广播电视卫星地球站智能预警系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了广播电视抗干扰设备，尤其是公开了一种广播电视卫星地球站智能预警系统及方法。本发明专利技术采用的技术方案为：广播电视卫星地球站智能预警系统及方法，包括自动增益系统、天线自动追踪系统和同转发器异地接收解码器，还包括图像采集装置，所述图像采集装置将图像数据传输到工控机数据处理器，所述工控机数据处理器对图像数据进行运动物体提取、飞机识别，所述同转发器异地接收解码器将解码后的数据传输到工控机，所述工控机数据处理器根据异地数据进行干扰类型识别；所述工控机根据飞机识别和干扰类型识别生成指令，并将指令经由串口服务器发送给所述自动增益系统及所述天线自动追踪系统。本发明专利技术具有一种能够智能抗飞机干扰、天线自动跟踪精度高、降低系统误提升功率次数的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了广播电视抗干扰设备，尤其是公开了一种广播电视卫星地球站智能 预警系统及方法。
技术介绍
广播电视卫星地球站承担着各地电视广播节目上星传输任务，其安全播出工作直 接影响到各地的政治安全和信息安全，是国家新闻出版广电总局（以下简称"总局"）重点监 管的安全播出责任单位之一。 近年来，广播电视卫星曾多次遭到非法信号的攻击，为此总局为各省地球站统一 配置了抗干扰功率自动增益系统（以下简称"自动增益系统"）。系统安装后，在历次抗击非 法干扰中发挥了重要作用，有效提高了广播电视卫星的防攻击能力。但是，除非法攻击外， 地球站还受到飞机、飞禽、雨雪天气等其他不可抗因素干扰，导致自动增益系统因无法准确 识别干扰源而频繁误提升功率。 此外，随着航空流量的增加，机载及地面设备对于卫星地球站的干扰也日渐严重。 自动增益系统提升高功放输出功率千余次，同一转发器各载波频繁出现功率竞争现象，严 重影响同转发器各省卫星节目的安全播出。 全国各省级地球站相继采用了在天线高频头增加窄带滤波器的方法滤除带外干 扰，但带内干扰无法消除；采用了向抗干扰功率自动增益系统中增加异地接收信噪比的方 法，排除了飞机LRRA对卫星下行信号的干扰，但是均未对上行信号干扰采取有效应对措施； 卫星?目标接收机的?目标?目号受到飞机LRRA的影响，天线跟踪系统被迫停止自动跟踪，失去 了其自动跟踪能力。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，提供一种能够智能抗飞机干扰、天线自动跟踪 精度高、降低系统误提升功率次数的广播电视卫星地球站智能预警系统及预警方法。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为:广播电视卫星地球站智能预 警系统，包括自动增益系统、天线自动追踪系统和同转发器异地接收解码器，还包括图像采 集装置，所述图像采集装置将图像数据传输到工控机数据处理器，所述工控机数据处理器 对图像数据进行运动物体提取、飞机识别，所述同转发器异地接收解码器将解码后的数据 传输到所述串口服务器，再经所述串口服务器传输到所述工控机数据处理器，所述工控机 数据处理器根据接收到的异地数据进行干扰类型识别;所述工控机数据处理器根据飞机识 别和干扰类型识别生成指令，并经过所述串口服务器向所述自动增益系统及所述天线自动 追踪系统发出指令。采用本方案，避免了原自动增益系统对飞机干扰和非法干扰的混淆，使 其具备了智能化抗飞机干扰能力，降低了系统误提升功率的次数，将以前复杂的人工操作 变得快捷简单，极大地提高了地球站上行系统抗非法干扰的能力。 所述工控机数据处理器包括提取模块和飞机识别模块，所述提取模块对图像数据 进行处理并提取运动物体并将数据传输到所述飞机识别模块。采用本方案，可以从图像信 息中提取出运动物体、识别出即将穿越卫星天线主波束的飞机，从而判断出飞机干扰。所述串口服务器通过RS232接口将数据传输到自动增益系统。 采用广播电视卫星地球站智能预警系统进行智能预警方法，包括如下步骤： 步骤一、所述图像采集装置采集实时运动图像并将图像数据传输到所述工控机数据处 理器； 步骤二、所述工控机数据处理器提取模块对图像数据进行处理并提取运动物体并将数 据传输到所述飞机识别模块； 步骤三、所述工控机数据处理器飞机识别模块从运动物体中识别飞机并将数据传输到 所述串口服务器;采用最小二乘法回归分析、散点图分析等数据挖掘技术，对一年来智能化 识别记录系统录制的关于运动物体(包括飞机、飞禽、蜘蛛、扬尘、雨、雪、雾、灯光等）的重心 坐标、大小等大量数据进行回归分析，获得飞机运动轨迹特征以及运动轨迹的模型;根据获 得的先验轨迹特征准确判断出实时的运动物体是否为飞机； 步骤四、所述同转发器异地接收解码器将接受到的异地同转发器的信噪比解码并传输 到所述串口服务器，再经所述串口服务器传输到工控机数据处理器； 步骤五、所述工控机数据处理器将从所述飞机识别模块与所述同转发器异地接收解码 器接受到的信号进行综合处理判断并根据判断结果，经所述串口服务器分别向所述自动增 益系统及所述天线自动追踪系统发出指令； 步骤六、所述自动增益系统及所述天线自动追踪系统根据指令做出相应响应。当飞机 出现地球站天线上空时，通过预警系统向天线自动跟踪系统发送停止跟踪指令，规避飞机 干扰。所述步骤三包括如下步骤： A、 捕捉一帧图像； B、 对图像数据进行均值滤波处理； C、 利用帧间差法获取运动目标； D、 采用形态学滤波对图像数据进行处理； E、 获得目标； F、 根据获得目标的情况选择静默模式、跟踪模式、报警模式和异常模式。本专利技术与现有技术相比有以下有益效果： 1、 在广电业内首次引用光学成像技术判定干扰源的方法，突破了传统上仅用微波检测 法来判定干扰方法的局限性。与现有技术相比，本专利技术在业内独创性的采用光学成像技术， 并从实时运动图像中捕捉并准确识别出地球站空域的飞机，借此确定飞机遮挡地球站上行 波束和LRRA干扰天线自动跟踪系统，实现了完全自动化的智能预警处置功能;再结合异地 邻频信噪比检测法，甄别出干扰源自本地还是卫星，生成预警处置指令，自动增益系统和天 线自动跟踪系统协同运行，从而确保地球站上行节目播出的安全； 2、 避免了原自动增益系统对飞机干扰和非法干扰的混淆，使其具备了智能化抗飞机干 扰能力，降低了系统误提升功率的次数，将以前复杂的人工操作变得快捷简单，极大地提高 了地球站上行系统抗非法干扰的能力； 3、 增强了对卫星转发器及地球站高功放等关键设备的保护，延长了设备使用寿命，降 低了运维成本； 4、 解决了因飞机遮挡上行波束而提升功率导致同转发器各载波中断的问题，从而确保 了广播电视上星节目的安全播出； 5、 避免了天线自动跟踪系统受到飞机LRRA严重干扰而导致其出现不必要的跟踪动作， 提高了整个跟踪系统的精准度。【附图说明】图1是广播电视卫星地球站智能预警系统结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细描述，以下实施 例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示为广播电视卫星地球站智能预警系统结构示意图，空域近似为地平面 上方的圆柱体，以天线为下底面圆心，半径280.5米，上下底面与地平面平行，圆柱体高约 770米，接地250米内空域不考虑。包括自动增益系统6、天线自动追踪系统7和同转发器异地 接当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
广播电视卫星地球站智能预警系统，包括自动增益系统（6）、天线自动追踪系统（7）和同转发器异地接收解码器（4），其特征在于：还包括图像采集装置（1），所述图像采集装置（1）将图像数据传输到工控机数据处理器（5），所述工控机数据处理器（5）对图像数据进行运动物体提取、飞机识别，所述同转发器异地接收解码器（4）将解码后的数据传输到串口服务器（8），再经所述串口服务器（8）传输到工控机数据处理器（5），所述工控机数据处理器（5）根据接收到的异地数据进行干扰类型识别；所述工控机数据处理器（5）根据飞机识别和干扰类型识别生成指令，并经所述串口服务器（8）向所述自动增益系统（6）及所述天线自动追踪系统（7）发出指令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海，石永录，韦漫涛，刘春辉，刘鹏，
申请(专利权)人：山西广播电视卫星地球站，
类型：发明
国别省市：山西;14