公安卫星通信信号干扰种类及对策范文

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摘要:本文探讨了卫星通信在公安工作中的作用,分析了卫星通信干扰类型及影响,研究了干扰信号的主要应对策略。

关键词:公安卫星通信；干扰；应对策略

目前我国在卫星通信技术方面的研究取得了累累硕果,随着对接收信号精度要求的不断提高,卫星信号的传输速度也越来越高。卫星通信在公安系统中的应用,为我国打击政治和刑事犯罪起到了重要作用,如果公安卫星出现信号不稳定或信号切断的情况,就有可能错过案件的最佳侦破时间或失去有利线索的获取条件,所以提高公安卫星的抗干扰能力对公安系统的发展非常重要。

1卫星通信在公安工作中的作用

近年来,各种重大事故和自然灾害频发,严重威胁社会公共安全,在这些事件处理过程中,公安机关需要快速反应,及时处理,尽可能降低损失,而这些都依赖于快捷的信息通信。相较于其他通信方式来说,卫星通信的覆盖面更大,建立通信速度更快,机动灵活性优良,在公安工作中,发挥着重要的作用。以2008北京奥运会火炬传递安保通信保障为例,在为期97天的火炬传递过程中,调动了28辆“动中通”卫星通信车,积累了超过8万分钟的录像资料,实时传输超过5万分钟的现场图像,为领导指挥决策的制定和实施提供重要依据。在此期间,以卫星通信为依托,结合公安部门图像控制中心和视频指挥系统,第一时间传送工作指示和部署,抓拍安全隐患细节,尤其在三亚、深圳等地的火炬传递过程中,“动中通”卫星车及时捕捉人群拥挤图像及安全隐患镜头,并将相关信息实时传输给奥运安保办,从而及时将安全隐患灭杀在摇篮中,为火炬安全传递保驾护航。

2卫星通信干扰类型及影响分析

我国早在1993年就组建了公安卫星通信网,并不断发展完善。在发展的过程中,也不得不面对干扰信号问题,这些干扰信号会给链路稳定运行带来不利影响,下面就对公安卫星通信干扰信号种类及影响简要分析。

2.1卫星通信干扰类型

一般来讲:“超繁杂的电磁环境是卫星通信信号作业的主战场”。它最大的“敌人”就是各类干扰因素。卫星通信在我国得到了大力推广,我国从1993年起,创造了全中国自建国以来第一张卫星通信网,并且一直在完善,但公安卫星通信信号还是会受到诸多电磁干扰因素的影响[1]。卫星通信系统的干扰类型基本有以下几种形式:(1)卫星系统之间的通信干扰。当两个相同频率波段的卫星在距离接近时,它们系统之间也会产生相互干扰。(2)地面的无线电会对卫星系统产生干扰。当地面无线设备与卫星频段相同时会对其产生干扰,这类干扰源主要包括地面雷达系统、电台广播和电视信号传输系统、各种工、科、医企业大型设备等。另外当地球站质量不符合标准或操作有误时也会对其产生干扰。(3)来自自然界的干扰。太阳表面活动产生的黑子、星体爆炸产生的大量宇宙射线都会对卫星产生一定的干扰,还有卫星蚀、流星雨、电离层、雨衰、日凌等,这些天文自然现象都是无法避免的,也会对卫星通信产生干扰。(4)邻星干扰。邻星干扰主要来源于卫星天线的制作和安装过程,邻星干扰主要包括两种方式,其一为干扰邻星,其二是被邻星干扰,两种干扰形式均会影响公安卫星通信运行的稳定性和可靠性。(5)互调干扰。互调干扰的信号一般来自于各类功放设备,互调干扰的出现会大大增加功放设备、发信机等相关设备的故障率,从而导致卫星通信系统设备寿命缩短,同时会对空间电波秩序带来严重干扰,导致卫星通信系统设备有效功率降低。(6)中频泄露影响。中频泄露一般发生在相关中频设备、连接线及接口等处,泄露的中品发射信号会在中频接收之路和发射之路出现互串的问题,从而影响卫星通信运行的稳定性,甚至会导致整个卫星通信网络的瘫痪。(7)人为干扰。人为干扰一般针对卫星通信中的上行和下行信号,不法分子盗用卫星通讯信号会导致频率的阻塞。

2.2卫星通信系统各类干扰对系统的影响

在公安卫星通信系统中包含了许多接口,如装备接口、闲置接口、线路连通接口等,都会对系统造成一定的影响及危害,具体如[2]:(1)地表上的中频率信号所造成的影响,其中最严重的影响源包含信号台、无线调频广播系统和大型电子设备等,这几种干扰所造成的影响相对较小。(2)地球表面的电磁现象,和上文提到的天象“日凌”现象,天象所造成的干扰,以目前的科技水平来讲是最不可避免的。(3)一些零散信号的干扰,如光纤配线单元中的散乱信号。尤其信号接收方面十分敏感的卫星通信系统受这些干扰的影响较大。

3干扰信号的主要应对策略

3.1卫星通信干扰信号监测

无论国内还是国外,卫星通信技术始终不可避免的遭受着各种干扰,要解决这些干扰,首先要对各种干扰类型做全面的了解,以科学的方法进行统计,从中总结出他们的特征和发生的原因,并发现一定的规律,从而采取有效的预防措施和应对手段。比如说在监控干扰因素的时候采取大功能单载波的办法来对系统干扰现象监测。还有一种方式是使用检测类仪表对干扰信号进行检测,用这种设备分别检测各个频段的频率,当干扰数值达到一定极限时,机器会发出报警信号,这就意味着此时可能会有恶意进行干扰的行为出现就要提高警惕,及时解决问题,以免造成难以挽回的后果[3]。

3.2卫星通信干扰信号预防

要保证设备上各种参数值的精确性,据统计大多数发生的干扰都是设备本身的参数设置不正确所导致的。所以在现实中,工作设备整体的参数值确定一定要科学严谨,同时考虑机器的承载范围,把干扰的可能性降到最低,以预防这类情况的出现。还可以通过一些专业设备来降低干扰,比如滤波器和屏蔽器,在进行抗干扰设备的筛选时,也要从多方面进行考虑,例如稳定性,保密性,以及自我匹配的性能等,来保证设备正常化运行。

3.3抗干扰技术措施

目前,常用的是控制信号幅度的技术也称为限幅技术,通过调节编码程序以及对频谱进行增幅来对抗干扰,其中的限幅技术分为两大类,软硬两种工作模式,“硬”的模式是工作时的转发器不在线性范围工作,以大信号对小信号进行压缩来实现抗干扰的目的,“软”的工作模式是处于线性状态能与转发器的线性运作技术相互融合,大大的增加了线性范围。

4结语

公安卫星作为整个公安体系的中枢控制系统,对打击各种犯罪行为起到了重要作用,必须保持其通信信号时刻畅通,才能保证不错过案件的最佳侦破时间或失去有利线索的获取条件。本文对卫星通信干扰类型及影响进行了分析,卫星系统之间、地面无线信号与卫星之间、自然现象以及人为都会对卫星产生干扰,对卫星的正常运行产生威胁,必须采用相应的措施加以防范,保证卫星通信的时刻畅通与稳定。

参考文献

[1]张鑫.卫星导航欺骗干扰信号仿真与检测关键技术研究[D].国防科学技术大学,2014.

[2]吴皓.新一代数字卫星广播链路参数获取及干扰适应能力分析[D].国防科学技术大学,2015.

[3]包莉娜,吴仁彪,王文益,卢丹.两级结构的卫星导航压制式和欺骗式干扰联合抑制算法[J].信号处理,2015,(9):1041-1046.

作者：乔靖博 单位：济宁市育才中学