摘要：為了進一步提升衛(wèi)星導(dǎo)航信號在作戰(zhàn)時的精準性，當(dāng)前多通道衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)經(jīng)過研發(fā)，已經(jīng)應(yīng)用在了衛(wèi)星導(dǎo)航結(jié)構(gòu)中，能夠有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集以及可控延時性轉(zhuǎn)發(fā)，可以有效的抵抗部分綜合干擾環(huán)境中的影響因素。本文圍繞多通道衛(wèi)星導(dǎo)航信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)展開分析，意在通過本文論述，能夠提升多通道，衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用價值。

　　關(guān)鍵詞：多通道;衛(wèi)星導(dǎo)航;信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng);設(shè)計

　　引言

　　由于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾技術(shù)，在衛(wèi)星導(dǎo)航信號轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)中的應(yīng)用具有較多的問題，其技術(shù)難度較大，且需要落實多項技術(shù)環(huán)節(jié)，因此建立在當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航信號的采集以及回放需求基礎(chǔ)上，落實多通道的衛(wèi)星導(dǎo)航信號實時采集系統(tǒng)是當(dāng)前極為重要的研發(fā)任務(wù)。該系統(tǒng)建立在轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸和接收的相關(guān)需求來綜合分析，能夠有效的進行數(shù)據(jù)的實時采集，并且可控制原始轉(zhuǎn)發(fā)，因此全面分析多套衛(wèi)星導(dǎo)航信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，不僅是本文論述的重點，也是當(dāng)前優(yōu)化衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能的主要方式。

　　一、方案設(shè)計

　　當(dāng)前多通道衛(wèi)星導(dǎo)航信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是能夠分別接收不同的可見衛(wèi)星發(fā)出的信號，并且將已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)信號利用延時的方式進行轉(zhuǎn)發(fā)，整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作原理以多天線陣列為主，能夠?qū)崿F(xiàn)不同衛(wèi)星信號的接收，利用了具備自動控制增益效果的adc功能來實現(xiàn)平射斷信號下變頻的中頻信號轉(zhuǎn)移，并且利用ad模塊將其轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，同時，需要對接收到的不同信號進行延時處理，處理之后，再次利用da模塊將其恢復(fù)成模擬信號，經(jīng)過上變頻模塊進行設(shè)頻段調(diào)制，將所有的信號整合成一路信號之后，進行發(fā)送。

　　綜合上述工作原理，我們可以看出當(dāng)前組成多通道衛(wèi)星導(dǎo)航信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)以上、下變頻模塊、信號調(diào)理模塊、延時模塊、ad模塊、da模塊、控制器、aGc模塊組成，另外由于對于衛(wèi)星信號的轉(zhuǎn)發(fā)要有實時性，因此，整體結(jié)構(gòu)利用嵌入式的方式組成，詳細的系統(tǒng)工作原理。

　　二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分段分析

　　綜合上文所述，我們可以發(fā)現(xiàn)在整體轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中分為了采集部分以及回放部分，接下來我們便針對不同的分段進行針對性分析。

　　(一)采集電路

　　整體實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的采集部分，主要以接收天線下變頻模塊，信號調(diào)理模塊以及AD模塊組成當(dāng)衛(wèi)星傳輸?shù)男盘柋唤邮罩�后，與信號一同接收的還存在大量的噪聲信號，因此信號本身的電平難以滿足ad模塊的轉(zhuǎn)換需求，因此需要進行降噪處理以及濾波處理來實現(xiàn)信號調(diào)理，以此提高信號的信噪比，并且滿足ad模塊轉(zhuǎn)換的電壓需求。此時衛(wèi)星信號的波段以l波段為主，這時會由下變頻模塊將其轉(zhuǎn)換為中頻信號，并且由AD模塊進行數(shù)字化采集，在采集的過程中，AD模塊中的控制芯片需要具備速率、精度、同步性這幾個重要的功能。

　　若采集的精度較低，則經(jīng)過恢復(fù)后的信號，質(zhì)量無法滿足傳送需求，直接導(dǎo)致欺騙效果下降，若采集精度高于適合的標準，又會導(dǎo)致數(shù)據(jù)量增加，在后期的信號處理過程中會遇到較多的困難。另外，奈奎斯特采樣定律中要求在進行數(shù)據(jù)采樣的過程中速率要大于兩倍中頻信號，在實際的作業(yè)過程中會選擇3~5倍進行速率控制。

　　再次當(dāng)前使用的信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)中的ad轉(zhuǎn)換器往往與多路復(fù)用裝置同步運行，因此難以完全達到絕對意義上的同步采樣，這便導(dǎo)致了采樣以及數(shù)字化轉(zhuǎn)換的過程，會花費較長的時間，因此為了進一步提升整體系統(tǒng)運時的同步性以及實時性，不同的信號會配置單獨的da模塊以及AD模塊。

　　(二)延時電路

　　延時電路的存在主要是發(fā)揮欺騙功能，能夠針對獲取到的不同衛(wèi)星導(dǎo)航信號進行延時，當(dāng)前主要的延時方式是通過fifo技術(shù)的自身特點來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)的先進先出，在這個過程中需要提前設(shè)置OFFSET以達成延時的目的。但是當(dāng)前使用的大部分fifo自身的容量比較小，因此，在不同的結(jié)構(gòu)中可以選擇性的應(yīng)用雙口RAM來實現(xiàn)延時作業(yè)。雙口RAM又被稱為共享是多端口存儲器，系統(tǒng)中具備兩套分明的數(shù)據(jù)地址以及控制線，可以針對衛(wèi)星導(dǎo)航信號進行同步的讀取和存儲，并且可以通過讀寫命令的執(zhí)行來實現(xiàn)延時控制。

　　(三)回放電路

　　在整體系統(tǒng)中的回放結(jié)構(gòu)主要以da模塊為主，其次，包含了上變頻模塊以及發(fā)射天線等，這些系統(tǒng)能夠?qū)⒔?jīng)過延時處理之后的衛(wèi)星信號，進行恢復(fù)使其轉(zhuǎn)變?yōu)槟�擬信號，在這個過程中會出現(xiàn)部分噪聲，因此需要配合濾波器進行同步作業(yè)，接下來將轉(zhuǎn)變之后的模擬信號輸入至上變頻模塊中進行調(diào)制，使其與衛(wèi)星廣播信號的頻率同步，最后將處理完成的信號整合成一路信號，并且將其發(fā)射出去。

　　(四)AGC系統(tǒng)

　　為了確保模擬信號與真實的衛(wèi)星信號相近，因此在信號轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出的過程中，其功率要叫真實的信號高，因此便需要利用agc模塊進行功率調(diào)整。當(dāng)前應(yīng)用的大部分adc模塊和下變頻模塊是獨立的，因此需要進行信號增益，這種方式可調(diào)整的動態(tài)范圍較小，因此需要利用具備AG功能的下變頻模塊進行系統(tǒng)加持，在信號的射頻段便實現(xiàn)agc轉(zhuǎn)換，從而能夠滿足調(diào)整范圍。

　　(五)控制器

　　本次研究方案中的控制器利用了fpga+dsp結(jié)構(gòu)，這其中fpga算法能夠借助硬件實現(xiàn)具有較強的處理能力，dsp算法具有較高的運算速度，將這二者進行結(jié)合能夠最大化的提升整體系統(tǒng)在信號處理時的速度，同時這兩種算法還需要針對不同的采集作業(yè)進行運行，fpga的主要功能和運算對象以衛(wèi)星信號的回放和采集為主，能夠?qū)崿F(xiàn)時序的控制，dsp系統(tǒng)主要計算鹽適量，并且負責(zé)數(shù)據(jù)傳送。

　　機械論文投稿刊物：機械設(shè)計與制造(月刊)雜志于1963年創(chuàng)辦，曾用刊名：(遼寧機械)，系國家核心期刊、科技論文統(tǒng)計用刊，國內(nèi)外公開發(fā)行。

　　結(jié)語

　　綜上所述，多通道衛(wèi)星信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計符合當(dāng)前信號欺騙干擾的基本原理，同時也能夠有效實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)發(fā)的同步性和實時性，對于優(yōu)化導(dǎo)航系統(tǒng)運行效率有著極強的促進作用。同時，為了進一步提升多通道信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用價值，還需要結(jié)合不同結(jié)構(gòu)的運行性能和整體系統(tǒng)的運行需求進行綜合性分析，通過置換不同端口以及存儲時間來實現(xiàn)可控延時作業(yè)，從而達成滿足衛(wèi)星導(dǎo)航對戰(zhàn)的相關(guān)需求。

　　參考文獻

　　[1]何歡. 基于陣列的衛(wèi)星導(dǎo)航抗欺騙干擾方法研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2019.

　　[2]桑峻,陳明銳.多通道衛(wèi)星導(dǎo)航信號實時轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)分析與設(shè)計[J].機械設(shè)計與制造,2018(07):248-251.

　　[3]馮富元. GPS信號模擬源及測試技術(shù)研究和實現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué),2009.

　　作者：孫飛，連猛