通讯卫星干扰源定位(2)

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1、2017年江西省研究生数学建模竞赛参赛队号：47643题目：通信卫星干扰源定位基于双星的通信卫星干扰源定位摘要本文研究的是基于TDOA和FDOA联合参数对干扰源进行估计的方法。采用WGS-84坐标系，介绍双星定位系统对卫星干扰源定位的工作原理，利用TDOA/FDOA表达式以及通讯卫星和干扰源的位置关系建立干扰源双星定位模型，采用互模糊函数（CAF）定位参数联合估计来精确对干扰源定位精度的研究。关键字：双星定位互模糊函数时间差多普勒频差卫星星历1、问题重述1.1研究意义在当今的信息时代，随着科技的发展，人们生活在一个信息时代，随时随刻都在43接收信息和发送信息。因此，通讯卫

2、星在人类生活、经济发展和军事作战方面中起着不可或缺的作用。然而随着卫星通信业的迅速发展和激烈的竞争，卫星通信轨道竞争越来越激烈，有限的轨道资源愈加紧张，电磁环境变得愈加复杂和恶化。卫星通信系统是一个开放的系统，具有信道“透明”和覆盖面广的特点，加上存在环境复杂，所以很容易被干扰和摧毁。如何查找非法干扰信号并且进行精准定位是人们近代以来一直研究的课题，致力于解决通信卫星受非法信号的干扰。对卫星非法访问，给卫星的运营商和用户造成了严重的ing想。未经授权地向卫星发射通信信号或载波，能够烦扰卫星上一个或者多个转发器的正常业务，使通信质量下降。如果干扰信号功率足够大，还可能造成卫

3、星上合法业务的中断。全球每年较大的卫星通信干扰时间多达几千次，而且随着卫星通信业务量的增加，地球同步卫星轨道的拥塞，这个数目还会逐渐增加。通讯信号在经过不同的路径传输时，由于受多普勒频移和传输路径差等因素的影响，通讯信号到达地球接收站是会有时间差和频率差。通过计算两个下行信号的到达地球接收站的时间差和频率差，以及收集到的相关的数据进行处理，结合卫星的星历数据和参考站的位置坐标就能够比较准确的计算出该干扰源的地理坐标。目前，在国内已采取双星定位TDOA/FDOA（时差/频差）的方法对干扰源定位及定位精度分析比较成熟，能够对干扰源实施比较精确的定位。1.2卫星干扰源定位的用途

4、现在卫星干扰可以分为无意干扰和有意干扰两种情况，无论哪种情况都需要准确知道干扰源的位置和频率，所以在解决卫星无线电频率冲突的问题上卫星干扰源定位系统具有很重要的作用。现在是信息化时代，国内外对于信息安全都很重视。特别是卫星广播电视系统的安全问题受到政府部门的很大的重视，通过卫星干扰源定位可以保证广播卫星正常运行，在最短的时间内排除干扰。我国的定位系统的定位精度可以达到短半轴12公里、长半轴60公里的椭圆范围。可以在20分钟内捕获干扰信号，定位时间一个小时左右。通过卫星干扰源定位系统，可以保护我国在轨通信卫星的运行安全，这对于我国的卫星广播通信及其它卫星应用的正常运行和信息

5、安全有重要作用。1.3本文要解决的问题根据题目要求，论文在解决干扰源定位问题时要完成如下四个问题：（1）根据时差（TDOA）和频差（FDOA）运用双星定位系统原理确定出静止干扰源的位置，给出其明确的位置坐标和经纬度。43（2）在实际中的定位精度可能受到多种因素的影响，取决于定位参数估计算法和定位算法，还将受到传播路径引起的误差、本身高度引起的误差、卫星星历引起的误差、信号转发引起的误差等影响。分析对干扰源定位的精度。（3）增加A、B、C三个参考观测站，对引入的参考站按照定位干扰源的方式进行定位，完成定位后与所给的参考站精确位置进行比对，来确定该干扰源定位方式的定位精度。（

6、4）利用参考站的数据信息和移动干扰源的数据信息，定位匀速直线移动干扰源，定位其位置，确定移动干扰源的位置和速度。2、问题分析2.1问题重要性分析研究双星定位方法对干扰源目标的定位研究具有非常实际的意义，尤其在卫星通信和无线通信网络中具有十分重要的作用。对卫星公司在受到干扰时重新分配资源具有指导作用。通信卫星系统的干扰源定位技术是在非协同的条件下去实现对未知干扰源的定位，它与当下应用比较广泛的全球定位系统（GPS）相类似但是又有着本质的不同。通信卫星系统并不是一个面向定位的系统，它运用通信卫星对干扰源进行定位受到多方面的制约和影响，使得实现定位比较困难，目前，卫星通信系统实

7、现干扰源定位主要技术有以下几种：（1）基于信号到达时间差(TDOA)定位技术；  （2）基于信号到达角度(AOA)定位技术，由波达角度确定的射线原理； （3）基于测到达多普勒频差（FDOA）对应的定位；（4）基于混合信息的定位，如TDOA/FDOA、TDOA/AOA、TOA/AOA等；在实际测量定位参数时，测量的方法存在一定的误差，因此会有一些无法避免的定位误差造成定位精度不准确，一般先是通过初步的测量计算，定位干扰源大概所在的区域范围，然后在这个区域内，通过不同时段的定位，分析从而提高定位的准确度。如今我国定位系统的定位范围