# 一、为什么通用频谱仪不适合导航频段监测
做GNSS接收机测试的时候,经常需要知道:这个频段里到底有没有干扰?干扰信号是单频的还是宽带的?功率多大?频率在哪个位置?很多人第一反应是拿一台通用频谱分析仪,天线接上去,看看频谱就行。
但实际用起来你会发现,通用频谱仪在这个场景下并不好用。原因很简单:卫星导航信号到达地面的功率非常低,大概在-130dBm量级,比频谱仪的本底噪声还要低。而能够影响接收机正常工作的干扰信号,功率其实也不需要很大——可能也就比噪声高一点,或者和导航信号差不多强。
你拿通用频谱仪直接接天线,根本看不到这些微弱的信号——频谱仪的本底噪声就把它们盖住了。你得在前面加低噪声放大器、加滤波器、做很多额外的信号调理,折腾半天。而且通用频谱仪是宽频段的,从几KHz到几十GHz都能测,但你真正关心的就是导航那几个频点,大部分测量能力其实是浪费的。
更重要的是,通用频谱仪一般只给你看个频谱图,数据没法实时输出。但做科研的时候,你需要把频谱数据实时采下来,用MATLAB做进一步分析——比如识别干扰的类型、统计干扰出现的时间规律。通用频谱仪干这个就很别扭。
# 二、导航频段干扰检测接收机的优势
宇志通信的导航频段干扰检测(频谱监测)型接收机,就是专门为解决这个问题设计的。它和通用频谱仪的定位完全不同:
第一,频段针对性强。它专门覆盖北斗二号、北斗三号、GPS、GLONASS、Galileo等所有导航频段,不是大而全的宽频设备。你关心哪个导航频点,它就精确测哪个频点的频谱。
第二,灵敏度高。设备内部已经集成了高增益低噪声放大和专用滤波电路,专门针对导航频段的微弱信号做了优化。普通频谱仪看不到的微弱干扰信号,接上去就能直接看到,不需要你自己外加放大器和滤波器。
第三,数据实时输出。设备通过RS232串口,可以把频谱数据实时输出到电脑上,用MATLAB或者其他上位机软件实时显示、记录、分析。这对于做干扰检测算法研究、做电磁环境长期监测的用户来说,特别方便。
# 三、典型应用场景
## 3.1 外场试验前的电磁环境勘察
做外场GNSS试验之前,先把设备开到试验场地上,扫一遍各个导航频点的频谱,看看这个场地周边有没有什么干扰源。如果发现某个频点上有明显的干扰信号,那试验方案就得调整——要么换个场地,要么在数据处理的时候把这个干扰考虑进去。
以前做这种勘察,得扛着笨重的频谱分析仪,接一堆放大器和电缆,半天才能测完一个点。现在用专用的导航频段监测接收机,接上天线开机就能看,轻便快捷。
## 3.2 接收机异常问题排查
外场试验的时候,如果接收机突然定位不好、失锁了,你怎么判断是接收机自己出问题了,还是环境里有干扰?这时候用干扰检测接收机在同一个位置测一下频谱,马上就知道了——如果频谱上出现了一个额外的信号峰,那就是有干扰;如果频谱干干净净,那问题大概率出在接收机本身。
这种快速排查能力,在外场试验的时候特别宝贵。不用再来回猜、来回试,一个频谱图就能定位问题方向。
## 3.3 干扰检测算法研究
做GNSS干扰检测算法研究的同学,需要大量真实的含干扰频谱数据来训练和验证算法。导航频段监测接收机可以实时采集频谱数据,把不同类型、不同强度干扰下的频谱特征录下来,作为算法研究的数据集。
配合导航电磁环境模拟测试源,你还可以在实验室里可控地产生各种样式的干扰信号——连续波、扫频、宽带噪声——用监测接收机采集下来,形成标准的干扰样本库,用来做干扰识别算法的训练和测试。
# 四、设备使用方式
设备使用起来非常简单:天线接上去,接上电源,串口连电脑,打开配套的上位机软件,就能实时看到各个导航频段的频谱图。频谱图上可以清楚地看到各个卫星信号的位置和强度,以及有没有额外的干扰信号叠加在上面。
设备输出的数据格式是开放的,通过RS232串口实时传输,你可以自己写上位机软件做更复杂的分析——比如做干扰自动识别、做长时间的电磁环境记录统计。对于有二次开发需求的用户,这一点非常友好。
# 五、总结
导航频段干扰检测接收机,看起来是个小设备,但它解决的是GNSS测试中一个很实际的痛点:通用频谱仪在导航频段不够灵敏、不好用,而专门的监测设备把这个问题解决了。对于经常跑外场、做电磁环境测试、研究干扰检测算法的团队来说,这样一台专用设备是很实用的工具。
上海宇志通信技术有限公司提供导航频段干扰检测接收机、导航电磁环境模拟测试源、GNSS软件接收机开发平台等完整的导航测试产品线,形成从信号产生、采集到监测的完整工具链。如需了解设备详细参数或申请测试,欢迎联系宇志通信技术团队。