如不采用智能化的侦测和联动干扰设备，无法发现和干扰、反制作弊信号。

当前，采用数字信号技术实现作弊信号传输已成为无线电作弊的主要技术手段和发展方向。无线电短信发射设备的信号传输时间很短，如发送25字符的短信的最短耗时不到2秒，发送100字符的短信的最短耗时3秒，发送200字符的短信的最短耗时4秒。

无线电管理部门现有的设备由于对作弊无线电信号的监测扫描速度很低，只能侦测捕获长时传输的FM语音传题信号(如传统的对讲机传题)，不能达到无遗漏地捕获发射时间短到2-3秒的短时数字短信作弊信号；此外，现在采用的对作弊信号的测向技术是相关干涉测向技术或比幅测向技术，相关干涉测向技术需要二个以上测向机通过测向和交汇才能实现定位，系统较复杂且成本很高，难以全面推广应用；而比幅测向速度慢，也难以适宜短时作弊信号的测向定位。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种监测扫描速度快，快速定位其发射源位置的能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括至少三台定位机和定位处理机，三台所述定位机与所述定位处理机通过无线通讯连接，所述定位处理机包括主控制器、本地存储器、监测天线、监测接收机、A/D和数字信号处理板、GPS定位接收机和无线通讯服务器，所述监测天线的输出端与所述监测接收机的输入端连接，所述监测接收机的输出端与所述A/D和数字信号处理板的输入端连接，所述A/D和数字信号处理板的数据输出端与所述主控制器的数据输入端连接，所述本地存储器的数据端口与所述主控制器的数据端口连接，所述主控制器的输出端与便携式显控终端的输入端连接，所述GPS定位接收机的输出端与所述主控制器的输入端连接，所述主控制器与所述无线通讯服务器连接。

进一步地，所述定位机与所述定位处理机的硬件结构相同。

作为优选，所述监测天线为盘锥接收天线。

具体地，所述无线通讯服务器为3G无线路由器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型能够实时侦测发现和准确识别考场作弊的无线电传输信号，且监测扫描速度高(10GHz/s以上)，首次侦测发现时间短(100毫秒以内)，从发现作弊信号到完成定位时间短(2秒以内)，真正实现了对包括数字短信信号(最短作弊短信信号传输时长2-3秒)在内的多种无线电考试作弊信号的实时侦测、快速分析识别和定位，能有效地阻断多种考试作弊无线电信号的正常通信，阻止作弊行为的发生，并为有关部门抓捕作弊犯罪分子提供位置信息。

附图说明

图1是本实用新型的系统流程示意图；

图2是本实用新型的所述定位机或所述定位处理机硬件结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型包括至少三台定位机和定位处理机，三台所述定位机与所述定位处理机无线通讯连接，所述定位处理机包括主控制器、本地存储器、监测天线、监测接收机、GPS定位接收机、A/D和数字信号处理板和无线通讯服务器，所述监测天线的输出端与所述监测接收机的输入端连接，所述监测接收机的输出端与所述A/D和数字信号处理板的输入端连接，所述A/D和数字信号处理板的数据输出端与所述主控制器的数据输入端连接，所述本地存储器的数据端口与所述主控制器的数据端口连接，所述主控制器的输出端与便携式显控终端的输入端连接，所述GPS定位接收机的输出端与所述主控制器的输入端连接，所述主控制器与所述无线通讯服务器连接。

所述定位机与所述定位处理机的硬件结构相同，所述监测天线为盘锥接收天线，所述无线通讯服务器为3G无线路由器。

本实用新型的工作原理如下：本实用新型由三台定位机和1台监测定位处理机构成，三台定位机分别布置在考试区域或所在城区外围的三个位置，实现对考区及可能的无线电作弊信号发射源进行有效的覆盖，定位处理机可安置在任意位置，三台定位机通过3G无线数据传输链路与定位处理机联网，实现信息交互，定位处理机使用3G无线数据传输链路或有线以太网与其它干扰发射设备联网，向外接的干扰发射机发送干扰指令。频谱监测和作弊信号侦测发现功能是由定位处理机完成的，其基本原理和实现过程为：监测天线接收全向、宽频带的无线电信号，通过射频线输入到监测接收机，接收机在主控制器的控制下对指定频率范围的信号进行射频低噪放大、带通滤波、使用本振和混频器将射频信号下变频到中频、再进行中频滤波和放大，输出宽带的模拟中频信号到A/D和数字信号处理板，信号处理板对模拟信号进行A/D转换、FFT变换和DDC，最后将信号的频谱信息通过PC104+总线传到主控制器内进行进一步的频谱分析、信号识别和处理，对异常信号进行分析判断，甄别确认考试作弊信号。由于设计研制了速度性能优异的宽带接收机（中频带宽达到20-25MHz，调谐稳定时间≤1ms,扫描速度≥10GHz/s）和数字信号处理设备，并对频谱和信号处理算法进行优化，较大地提高了监测扫描速度和信号甄别判断能力，达到了在极短时间内(≤300ms)侦测并识别作弊数字短信信号的系统设计要求。时差定位功能由定位机和定位处理机联合完成，系统采用了到达时间差定位（TDOA）原理实现对考试作弊信号发射源进行定位。到达时间差定位又称双曲线(或双曲面)定位法，主要是通过处理三个或更多个测量站所采集的信号到达时间的数据来对辐射源进行定位，在二维平面内，辐射源信号至两测量站的到达时间差，确定了一条以两个测量站为焦点的双曲线(两站的连线称为基线)。如果利用三个站形成两条双曲线基线，那么可以得到两条双曲线的交点，再利用测向信息排除基线另一侧的虚点，就能把辐射源的位置(不含高度信息)确定下来。在本系统中，定位机实现对拟定位的信号的调谐接收、FFT变换、DDC(得到信号的I/Q数据)、时间同步戳标识并将信息向处理机传输等功能；定位处理机接收来自三个定位机的I/Q数据，通过对各定位机采集的信号的频域和时域数据的相关计算获得三个站两两间的到达时间差值，再经过定位计算和误差修正，就可获得信号源的位置信息。本发明的时差定位的时间同步方式采用了全球卫星定位系统（GPS）来实现，并将时间标识记录在I/Q数据上。GPS定位接收机用于为定位机和定位处理机提供其工作位置信息和信号采集时间信息，这些位置和时间信息是定位处理机进行信号相关计算、时差定位计算及定位误差修正计算所需要的。定位处理机高速扫描侦测发现和检测出疑似作弊信号，通过3G无线路由器向定位机发送采集定位信息的指令，同时联动其它干扰设备进行干扰信号压制。定位机接收到定位处理机的定位工作指令后，对指定频率的信号进行调谐接收和I/Q数据采集，并将通过GPS定位接收机获取的时间同步信息标识在I/Q数据上，再利用3G无线通道将I/Q数据发送给定位处理机，由处理机对其进行计算处理，获得作弊信号的发射源位置信息。

以上仅为本实用新型的较佳实例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统，其特征在于：包括至少三台定位机和定位处理机，三台所述定位机与所述定位处理机采用无线通讯连接，所述定位处理机包括主控制器、本地存储器、监测天线、监测接收机、A/D和数字信号处理板、GPS定位接收机和无线通信服务器，所述监测天线的输出端与所述监测接收机的输入端连接，所述监测接收机的输出端与所述A/D和数字信号处理板的输入端连接，所述A/D和数字信号处理板的数据输出端与所述主控制器的数据输入端连接，所述本地存储器的数据端口与所述主控制器的数据端口连接，所述主控制器的输出端与便携式显控终端的输入端连接，所述GPS定位接收机的输出端与所述主控制器的输入端连接，所述主控制器与所述无线通讯服务器连接。

2.根据权利要求1所述的一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统，其特征在于：所述定位机与所述定位处理机的硬件结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统，其特征在于：所述监测天线为盘锥接收天线。

4.根据权利要求1所述的一种能侦测和定位无线电考试作弊数字短信信号的系统，其特征在于：所述无线通讯服务器为3G无线路由器。

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