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摘要：卫星导航信号非常微弱，商用甚高频无线电、超视距军用雷达和广播电视等都构成了潜在的具有威胁的干扰。文章就陆基无线电导航技术抗干扰现状及发展进行了分析。
关键词：陆基无线电导航；抗干扰；发展
中图分类号：TN966文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 06-0000-01
Ground-based Radio Navigation Technology Interference Status and Development
Xing Qingxiang
(Jinan Military Region 72253 Troop,Jinan250306,China)
Abstract:The satellite navigation signal is very weak,commercial VHF radio,over-the-horizon military radar and radio and television and so poses a potential interference with the threat.Article on the status of terrestrial radio navigation technology and the development of anti-interference analysis.
Keywords:Ground-based radio navigation;Interference;Development
一、陆基无线电导航技术现状
第二次世界大战中，由于飞机飞行和船舶航行的需要，尤其是战争的需要，各国开始竞相开展无线电导航技术的研究，在这期间先后出现了一批又一批的陆基无线电导航系统及设备。陆基无线电导航按作用距离可分为近程（100-500km）、中程（500-1000km）、远程（1000-3000km）。据不完全统计，在战争期间以及战后不长的岁月里，出现的路陆基无线电导航系统有数十种之多。典型的系统如近程的伏尔、测距器、塔康（TACAV）、雷迪斯特、哈菲克斯（Hi-Fix）等；中程的罗兰-B（Loran-B）、低频罗兰（LF-Loran）、康索尔（CONSOL）等；远程的那伐格罗布（Navaglobe）、法康（FACAN）、台可垂亚（DECTRA）、那伐霍（Navarho）、罗兰-C（Loran-C）和无线电网（Radiomesh）等；超远程的台尔拉克（DELRAC）、伏尔斯康（VOLSCAN）、塔康数据传递系统（Tacandata-link）、萨特柯（Satco）等；另外还有多普勒导航雷达（DopplerNavigationRadar）。
这些系统中只有一小部分经过试用、改进、不断完善，得到了历史的认可和广泛地应用，进而得以保存下来，其它的系统仅在试验阶段就结束了生命。保存下的系统主要有：MF无方向信标自动测向仪，LF无方向信标，75MHz信标，VHF/UHF测向仪，伏尔/测距仪，多普勒伏尔，台卡，罗兰-A，罗兰-C，天线电网。
我国对罗兰-C技术的研究工作早在本世纪60年代初就已开始。1979年，国家正式确定在我国建立罗兰-C系统，即“长河二号”工程。“长河”工程的目的是在我国建立一种能够为国家独立控制的远程无线电导航系统，以满足各种用户的导航定位需求。随着卫星导航系统的使用，“长河二号”系统的缺点逐步显露出来，如定位精度低、操作自动化程度差和维护复杂等。
二、陆基无线电导航技术干扰的原因
卫星导航系统是以人造卫星作为导航台的无线电导航系统，具有全球覆盖、全天候、高精度、高保密、连续、实时和用户数量不受限制的特点，这使其具有其他系统无法比拟的优点，其性能远超过陆基无线电导航系统，但卫星导航系统也存在着其固有的缺点，采用直扩序列扩频体制的陆基无线电导航系统通过其自身的扩频增益，拥有一定的干扰抑制能力，但由于系统工作的频段、信号传输信道等各种环境将对接收机的信号捕获跟踪产生各种干扰，且当在相对拥挤的电磁频谱环境及各种有意敌对干扰源存在的情况下，系统更容易受到威胁，当干扰信号的干扰功率相对于信号功率变得越来越大，干扰造成的影响将足以使接收机不能正常工作，因此直扩体制的陆基无线电导航系统抗干扰技术的研究变得越来越迫切，其受到的干扰主要有以下几个方面：
（一）大气无线电噪声又称天电噪声，主要由大气中的雷电、暴雨、大雪及沙暴等自然现象产生的静电放电所]。由于陆基无线电导航系统的带宽相对于其它极高频段的无线电导航设备的带宽要大很多，引入的环境热噪声相对较大，并且考虑到传输距离上的衰减，实际到达接收机天线的直扩信号功率非常微弱，因此接收端的信号信噪比较低。
（二）由于陆基无线电导航系统的带宽较大并且其载频和带宽都是公开的，因此各种有意射频窄带干扰很容易落入系统带宽内，导致系统的输入信噪比更加恶劣，严重影响接收机的正常工作。因此为了提高陆基无线电导航系统的抗干扰性能以适应未来电磁干扰下的作战环境，需要对有意强干扰环境下的微弱直扩信号检测问题进行研究，进一步提高陆基无线电导航系统的抗干扰能力。
三、陆基无线电导航技术抗干扰技术的研究进展
国外对扩频通信系统中窄带干扰抑制技术的研究起步甚早，可以追溯至扩频通信开始得到广泛应用的上世纪七十年代，目前，变换域抗干扰技术的最新研究主要集中在进一步发展基于滤波器组和小波包变换的干扰抑制方面。Jones于1992年首先提出基于多速率滤波器组的变换域干扰抑制技术框架，这个框架包括：分析滤波器组从时域到变换域的映射：在变换域作干扰抑制处理；利用综合滤波器组将干扰抑制后的变换域信号映射回时域。其中，分析滤波器组的性能直接影响干扰在变换域的聚集程度，优良的滤波器组对“聚焦”干扰具有重要意义。多速率滤波器组系统为变换域干扰抑制方法提供了一个统一的框架，为通过设计具有良好性能的滤波器组来改善传统变换中存在的频谱泄漏现象提供了很大的空间。
对多径干扰的研究从二十世纪七十年代就已开始，目前对多径干扰抑制技术研究较多的接收机技术的改进上，提出了一些基于码跟踪环路的抗多径干扰技术。较为典型如：文献提出了一种窄相关器技术，采用相关间隔为0.1码片宽度的相关器对接收信号进行相关处理，该方法对抑制延时较大的多径干扰信号效果明显，但对短延时的多径干扰信号其抑制效果则不理想；文献提出了一种多路径估计延迟锁定环技术，其实质上是采用多个窄相关器对多径干扰信号进行估计，然后接收信号的相关函数中将估计出的多径干扰信号消除掉，从而达到多径干扰抑制的目的。该技术对由多径干扰信号产生的多径误差改善较大，并应用到了实际的接收机中，然而采用该技术在提高接收机定位精度的同时也大大增加了硬件的复杂度。
参考文献：
[1]朱近康.扩展频谱通信及其应用[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1999
[2]卡扎里诺夫,于志才.无线电导航系统的搜索、检测和参数的测量[M].北京:国防工业出版社,2009
关键词：陆基无线电导航；抗干扰；发展
中图分类号：TN966文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 06-0000-01
Ground-based Radio Navigation Technology Interference Status and Development
Xing Qingxiang
(Jinan Military Region 72253 Troop,Jinan250306,China)
Abstract:The satellite navigation signal is very weak,commercial VHF radio,over-the-horizon military radar and radio and television and so poses a potential interference with the threat.Article on the status of terrestrial radio navigation technology and the development of anti-interference analysis.
Keywords:Ground-based radio navigation;Interference;Development
一、陆基无线电导航技术现状
第二次世界大战中，由于飞机飞行和船舶航行的需要，尤其是战争的需要，各国开始竞相开展无线电导航技术的研究，在这期间先后出现了一批又一批的陆基无线电导航系统及设备。陆基无线电导航按作用距离可分为近程（100-500km）、中程（500-1000km）、远程（1000-3000km）。据不完全统计，在战争期间以及战后不长的岁月里，出现的路陆基无线电导航系统有数十种之多。典型的系统如近程的伏尔、测距器、塔康（TACAV）、雷迪斯特、哈菲克斯（Hi-Fix）等；中程的罗兰-B（Loran-B）、低频罗兰（LF-Loran）、康索尔（CONSOL）等；远程的那伐格罗布（Navaglobe）、法康（FACAN）、台可垂亚（DECTRA）、那伐霍（Navarho）、罗兰-C（Loran-C）和无线电网（Radiomesh）等；超远程的台尔拉克（DELRAC）、伏尔斯康（VOLSCAN）、塔康数据传递系统（Tacandata-link）、萨特柯（Satco）等；另外还有多普勒导航雷达（DopplerNavigationRadar）。
这些系统中只有一小部分经过试用、改进、不断完善，得到了历史的认可和广泛地应用，进而得以保存下来，其它的系统仅在试验阶段就结束了生命。保存下的系统主要有：MF无方向信标自动测向仪，LF无方向信标，75MHz信标，VHF/UHF测向仪，伏尔/测距仪，多普勒伏尔，台卡，罗兰-A，罗兰-C，天线电网。
我国对罗兰-C技术的研究工作早在本世纪60年代初就已开始。1979年，国家正式确定在我国建立罗兰-C系统，即“长河二号”工程。“长河”工程的目的是在我国建立一种能够为国家独立控制的远程无线电导航系统，以满足各种用户的导航定位需求。随着卫星导航系统的使用，“长河二号”系统的缺点逐步显露出来，如定位精度低、操作自动化程度差和维护复杂等。
二、陆基无线电导航技术干扰的原因
卫星导航系统是以人造卫星作为导航台的无线电导航系统，具有全球覆盖、全天候、高精度、高保密、连续、实时和用户数量不受限制的特点，这使其具有其他系统无法比拟的优点，其性能远超过陆基无线电导航系统，但卫星导航系统也存在着其固有的缺点，采用直扩序列扩频体制的陆基无线电导航系统通过其自身的扩频增益，拥有一定的干扰抑制能力，但由于系统工作的频段、信号传输信道等各种环境将对接收机的信号捕获跟踪产生各种干扰，且当在相对拥挤的电磁频谱环境及各种有意敌对干扰源存在的情况下，系统更容易受到威胁，当干扰信号的干扰功率相对于信号功率变得越来越大，干扰造成的影响将足以使接收机不能正常工作，因此直扩体制的陆基无线电导航系统抗干扰技术的研究变得越来越迫切，其受到的干扰主要有以下几个方面：
（一）大气无线电噪声又称天电噪声，主要由大气中的雷电、暴雨、大雪及沙暴等自然现象产生的静电放电所]。由于陆基无线电导航系统的带宽相对于其它极高频段的无线电导航设备的带宽要大很多，引入的环境热噪声相对较大，并且考虑到传输距离上的衰减，实际到达接收机天线的直扩信号功率非常微弱，因此接收端的信号信噪比较低。
（二）由于陆基无线电导航系统的带宽较大并且其载频和带宽都是公开的，因此各种有意射频窄带干扰很容易落入系统带宽内，导致系统的输入信噪比更加恶劣，严重影响接收机的正常工作。因此为了提高陆基无线电导航系统的抗干扰性能以适应未来电磁干扰下的作战环境，需要对有意强干扰环境下的微弱直扩信号检测问题进行研究，进一步提高陆基无线电导航系统的抗干扰能力。
三、陆基无线电导航技术抗干扰技术的研究进展
国外对扩频通信系统中窄带干扰抑制技术的研究起步甚早，可以追溯至扩频通信开始得到广泛应用的上世纪七十年代，目前，变换域抗干扰技术的最新研究主要集中在进一步发展基于滤波器组和小波包变换的干扰抑制方面。Jones于1992年首先提出基于多速率滤波器组的变换域干扰抑制技术框架，这个框架包括：分析滤波器组从时域到变换域的映射：在变换域作干扰抑制处理；利用综合滤波器组将干扰抑制后的变换域信号映射回时域。其中，分析滤波器组的性能直接影响干扰在变换域的聚集程度，优良的滤波器组对“聚焦”干扰具有重要意义。多速率滤波器组系统为变换域干扰抑制方法提供了一个统一的框架，为通过设计具有良好性能的滤波器组来改善传统变换中存在的频谱泄漏现象提供了很大的空间。
对多径干扰的研究从二十世纪七十年代就已开始，目前对多径干扰抑制技术研究较多的接收机技术的改进上，提出了一些基于码跟踪环路的抗多径干扰技术。较为典型如：文献提出了一种窄相关器技术，采用相关间隔为0.1码片宽度的相关器对接收信号进行相关处理，该方法对抑制延时较大的多径干扰信号效果明显，但对短延时的多径干扰信号其抑制效果则不理想；文献提出了一种多路径估计延迟锁定环技术，其实质上是采用多个窄相关器对多径干扰信号进行估计，然后接收信号的相关函数中将估计出的多径干扰信号消除掉，从而达到多径干扰抑制的目的。该技术对由多径干扰信号产生的多径误差改善较大，并应用到了实际的接收机中，然而采用该技术在提高接收机定位精度的同时也大大增加了硬件的复杂度。
参考文献：
[1]朱近康.扩展频谱通信及其应用[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1999
[2]卡扎里诺夫,于志才.无线电导航系统的搜索、检测和参数的测量[M].北京:国防工业出版社,2009