新時期導航干擾及解決措施

文/趙紅梅

1 引言

導航通信面臨的干擾已經(jīng)成為影響航空飛行、雷達定位的準確度的重要因素，嚴重影響雷達定位、航空飛行的可靠安全運行。如果導航通信收到干擾，雷達、飛行器之間無法準確接收信號，將會影響飛行人員與地面的順暢溝通，造成航空偏離預定軌道，產(chǎn)生嚴重的損失。本文基于筆者多年的工作實踐，詳細地描述導航通信面臨的干擾，分析這些干擾造成的影響和產(chǎn)生的原因，歸納了解決導航干擾的措施，進一步確保導航準確度，保證航空安全運行。

2 新時期導航干擾現(xiàn)狀分析

導航系統(tǒng)建設和運行時需要部署大量的無線設備，這些無線設備的數(shù)量非常多，安裝部署地點也非常復雜，彼此之間就會產(chǎn)生相互干擾問題，造成干擾的原因主要包括設備本身存在的故障，導航系統(tǒng)運行時經(jīng)常造成錯誤的頻道發(fā)射錯誤的信號，影響導航自身信號質量問題；導航設備安裝與配置存在嚴重的不規(guī)范，影響導航設備發(fā)射的靈敏度。目前，導航干擾主要是指無線電導航系統(tǒng)面臨的干擾，這些干擾包括互調干擾、帶外干擾和同頻干擾。

2.1 互調干擾

互調干擾是指無線電導航系統(tǒng)的發(fā)射機存在的干擾，指多個已經(jīng)發(fā)射的信號落入到一部發(fā)射機中，由于末級功放存在非線性作用，形成了相互調制現(xiàn)象，產(chǎn)生了不同功率的信號，此時接收機接收到不同頻率信號，就會影響導航的準確度。

2.2 帶外干擾

帶外干擾主要是指導航發(fā)射機雜散輻射與接收機雜散響應時產(chǎn)生的嚴重干擾問題。發(fā)射機在UHF和VHD低頻段多采用晶體振蕩器，以便能夠保證導航通信頻率的穩(wěn)定性，這個振蕩器主震頻率需要經(jīng)過倍頻放大器多次倍頻之后才能夠達到發(fā)射頻率，此時就會受到倍頻器和放大器之間的非線性作用，產(chǎn)生了一定的干擾。接收機接收的信號不僅包括有用信號，同時還包括其他頻率的無用信號，無用信號之間產(chǎn)生雜散響應，雜散響應也會產(chǎn)生干擾。

2.3 同頻干擾

同頻干擾是指信號的頻率相似，在接收過程中把有用信號無用信號統(tǒng)一接收，造成信息混亂。同頻干擾還是形成互調干擾的部分原因，影響信號發(fā)射接收，同時，減少同頻干擾可以防止接收工作中的帶外干擾。

3 導航干擾解決措施研究

隨著人們對導航干擾的研究，深度分析了導航干擾產(chǎn)生的機制，從管理制度、干擾監(jiān)測、抗干擾技術等方面進行了長足的探索和實踐，提出了很多的解決措施。

3.1 建立健全干擾監(jiān)測制度

雷達定位和航空飛行系統(tǒng)受到的電磁環(huán)境影響非常大，良好的電磁環(huán)境能夠大幅度提高導航通信指揮效率，但是隨著導航技術、通信技術的發(fā)展，無線電頻帶資源越來越稀有，一些廣播電臺沒有經(jīng)過國家通信管理局的批準和許可，私自建造了設備基地，這些設備發(fā)出的信號不符合國家的相關標準，發(fā)出的信號比較雜亂，增加了導航干擾發(fā)生的概率。因此，本文認為需要結合廣播電臺和導航信號的分布運行情況，健全和完善無線電監(jiān)測制度，實時監(jiān)控無線電范圍。另外，無線電監(jiān)管部門也應該與其他的政府機構建立聯(lián)合指揮中心，加大管理、監(jiān)督力度，要求每一個廣播電臺都要按照標準進行建設，針對導航干擾問題提出一個切實可行的解決措施，從而從源頭上解決信號存在干擾的問題，既可以保障導航信號的穩(wěn)定性，同時也可以大大的提高控制管理效率。無線電發(fā)射設備也需要健全電磁檢測制度，定期加強發(fā)電設備的檢查力度，發(fā)現(xiàn)問題整合及時進行處理，進而減少信號存在的干擾風險。

3.2 持續(xù)改進導航技術提高抗干擾能力

導航通信需要持續(xù)改進自身的技術實力，提升導航通信抗干擾能力。一是導航接地設備，導航設備建設時，要設計一個合理的接地方式，其可以提高導航信號的穩(wěn)定性，從源頭上控制信號干擾風險，減少導航通信受到的干擾風險；另外，一些設備運行時會出現(xiàn)集中電荷現(xiàn)象，及時的針對這一問題展開設備接地信息處理，避免設備電荷集中問題發(fā)生。二是制定一個強大的屏蔽措施，導航信號干擾可以采用屏蔽措施進行處理，比如導航通信系統(tǒng)運行是需要關閉機房大門，在一定程度上減少干擾源，尤其是對于電磁輻射非常嚴重的設備，可以采取隔離屏蔽措施，將導航設備單獨部署在一個機房，這樣就可以減少設備自身的電磁輻射，避免信號產(chǎn)生干擾，保障導航信號的穩(wěn)定性；再比如為了解決互調干擾，可以增加無線電導航發(fā)射機天線之間的距離，設置的隔離度要大于50dB，確保發(fā)射天線垂直方向間距足夠大。三是提高接收機的抗干擾能力，為接收機配置合適的接收天線陣列，由于天線陣列可以區(qū)分不同方向的信號，所以可以使用合適的算法在干擾方向形成零點，從而抑制干擾；使用空時自適應信號處理（STAP）同時在空域和時域的二維平面進行干擾抑制，是目前抗干擾技術的研究熱點。

4 結束語

導航對于當前軍民航空具有重要的作用，也是保障雷達設備準確運行的基礎。導航系統(tǒng)安裝設備多，部署地點復雜，通信環(huán)境多為無線介質，因此很容易受到設備自身、通信介質等影響，產(chǎn)生互調干擾和帶外干擾。為了能夠從源頭進行控制導航干擾，解決導航干擾問題，人們亟需健全完善監(jiān)測制度，強化導航技術提高導航設備抗干擾能力，同時積極的進行宣傳和培訓，提高人民群眾使用無線電設備的規(guī)范性，合理控制干擾源，保障導航安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]居后鴻,曾慶化,岳亞洲等.兩種衛(wèi)星導航抗干擾算法對載波相位測量精度影響分析[J].全球定位系統(tǒng),2015(01):13-16.

[2]陳飛強,聶俊偉,蘇映雪等.載波相位輔助的衛(wèi)星導航天線陣抗干擾算法[J].國防科技大學學報,2015(06):69-73.

[3]張超,李智,潘長勇.一種基于多級維納濾波器的導航信號抗干擾自適應處理裝置[J].現(xiàn)代電子技術,2015,38(22):1-3.

[4]王曉宇,張驊,謝斌斌.一種基于自適應波束形成的衛(wèi)星導航干擾源方位估計方法[J].導航定位與授時,2016,3(02):59-64.