衛(wèi)星偵察在復(fù)雜電磁環(huán)境下的感知影響分析

許瑩昌+劉軼

【摘 要】空間衛(wèi)星在復(fù)雜的電磁環(huán)境中進(jìn)行工作，其主要偵察工作主要是依賴電磁波傳播完成的。在這種情況空間偵察衛(wèi)星的偵察準(zhǔn)確性不可避免會受到各種干擾。以衛(wèi)星在復(fù)雜的電磁環(huán)境中工作為前提，論文在進(jìn)行寫作的過程中主要分析在復(fù)雜電磁環(huán)境中空間偵察衛(wèi)星在偵察感知時收到的影響以及衛(wèi)星信號收到的影響。

【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星偵察；GPS 系統(tǒng)；電磁干擾

空間衛(wèi)星在進(jìn)行偵察工作時，一方面會受到來自于地球自身和大氣環(huán)境中的各類電磁干擾，并且在空間衛(wèi)星內(nèi)部運(yùn)行的過程中也會產(chǎn)生電磁波，也會對衛(wèi)星偵察工作帶來影響。因此，空間衛(wèi)星所面臨的電磁環(huán)境相比于地面的電子設(shè)備顯得更加復(fù)雜。本文主要研究了復(fù)雜電磁環(huán)境對衛(wèi)星偵察帶來的影響，并對其具體的應(yīng)對措施進(jìn)行了初步分析。

1 復(fù)雜電磁環(huán)境對電子偵察衛(wèi)星感知效果的影響

空間衛(wèi)星在進(jìn)行偵查工作時，其電子偵察的范圍十分大，往往會覆蓋到全球的任意一個角落，這也使空間衛(wèi)星在進(jìn)行偵查工作時往往會面臨著十分復(fù)雜的電磁環(huán)境。除此之外，在空間衛(wèi)星的部件不成當(dāng)中，電子偵察查設(shè)備面臨著作為嚴(yán)峻的工作環(huán)境，電子偵察設(shè)備不僅信號密度高并且信號的形式也是所養(yǎng)的?？臻g衛(wèi)星在進(jìn)行偵察的過程中，空間衛(wèi)星的通信信號與測控信號之間基本是連續(xù)的信號，雷達(dá)的信號主要是脈沖掃描信號，并且空間衛(wèi)星在進(jìn)行偵察工作時為了保證偵察的準(zhǔn)確性，在復(fù)雜的電磁環(huán)境中進(jìn)行工作時，必須采取合理的措施避免互相干擾?？臻g衛(wèi)星在進(jìn)行工作的過程中由于接受的頻段款，并且還要預(yù)防內(nèi)部電磁環(huán)境對偵察工作的影響，一般會在工作的過程中采用帶通濾波的方式減少電磁干擾；同時，空間偵察衛(wèi)星使用擴(kuò)展頻譜、星上接收天線調(diào)零技術(shù)、多星偵察與組網(wǎng)，對偵察衛(wèi)星所處的空間環(huán)境進(jìn)行不定期的評估，在這基礎(chǔ)上可以及時采取有針對性的放干擾手段，這樣可以有效避免空間偵察衛(wèi)星在工作的過程中收到的電磁干擾。在此，需要明確的是，星上在開機(jī)接收到目標(biāo)信號以及在用戶的接受范圍內(nèi)對用戶發(fā)送下行信號的過程中會有一定的幾率對周邊的環(huán)境產(chǎn)生瞬間的電流沖擊，針對這類干擾一般會采取二次濾波消除影響。除了偵察衛(wèi)星的內(nèi)部電磁相互干擾之外，空間偵察衛(wèi)星在工作的過程中也會受到地面有意或者無意的電磁干擾。這會使空間衛(wèi)星在進(jìn)行偵察工作的過程中，無法準(zhǔn)去的完成定位服務(wù)。一般可以將來自于外界的認(rèn)為的干擾劃分為高強(qiáng)度壓制干擾信號以及數(shù)字調(diào)制加載干擾。在一般情況下大功率的電磁干擾是很少見的，除非將干擾源放在接受信號的天線附近。而欺騙式的數(shù)字調(diào)制干擾一般是采取在載波上負(fù)載干擾信號的方法，通過這種方法能夠增加信號接受方誤碼率增加，從而使信號接收方不能夠準(zhǔn)確地解調(diào)出信號。

空間偵察衛(wèi)星不管是針對自然存在的電磁環(huán)境還是針對認(rèn)為的電磁環(huán)境，對周邊的電磁環(huán)境進(jìn)行科學(xué)評估，都是十分必要的，并且為了提高衛(wèi)星的看電磁干擾的能力，就必須要提高偵察衛(wèi)星的系統(tǒng)靈敏度，這樣在衛(wèi)星工作的過程中可以有效截獲輻射源信號的功率措施。偵察衛(wèi)星所觀察的被偵察信號源的參數(shù)往往會不時的進(jìn)行變動，以逃避偵察衛(wèi)星的偵測，這時偵察衛(wèi)星上的觀測信號的參數(shù)也需要不時地進(jìn)行有針對的調(diào)整。地面接收站在獲得這些信號之后需要進(jìn)行歸類并建立數(shù)據(jù)庫，并對干擾信號進(jìn)行長期監(jiān)測工作，并確定干擾信號源的活動軌跡。在對新出現(xiàn)的干擾信號進(jìn)行處理時必須要對新出現(xiàn)的限號保持警惕，當(dāng)然單詞出現(xiàn)的信號并不能作為進(jìn)行判斷的主要依據(jù)，因?yàn)樵谶@些信號之中可能存在著一些虛假信號。對于人為的有意才去的干擾信號，在進(jìn)行檢測的過程中，采用多星多時刻聯(lián)合偵察和數(shù)據(jù)對比能夠有效排除虛假信號。

2 復(fù)雜電磁環(huán)境對衛(wèi)星偵察信號的影響

空間偵察衛(wèi)星在進(jìn)行工作的過程中，信號可能會受到來自于地球大氣電離層和對流層的影響而出現(xiàn)延遲效應(yīng)。例如，美國的GPS的全球定位系統(tǒng)。GPS全球定位系統(tǒng)主要是由美國國防部著手開發(fā)的軍民兩用的全球范圍內(nèi)的定位、測速以及授時系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要有分布在地球不同軌道面的24顆空間衛(wèi)星、地面接收站以及用戶端組成。GPS在進(jìn)行工作的過程中，接收機(jī)的工作方式以及接受頻率都是移植的，因此對于進(jìn)行電磁干擾的一方來說也是透明、克制的。并且GPS到達(dá)地面的衛(wèi)星信號的點(diǎn)評非常弱，一般都會小于-150dNW，信噪比相對邊角地，這也使其對其主瓣實(shí)時干擾所需要的功率表十分小?？梢哉fGPS導(dǎo)航系統(tǒng)所面臨的最嚴(yán)峻的問題就是信號的強(qiáng)度相對比較弱，在有人有意進(jìn)行干擾的情況下，會受到壓制式的干擾，即使采用的是10W以下的干擾功率也會導(dǎo)致了地面接收機(jī)在幾十千米的區(qū)域內(nèi)無法進(jìn)行正常工作。但是，在實(shí)際上美國的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)可以劃分為軍用的和民用的兩種，雖然民用碼是對社會公開，抗電磁干擾的能力十分若；但是對軍用碼進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖兙涂梢栽鰪?qiáng)其抗干擾能力，雖然這種看干擾的能力仍舊十分弱小。當(dāng)前GPS看干擾所面的主要困難是如何將GPS面臨的電磁干擾進(jìn)行量化，進(jìn)而有針對性的提高地面接收機(jī)的抗干擾能力。比較常見針對接受進(jìn)行的干擾一般可以被劃分為欺騙式以及壓制式干擾。而低于這兩類干擾的主要方法是在接收機(jī)上加載抗干擾裝置，這樣能夠有效正價接受機(jī)的抗干擾冗余、能夠有效地對已知的電磁干擾中了進(jìn)行對抗，并對未知的信號進(jìn)行評估，并將評估得到的結(jié)果反饋給操作人員。

3 結(jié)語

由于空間偵察衛(wèi)星在工作的過稱中由于其自身的結(jié)構(gòu)特性以及空間環(huán)境的特殊性，導(dǎo)致空間偵察衛(wèi)星的看干擾工作比較特殊。在復(fù)雜的電磁環(huán)境中工作，衛(wèi)星的看干擾能力直接決定了獲取信息的成敗。因此，對偵察衛(wèi)星的抗干擾進(jìn)行研究對于保持偵察衛(wèi)星感知能能力的有效發(fā)揮具有十分重要的意義。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]