一种自动化抗干扰快速标定系统的制作方法

本发明涉及卫星导航
技术领域：
，具体涉及一种自动化的抗干扰快速标定系统。
背景技术：
：随着卫星导航技术的快速发展，bd卫星导航系统越来越成熟，已经广泛地应用在各种武器平台上，并在导航、定位及精确打击等方面产生了重要影响。无论在军事领域还是在民用领域上，卫星导航都得到了广泛应用。在军用方面，各种精确制导武器、无人战机等愈来愈依赖于卫星导航系统，卫星导航已成为武器装备性能的“倍增器”。卫星导航系统在关系国家战略安全方面的重要性与广阔的应用前景。但因具有信号弱易受电磁干扰等固有缺点，卫星导航应用存在较为严重的安全隐患。由于发射功率较低，卫星到地球表面的距离又十分遥远，因此卫星信号到达地球表面时已十分微弱，一般约为-160dbw。而各种有意无意干扰则处于地表附近，离接收机较近，很容易造成导航接收机无法正常锁定卫星信号。电磁环境的日益复杂与军事对抗强度的日益加大使得潜在隐患已成为现实威胁。卫星导航频段位于无线电的l频段，虽受到itu法规的保护，单一设备的带外抑制性能满足相关法规的要求，但随着各种无线设备的不断增加，带外辐射的无线电叠加效应不容小觑。导航接收机在和平时期所面临的电磁环境日益复杂。更为关键的是，军事领域是一个高强度对抗的领域。目前，机载上千瓦的gnss干扰机已见诸报道。不难预见，未来对抗环境下导航接收设备将面临越发严峻的挑战。在测试过程中，有以下缺点：1.标定过程人员参与较多，导致人为误差的可能较大；2.不具备智能化，不同人员标定差异性较大；3.由于阵元与测试阵元之间存在一定的物理上的距离，使得干扰测试并不准确。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供一种自动化抗干扰快速标定系统。本发明通过下述技术方案实现：一种自动化抗干扰快速标定系统，包括：干扰源设备、标定设备、上位机和高精度转台；标定设备接收干扰源设备产生的干扰信号并对其预处理后计算出带内功率；上位机接收标定设备发来的带内功率，上位机控制干扰源设备重复调节输出干扰信号的功率对干扰信号进行粗调标定，使干扰信号的带内功率与粗调功率阈值的偏差满足粗调标定要求；上位机控制高精度转台带动标定设备转动并记录对应位置干扰信号的带内功率，计算出高精度转台转动一圈的均值和标准差；上位机根据均值和标准差来改变干扰信号的强度对满足粗调标定要求的干扰信号进行重复精调标定，使干扰信号的带内功率与精调功率阈值的偏差满足精调标定要求。本方案工作原理：启动上位机后，上位机对各设备进行初始化设置，使高精度转台、干扰源设备和标定设备进行复位；当所有设备都无故障时，上位机命令干扰源设备发出干扰信号开始自动化标定，上位机先对干扰信号进行重复循环粗调标定，再进行重复精调标定得到满足精调标定要求的标定结果。现有技术测试标定过程中，在调节干扰源设备的输出功率时，避免不了由工作人员进行调节，在工作人员进行调节干扰源设备或调节转台时，不同人员标定差异性较大，而且非常耗时，本方案设计的自动化快速标定系统基于上位机实现干扰强度的自动标定，上位机启动标定设备记录数据并转动高精度转台，实现多个方向的干扰强度值记录，在转动完成后对转台进行调高或调低操作改变干扰源信号强度，实现不同干扰信比的测试。减少了人员的参与及出错的可能性。通过使用高精度转台承载标定设备，在精调标定过程中，由上位机控制高精度转台转动，实现对各个方向上均进行了数据采集，能够避免由于设备发出信号功率不平衡而影响设备测试结果，同时相比于人员操作更精准，若由人工进行调整，不仅不够准确，当有多个干扰发射天线时，会需要大量人工进行调整，很不方便。该系统可采用自动化的方式进行，在bd、gps、s等抗干扰测试过程中，均可使用。进一步优选方案为，标定设备对干扰信号的预处理过程包括：由标定设备中的下变频模块将干扰信号由射频信号变频为中频信号。进一步优选方案为，所述标定设备还包括天线阵子和ad模块，天线阵子用于接收干扰信号，ad模块基于预处理后的干扰信号计算出带内功率。进一步优选方案为，所述干扰源设备包括：信号产生模块、上变频模块、功放模块和干扰发射天线；信号产生模块采用fpga产生单载波、宽带、跳频、扫频等多种制式的中频信号；上变频模块将多种制式的中频信号转化为所需频段范围内干扰信号；功放模块用于将生成的干扰信号放大或衰减以满足测试时功率值的要求。干扰发射天线按照测试要求安装的位置进行安装。进一步优选方案为，粗调标定具体过程为：上位机随机提取10个干扰信号的带内功率数据求平均值，判断平均值与粗调功率阈值的偏差是否满足粗调标定要求；若偏差满足粗调标定要求，则进行精调标定；若偏差不满足粗调标定要求，上位机调节输出干扰信号的功率后进行下一次粗调标定；精调标定具体过程为：上位机记录高精度转台转动一圈的干扰信号的带内功率数据并计算出平均值与标准差，判断平均值与精调功率阈值的偏差是否满足精调标定要求，若偏差满足精调标定要求，则停止标定；若偏差不满足精调标定要求，上位机调高或调低高精度转台改变干扰信号的强度，然后进行下一次精调标定。先对干扰信号进行粗调标定，使得标定设备返回的功率偏差值与预期功率偏差小于1db，再对满足粗调标定要求的干扰信号进行精调标定，这样分级逐步标定可以先筛除了偏差较大的干扰信号，减少了精调标定过程的工作量；在粗调标定过程中，由于实时读取数据时会有跳动值，所以取10次数据的平均数作为判断值，这样可以避免单次数据跳动带来的不准确性。精调标定过程中，高精度转台转动一圈，实时读取这一圈中所有数据，求出均值和标准差。进一步优选方案为，上位机还用于根据计算的带内功率标准差值预计出各个方向上带内功率的波动情况并向用户做相应警示。上位机会根据计算的标准差值预计各个方向上功率值的波动情况，当该值较大时，说明存在较大的功率起伏将会影响测试结果，上位机提示用户检测各设备状态。进一步优选方案为，当带内功率标准差值较大时，上位机提示用户存在较大的功率起伏。进一步优选方案为，所述粗调标定要求为：标定设备的带内功率与粗调功率阈值偏差小于1db；所述精调标定要求为：标定设备的带内功率与精调功率阈值偏差小于或等于0.1db。本发明还提供一种自动化抗干扰快速标定方法，包括以下步骤：t1、启动上位机后对各设备进行初始化设置，设备完成初始化后将初始化结果发送到上位机；t2上位机判断设备是否故障；若无故障，上位机命令干扰源设备发出干扰信号；若有故障，上位机向用户反馈故障；t3、上位机对干扰信号进行重复粗调标定；若干扰信号的带内功率平均值与粗调功率阈值的偏差满足粗调标定要求，则进入t4；否则，调节干扰信号源输出干扰信号的功率后进行下一次粗调标定；t4、上位机对干扰信号进行重复精调标定；若干扰信号的带内功率平均值与精调功率阈值的偏差满足粗调标定要求，则进入t5；否则，上位机调高或调低高精度转台改变干扰信号的强度进行下一次精调标定；t5、停止标定，输出满足精调标定要求的标定结果。本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本发明提供的一种自动化抗干扰快速标定系统，基与上位机实现干扰强度的自动标定，通过粗调阶段和精调阶段实现标定快速标定，减少了人员的参与及出错的可能性。2、本发明提供的一种自动化抗干扰快速标定系统，采用高精度转台将标定设备进行转动，对各个方向上均进行了数据采集，能够避免由于设备发出信号功率不平衡影响设备测试结果。3、本发明提供的一种自动化抗干扰快速标定系统，先经过粗调标定阶段在进行精调标定实现标定快速标定，分级逐步标定以减少精调标定模块工作量，提高标定效率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为自动化抗干扰快速标定系统工作流程图；图2为粗调标定流程框图；图3为精调标定流程框图；图4为自动化抗干扰快速标定设备连线图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。实施例1如图1所示，本发明旨在发明一种自动化的抗干扰标定设备，使其在标定过程中不需要人员参与即可完成自动化的标定过程，免去由于标准增益天线的不同造成的标定差异，同时能够更好的测试到达天线口面功率。干扰源设备主要由信号产生模块、上变频模块和功放模块组成，其原理框图如图*所示，信号产生模块采用fpga完成信号产生，可产生单载波、宽带、跳频、扫频等多种制式中频信号，上变频模块将中频信号转化为频段范围内干扰信号，功放通过用户设置可将生成的干扰信号放大，衰减等操作，以满足测试时功率值的要求。标定设备主要由天线阵子、下变频模块和ad模块组成，通过天线阵子接收干扰信号，下变频模块将信号由射频信号变频为中频信号，交由ad模块完成信号采用，ad模块完成信号采集后，计算带内功率值，将计算的带内功率值返回上位机。高精度转台采用程控方式，按标定实际测试的转动方式进行转动，实现功率值的实时监控。上位机是整个系统的核心，完成控制各模块完成相应的操作后，完成标定。整个标定设备组成见表1所示。表1自动化标定设备组成表序号设备名称数量备注1标定设备12高精度转台13可控干扰源14上位机1系统工作时按图4方式连接，干扰源与发射天线通过射频线进行连接，干扰源、高精度转台、标定设备与pc电脑采用rs232进行连接。自动化标定设备工作流程如1所示，首先启动上位机后对各设置进行初始化，设备完成初始化后将初始化结果发送到上位机，当有故障产生时，上位机会自动向用户报故障。设备初始化完成后，上位机开始进行自动化标定，主要步骤如下：如图2所示，粗调阶段，设置干扰源发送信号，通过标定设备返回的带内功率值与预期功率阈值进行比较，当信号较弱时调高干扰信号，信号较强时调低干扰信号，使标定设备返回的带内功率值与预期功率阈值偏差小于1db。如图3所示，精调阶段，使用转台转动标定设备，同时记录标定设备的带内功率，转台转完一圈后，对记录的带内功率求均值(式1)和标准差(式2)，根据均值与预期功率值的差值调整干扰源发射功率，重复进行标定，最终使带内功率值与预期功率阈值偏差小于或等于0.1db(可设置默认该值)时停止标定。同时上位机根据计算的标准差值计算值可预计各个方向上功率值的波动情况，当该值较大时，说明存在较大的功率起伏将会影响测试结果，上位机提示用户检测各设备状态。自动化的抗干扰快速标定方法基于上位机实现干扰强度的自动标定，通过粗调阶段和精调阶段可实现标定快速标定的目的。系统实现自动标定，减少了人员的参与及出错的可能性。由于对各个方向上均进行了数据采集，能够避免由于设备发出信号功率不平衡影响设备测试结果。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方法和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12