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摘要:本文探討了衛星通信在公安工作中的作用,分析了衛星通信干擾類型及影響,研究了干擾信號的主要應對策略。

關鍵詞:公安衛星通信；干擾；應對策略

目前我國在衛星通信技術方面的研究取得了累累碩果,隨著對接收信號精度要求的不斷提高,衛星信號的傳輸速度也越來越高。衛星通信在公安系統中的應用,為我國打擊政治和刑事犯罪起到了重要作用,如果公安衛星出現信號不穩定或信號切斷的情況,就有可能錯過案件的最佳偵破時間或失去有利線索的獲取條件,所以提高公安衛星的抗干擾能力對公安系統的發展非常重要。

1衛星通信在公安工作中的作用

近年來,各種重大事故和自然災害頻發,嚴重威脅社會公共安全,在這些事件處理過程中,公安機關需要快速反應,及時處理,盡可能降低損失,而這些都依賴于快捷的信息通信。相較于其他通信方式來說,衛星通信的覆蓋面更大,建立通信速度更快,機動靈活性優良,在公安工作中,發揮著重要的作用。以2008北京奧運會火炬傳遞安保通信保障為例,在為期97天的火炬傳遞過程中,調動了28輛“動中通”衛星通信車,積累了超過8萬分鐘的錄像資料,實時傳輸超過5萬分鐘的現場圖像,為領導指揮決策的制定和實施提供重要依據。在此期間,以衛星通信為依托,結合公安部門圖像控制中心和視頻指揮系統,第一時間傳送工作指示和部署,抓拍安全隱患細節,尤其在三亞、深圳等地的火炬傳遞過程中,“動中通”衛星車及時捕捉人群擁擠圖像及安全隱患鏡頭,并將相關信息實時傳輸給奧運安保辦,從而及時將安全隱患滅殺在搖籃中,為火炬安全傳遞保駕護航。

2衛星通信干擾類型及影響分析

我國早在1993年就組建了公安衛星通信網,并不斷發展完善。在發展的過程中,也不得不面對干擾信號問題,這些干擾信號會給鏈路穩定運行帶來不利影響,下面就對公安衛星通信干擾信號種類及影響簡要分析。

2.1衛星通信干擾類型

一般來講:“超繁雜的電磁環境是衛星通信信號作業的主戰場”。它最大的“敵人”就是各類干擾因素。衛星通信在我國得到了大力推廣,我國從1993年起,創造了全中國自建國以來第一張衛星通信網,并且一直在完善,但公安衛星通信信號還是會受到諸多電磁干擾因素的影響[1]。衛星通信系統的干擾類型基本有以下幾種形式:(1)衛星系統之間的通信干擾。當兩個相同頻率波段的衛星在距離接近時,它們系統之間也會產生相互干擾。(2)地面的無線電會對衛星系統產生干擾。當地面無線設備與衛星頻段相同時會對其產生干擾,這類干擾源主要包括地面雷達系統、電臺廣播和電視信號傳輸系統、各種工、科、醫企業大型設備等。另外當地球站質量不符合標準或操作有誤時也會對其產生干擾。(3)來自自然界的干擾。太陽表面活動產生的黑子、星體爆炸產生的大量宇宙射線都會對衛星產生一定的干擾,還有衛星蝕、流星雨、電離層、雨衰、日凌等,這些天文自然現象都是無法避免的,也會對衛星通信產生干擾。(4)鄰星干擾。鄰星干擾主要來源于衛星天線的制作和安裝過程,鄰星干擾主要包括兩種方式,其一為干擾鄰星,其二是被鄰星干擾,兩種干擾形式均會影響公安衛星通信運行的穩定性和可靠性。(5)互調干擾。互調干擾的信號一般來自于各類功放設備,互調干擾的出現會大大增加功放設備、發信機等相關設備的故障率,從而導致衛星通信系統設備壽命縮短,同時會對空間電波秩序帶來嚴重干擾,導致衛星通信系統設備有效功率降低。(6)中頻泄露影響。中頻泄露一般發生在相關中頻設備、連接線及接口等處,泄露的中品發射信號會在中頻接收之路和發射之路出現互串的問題,從而影響衛星通信運行的穩定性,甚至會導致整個衛星通信網絡的癱瘓。(7)人為干擾。人為干擾一般針對衛星通信中的上行和下行信號,不法分子盜用衛星通訊信號會導致頻率的阻塞。

2.2衛星通信系統各類干擾對系統的影響

在公安衛星通信系統中包含了許多接口,如裝備接口、閑置接口、線路連通接口等,都會對系統造成一定的影響及危害,具體如[2]:(1)地表上的中頻率信號所造成的影響,其中最嚴重的影響源包含信號臺、無線調頻廣播系統和大型電子設備等,這幾種干擾所造成的影響相對較小。(2)地球表面的電磁現象,和上文提到的天象“日凌”現象,天象所造成的干擾,以目前的科技水平來講是最不可避免的。(3)一些零散信號的干擾,如光纖配線單元中的散亂信號。尤其信號接收方面十分敏感的衛星通信系統受這些干擾的影響較大。

3干擾信號的主要應對策略

3.1衛星通信干擾信號監測

無論國內還是國外,衛星通信技術始終不可避免的遭受著各種干擾,要解決這些干擾,首先要對各種干擾類型做全面的了解,以科學的方法進行統計,從中總結出他們的特征和發生的原因,并發現一定的規律,從而采取有效的預防措施和應對手段。比如說在監控干擾因素的時候采取大功能單載波的辦法來對系統干擾現象監測。還有一種方式是使用檢測類儀表對干擾信號進行檢測,用這種設備分別檢測各個頻段的頻率,當干擾數值達到一定極限時,機器會發出報警信號,這就意味著此時可能會有惡意進行干擾的行為出現就要提高警惕,及時解決問題,以免造成難以挽回的后果[3]。

3.2衛星通信干擾信號預防

要保證設備上各種參數值的精確性,據統計大多數發生的干擾都是設備本身的參數設置不正確所導致的。所以在現實中,工作設備整體的參數值確定一定要科學嚴謹,同時考慮機器的承載范圍,把干擾的可能性降到最低,以預防這類情況的出現。還可以通過一些專業設備來降低干擾,比如濾波器和屏蔽器,在進行抗干擾設備的篩選時,也要從多方面進行考慮,例如穩定性,保密性,以及自我匹配的性能等,來保證設備正常化運行。

3.3抗干擾技術措施

目前,常用的是控制信號幅度的技術也稱為限幅技術,通過調節編碼程序以及對頻譜進行增幅來對抗干擾,其中的限幅技術分為兩大類,軟硬兩種工作模式,“硬”的模式是工作時的轉發器不在線性范圍工作,以大信號對小信號進行壓縮來實現抗干擾的目的,“軟”的工作模式是處于線性狀態能與轉發器的線性運作技術相互融合,大大的增加了線性范圍。

4結語

公安衛星作為整個公安體系的中樞控制系統,對打擊各種犯罪行為起到了重要作用,必須保持其通信信號時刻暢通,才能保證不錯過案件的最佳偵破時間或失去有利線索的獲取條件。本文對衛星通信干擾類型及影響進行了分析,衛星系統之間、地面無線信號與衛星之間、自然現象以及人為都會對衛星產生干擾,對衛星的正常運行產生威脅,必須采用相應的措施加以防范,保證衛星通信的時刻暢通與穩定。

參考文獻

[1]張鑫.衛星導航欺騙干擾信號仿真與檢測關鍵技術研究[D].國防科學技術大學,2014.

[2]吳皓.新一代數字衛星廣播鏈路參數獲取及干擾適應能力分析[D].國防科學技術大學,2015.

[3]包莉娜,吳仁彪,王文益,盧丹.兩級結構的衛星導航壓制式和欺騙式干擾聯合抑制算法[J].信號處理,2015,(9):1041-1046.

作者：喬靖博 單位：濟寧市育才中學