用于卫星导航信号电磁环境分析的系统、方法及电子设备技术方案

本发明专利技术提供了一种用于卫星导航信号电磁环境分析的系统、方法及电子设备，涉及卫星导航技术领域，该系统包括：分别与数据分析处理单元连接的卫星信号监测接收单元、干扰频谱监测单元；卫星信号监测接收单元用于通过卫星信号接收天线接收导航卫星信号数据；干扰频谱监测单元，用于通过比幅天线和比相天线对干扰源进行识别定向；数据分析处理单元，用于对接收的导航卫星信号数据以及干扰源的识别定向结果进行分析，确定卫星导航信号电磁环境中是否存在电磁干扰以及电离层闪烁。该系统通过集成的干扰频谱监测单元和卫星信号监测接收单元能够显著提高弱干扰信号的监测能力，提高了对卫星信号质量下降原因判断的准确性。

【技术实现步骤摘要】
用于卫星导航信号电磁环境分析的系统、方法及电子设备
本专利技术涉及卫星导航
，尤其是涉及一种用于卫星导航信号电磁环境分析的系统、方法及电子设备。
技术介绍
影响卫星导航系统安全性的关键因素包括电磁干扰环境和空间电波环境。电磁干扰环境是指引起卫星导航系统性能降低的各种电磁干扰信号，包括各种非故意干扰信号与人为故意干扰信号；空间电波环境是指影响卫星信号传播环境要素的总称，其中，尤以电离层闪烁对卫星信号影响最为严重。由于电离层对卫星信号接收的影响与电磁干扰对卫星信号接收的影响具有一定的相似性，对于判断卫星信号质量的下降是电离层问题引起的还是电磁干扰引起的问题，现有技术中缺乏有效的判断方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于卫星导航信号电磁环境分析的系统、方法及电子设备，通过系统中集成的干扰频谱监测单元和卫星信号监测接收单元，能够显著提高弱干扰信号的监测能力，实现了高灵敏度下对覆盖区域范围内电磁信号进行连续监测，解决了现有技术中存在的对造成卫星信号质量下降原因缺乏有效判断手段的问题，有利于实现对导航卫星空间的电磁环境安全态势进行全方位评估。第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于卫星导航信号电磁环境的分析系统，该系统包括：数据分析处理单元、卫星信号监测接收单元、干扰频谱监测单元；其中，卫星信号监测接收单元和干扰频谱监测单元分别与数据分析处理单元相连接；卫星信号监测接收单元，用于通过卫星信号接收天线接收导航卫星信号数据，导航卫星信号数据包含卫星信号及其闪烁信息；干扰频谱监测单元，用于通过比幅天线和比相天线对干扰源进行识别定向，干扰源的识别定向结果包括电磁干扰信号的特征和方位角；数据分析处理单元，用于对接收的电磁干扰信号的特征和方位角、卫星信号及其闪烁信息进行分析，确定卫星导航信号电磁环境中是否存在电磁干扰以及电离层闪烁。在一些实施方式中，卫星信号监测接收单元，包括：卫星信号接收板卡、卫星信号接收天线和射频电缆；卫星信号接收板卡通过射频电缆与卫星信号接收天线相连接；其中，卫星信号接收天线，用于接收导航卫星的导航卫星信号信息；卫星信号接收板卡，用于对导航卫星的导航卫星信号信息进行解析处理，确定导航卫星信号数据；其中，导航卫星信号数据至少包含：卫星坐标、卫星状态、卫星闪烁效应信息；射频电缆，用于将导航卫星信号信息数据传输至卫星信号接收板卡。在一些实施方式中，导航卫星信号信息，包括：载噪比信息、信号幅度信息、信号相位信息、卫星星历信息、伪距信息、时间信息、位置信息的一种或多种。在一些实施方式中，干扰频谱监测单元，包括：干扰信号监测接收板卡、比幅天线和比相天线；比幅天线以及比相天线分别与干扰信号监测接收板卡相连接；其中，比幅天线，用于接收干扰源的信号幅度，并通过比较干扰源的信号幅度确定干扰源的方向；比相天线，用于接收干扰源的信号相位，并通过比较干扰源的信号相位确定干扰源的方向；干扰信号监测接收板卡，用于根据干扰源的信号幅度以及干扰源的信号相位确定干扰源的识别定向结果。在一些实施方式中，干扰频谱监测单元还包括：天线开关；天线开关一端与干扰信号监测接收板卡相连接；另一端分别与比幅天线和比相天线相连接；天线开关，用于对比幅天线以及比相天线与干扰信号监测接收板卡的连接状态进行控制。在一些实施方式中，该系统中的导航卫星信号频段，包括：GPS、BDS、GLONASS、GALILEO或QZSS中包含的一种或多种频段；数据分析处理单元，对上述GPS、BDS、GLONASS、GALILEO或QZSS中包含的一种或多种导航卫星信号频段对应的电磁干扰进行分析检测。在一些实施方式中，该系统还包括：数据输出单元；数据输出单元与数据分析处理单元相连接；数据输出单元中包含数据输出接口，数据输出接口用于将卫星导航信号电磁环境中是否存在电磁干扰以及电离层闪烁进行输出。第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于卫星导航信号电磁环境分析的方法，该方法用于第一方面提到的用于卫星导航信号电磁环境分析的系统中，在用于卫星导航信号电磁环境分析的系统中包括数据分析处理单元、卫星信号监测接收单元、干扰频谱监测单元；该方法包括：通过卫星信号监测接收单元的卫星信号接收天线，接收导航卫星信号数据，并将导航卫星信号数据发送至数据分析处理单元中；其中，导航卫星信号数据包含卫星信号及其闪烁信息；通过干扰频谱监测单元的比幅天线和比相天线对干扰源进行识别定向，并将干扰源的识别定向结果发送至数据分析处理单元中；其中，干扰源的识别定向结果包括电磁干扰信号的特征和方位角；数据分析处理单元对接收的电磁干扰信号的特征和方位角、卫星信号及其闪烁信息进行分析，确定卫星导航信号电磁环境中是否存在电磁干扰以及电离层闪烁。第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器和存储器；存储器上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时实现上述第二方面中提到的用于卫星导航信号电磁环境分析的方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器运行时实现上述第二方面提到的用于卫星导航信号电磁环境分析的方法的步骤。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术提供了一种用于卫星导航信号电磁环境分析的系统、方法及电子设备，该系统包括：数据分析处理单元、卫星信号监测接收单元、干扰频谱监测单元；其中，卫星信号监测接收单元和干扰频谱监测单元分别与数据分析处理单元相连接；卫星信号监测接收单元，用于通过卫星信号接收天线接收导航卫星信号数据，并将导航卫星信号数据发送至数据分析处理单元进行处理；干扰频谱监测单元，用于通过比幅天线和比相天线对干扰源进行识别定向，干扰源的识别定向结果包括电磁干扰信号的特征和方位角，并将干扰源的识别定向结果发送至数据分析处理单元进行处理；数据分析处理单元，用于对接收的导航卫星信号数据以及干扰源的识别定向结果进行分析，确定卫星导航信号电磁环境中是否存在电磁干扰以及电离层闪烁，并可判断导航卫星的电磁干扰是电离层闪烁还是电磁干扰造成的。该系统通过集成的干扰频谱监测单元和卫星信号监测接收单元能够显著提高弱干扰信号的监测能力，能够以高灵敏度对覆盖区域范围内电磁信号进行连续监测，解决了现有技术中存在的对造成卫星信号质量下降原因缺乏有效判断手段的问题，有利于实现对导航卫星空间的电磁环境安全态势进行全方位评估。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术的上述技术即可得知。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于卫星导航信号电磁环境分析的系统，其特征在于，所述系统包括：数据分析处理单元、卫星信号监测接收单元、干扰频谱监测单元；其中，所述卫星信号监测接收单元和所述干扰频谱监测单元分别与所述数据分析处理单元相连接；/n所述卫星信号监测接收单元，用于通过卫星信号接收天线接收导航卫星信号数据，所述导航卫星信号数据包含卫星信号及其闪烁信息；/n所述干扰频谱监测单元，用于通过比幅天线和比相天线对干扰源进行识别定向；所述干扰源的识别定向结果包括电磁干扰信号的特征和方位角；/n所述数据分析处理单元，用于对接收的所述电磁干扰信号的特征和方位角、所述卫星信号及其闪烁信息进行分析，确定所述卫星导航信号电磁环境中是否存在电磁干扰以及电离层闪烁。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于卫星导航信号电磁环境分析的系统，其特征在于，所述系统包括：数据分析处理单元、卫星信号监测接收单元、干扰频谱监测单元；其中，所述卫星信号监测接收单元和所述干扰频谱监测单元分别与所述数据分析处理单元相连接；
所述卫星信号监测接收单元，用于通过卫星信号接收天线接收导航卫星信号数据，所述导航卫星信号数据包含卫星信号及其闪烁信息；
所述干扰频谱监测单元，用于通过比幅天线和比相天线对干扰源进行识别定向；所述干扰源的识别定向结果包括电磁干扰信号的特征和方位角；
所述数据分析处理单元，用于对接收的所述电磁干扰信号的特征和方位角、所述卫星信号及其闪烁信息进行分析，确定所述卫星导航信号电磁环境中是否存在电磁干扰以及电离层闪烁。


2.根据权利要求1所述的用于卫星导航信号电磁环境分析的系统，其特征在于，所述卫星信号监测接收单元，包括：卫星信号接收板卡、卫星信号接收天线和射频电缆；所述卫星信号接收板卡通过所述射频电缆与所述卫星信号接收天线相连接；
其中，卫星信号接收天线，用于接收所述导航卫星的导航卫星信号信息；
所述卫星信号接收板卡，用于对所述导航卫星的导航卫星信号信息进行解析处理，确定所述导航卫星信号数据；其中，所述导航卫星信号数据至少包含：卫星坐标、卫星状态、卫星闪烁效应信息；
所述射频电缆，用于将所述导航卫星信号数据传输至所述卫星信号接收板卡。


3.根据权利要求2所述的用于卫星导航信号电磁环境分析的系统，其特征在于，所述导航卫星信号信息，包括：载噪比信息、信号幅度信息、信号相位信息、卫星星历信息、伪距信息、时间信息、位置信息的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的用于卫星导航信号电磁环境分析的系统，其特征在于，所述干扰频谱监测单元，包括：干扰信号监测接收板卡、比幅天线和比相天线；所述比幅天线以及所述比相天线分别与所述干扰信号监测接收板卡相连接；
其中，所述比幅天线，用于接收所述干扰源的信号幅度，并通过比较所述干扰源的信号幅度确定所述干扰源的方向；
所述比相天线，用于接收所述干扰源的信号相位，并通过比较所述干扰源的信号相位确定所述干扰源的方向；
所述干扰信号监测接收板卡，用于根据所述干扰源的信号幅度以及所述干扰源的信号相位确定所述干扰源的识别定向结果。


5.根据权利要求4所述的用于卫星导航信号电磁环境分析的系统，其特征在于，所述干扰频谱监测单元还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜黎明，杨德森，武斌，杨军平，
申请(专利权)人：青岛市光电工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37