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摘要：随着战场自然雷雨、高功率微波干扰信号等电磁环境的日益复杂，对卫星导航系统的可靠性提出了更高的要求。如何提高卫星导航系统的可靠性和抗干扰能力，已成为近年来导航战的焦点。目前，各类卫星导航接收机不断涌现，抗干扰能力各不相同。但对于卫星导航接收机抗干扰能力的测试和评估没有统一的参考标准，为了能够迅速和有效地对接收机抗干扰性能测试和评估，建立一系列的抗干扰测试评价体系，并提出了一种抗干扰能力测试和评估方法，试验和定型的接收器和检验阶段有一定的参考价值。
关键词：卫星导航接收机；抗干扰能力；测试评估系统；抗干扰灵敏度；
为测试卫星导航系统的终端接收机抗干扰性能，搭建了卫星导航接收机抗干扰测试评估系统，设计了功率合成器，实现了测试评估系统，完成了有线和无线快速转换测试用例，对抗干扰能力进行了测试和评估。测试结果表明，被测接收机的抗干扰能力能够满足产品的性能标准，验证了系统的有效性。
一、评估的原则
1.概率论原理。该准则通过考察抗干扰接收机在不同情况下成功完成接收任务的概率来评价抗干扰接收机的抗干扰性能。在此准则下，可用性指标等是评价接收机性能的重要指标。
2.功率原理。该准则考虑了接收机的信干比，反映了干扰抑制、阵列增益等功率对抗的基本思想。该判据通常采用解析方法进行研究，其结果可作为评价接收机抗干扰性能的指标。
3.时间的原则。由于接收机性能和环境的限制，接收机的具体操作往往会引入一定的时延。因此，延迟的大小可以考虑来表征接收机的抗干扰性能，它直接反映接收机系统的性能。在干扰存在的情况下，每个链路的时间都会延长，抑制干扰的能力越差，延迟越大。
4.信息标准。当接收机采用相同的抗干扰处理措施时，损耗越大，接收机的抗干扰性能越差。该信息判据是利用接收机抗干扰前后信号的变化程度来衡量抗干扰性能评价效果，概念清晰直观。但由于计算复杂度高，在实际应用中尚未得到广泛应用。
5.战术指标。该原理研究了接收机的实际测量精度和作用距离，并以此作为抗干扰性能的评价指标。这些指标之所以被命名，是因为它们经常用于战术分析。该原理通常用于比较接收机在有或无干扰情况下的抗干扰能力。相对于概率、功率、时延和信息损失的测量，该准则更加全面和实用，因此在测试和分析分析中得到了广泛的应用。
二、系统运行原理
卫星导航接收机抗干扰测试与评估系统主要由控制与测试评估子系统、卫星信号仿真子系统和干扰信号仿真子系统组成。其工作原理如图1所示。
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图1系统工作原理
卫星导航接收机抗干扰试验评估过程需要控制与试验评估子系统、卫星信号仿真子系统和干扰信号仿真子系统的协调。根据人机交互界面，规定了相应的抗干扰测试项目。通过控制评估子系统的控制评估模块，搭建测试环境，包括导航星座分布、轨道参数、空间环境和用户轨迹等。根据测试场景仿真，生成观测数据并传输到卫星信号仿真子系统的射频信号仿真模块，仿真生成GPS/GLONASS/BDS导航卫星的射频仿真信号。同时控制干扰信号仿真子系统产生所需的干扰信号，通过功率合成器将两种信号合成为导航测试信号。信号支持有线和无线连接，这需要暗室支持。为了方便有线测试和无线测试的灵活切换，设计了射频功率合成器。其主要特点是可以同时输出卫星仿真信号、干扰仿真信号及其合成信号，为系统测试提供了极大的方便。它的简单原理如图2所示。
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图2功率合成器原理
图中，XS3为XS1的直出口，XS4为XS2的直出口，XS5为XS1和XS2的组合出口。采用有线连接时，通过功率合成器将干扰仿真信号与卫星仿真信号进行合成，然后通过XS5将射频线发送到待测接收机。采用无线连接时，可通过不同型号的天线传输卫星仿真信号和干扰仿真信号，提供给被测设备，模拟不同天线条件下的干扰信号。测试系统可以同时测试多个用户设备。通过程控矩阵开关和射频合成对仿真信号进行分割和组合，提高了系统的自动化程度。控制和评价模块组织相应的参数/指令流分布的初始化、数据、逻辑流程和状态反馈控制，驱动控制接收机操作指令发送到导弹卫星接收机，并将车载卫星接收机状态反馈和测量结果发送到测试和数据采集模块、控制和评估模块的控制下完成测试评价，生成测试报告。
三、测试的方法
为了真实地反映战场复杂电磁环境对弹载接收机的影响，有必要采用多标准、多极化干扰源对弹载接收机进行有线和无线两种方式的影响。干扰信号源的调试方式和天线的极化方式也很灵活。干扰源常用的调制方式主要有宽带调制、线性调频、单音、多音、脉冲等。偏振方式主要有水平偏振、垂直偏振、线偏振和圆偏振等。在无线测试中，应采用枚举法将可能的调制方式和天线极化方式结合起来，调节干扰信号的数量、类型和强度，并旋转暗室转盘对接收机进行测试。然而，无线测试方法需要暗室的支持。考虑到卫星导航接收机的实际测试环境，测试方法主要采用有线测试方法。假设接收机的最小输出信噪比（SNROmin）定义为接收机满足相应参数设置的性能要求时对应输出信噪比（SNR）的最小值。在此基础上，对接收机输入端的信噪比和信噪比进行了测试。试验过程如下：（1）选择导弹电磁环境效应实验室作为试验场地，设置初始仿真参数，通过卫星信号模拟器生成单通道导航信号；（2）选择干扰模拟器的宽带干扰方式作为扫频产生干扰信号，与功率合成器和导航信号一起发送到接收机的射频输入端；（3）以接收机SNROmin为约束条件，不断调整导航信号和干扰信号的功率，测试并记录接收机输入端的信噪比和信干比；（4）选择干扰模拟器的窄带干扰方式作为连续波产生干扰信号，与功率组合器和导航信号一起发送到接收机的射频输入端。
四、评估的方法
在评价抗干扰性能时，首先要考虑接收机的最小性能指标约束。可以以接收机的输出信噪比必须达到最小输出信噪比（SNROmin）为基本约束，定义抗干扰灵敏度和抗干扰程度两个评价指标。
1.抗干扰Si的敏感性。固定类型的干扰信号，外部环境的数量和强度，满足接收机的输出信噪比大于或等于SNROmin，调整输入信号接收机信号强度，当接收机的输出信噪比=接收器SNROmin最小输出信干噪比，在输入信噪比是抗干扰接收机灵敏度Si。抗干扰灵敏度反映了接收机性能、干扰类型、干扰强度等多个参考量的函数，以及接收机对输入信号中有用信号的强度要求。因此，接收机抗干扰灵敏度Si值越大，则接收机灵敏度越低，说明接收机抗干扰性能较差。
2.干扰抑制这个地方。固定类型的干扰信号，外部环境的数量和强度，满足接收机的输出信噪比大于或等于SNROmin，调整输入扰动信号接收机信号强度，当接收机的输出信噪比=接收器SNROmin最小输出信干噪比，接收机的噪声比输入干扰抑制的程度这个地方。干扰抑制程度反映了接收机在一定干扰环境下对输入干扰信号的最大抑制能力。因此接收机的干扰抑制程度AJi越大，其抗干扰能力就越强。抗干扰灵敏度与抗干扰程度之间存在一一对应关系，二者之间的关系曲线称为接收机抗干扰性能曲线。当改变干噪比的值（干扰抑制度）接收机输入端，有必要改变信号噪声比的值（抗干扰灵敏度）接收机输入端，这样接收器的输出信噪比= SNROmin。通过与测试方法的对比，绘制了不同测试场景设置下相应的抗干扰性能曲线，并计算了输入干信号比。对接收机抗干扰能力的参数指标进行了比较，并对结果进行了记录和分析。
总之，从性能测试的角度出发，建立了一套抗干扰测试评估体系，设计了一套卫星导航接收机抗干扰能力的测试评估方法。实验结果表明，接收机的抗干扰能力弱于窄带信号。需要注意的是，在不同的条件下（如信号类型、信号入射方向、信号强度、测试环境等），干扰信号的测试结果会有所不同。因此，在进行抗干扰能力测试时，应考虑各种因素的影响。
参考文献：
［1］张萍．卫星导航接收机抗干扰测试评估方法.2019.
［2］代建．浅谈卫星导航接收机抗干扰测试评估方法研究.2019.