专网论文关于专网监测维护水上电波秩序论文范文参考资料

专网论文关于专网监测维护水上电波秩序论文范文参考资料 文/ 郭 锋 周 洪 水上运输日渐繁忙，越来越多的航道船舶、港口通信使用无线电发射设备，非法占用水上信道、救生频道行为时有发生，给航道中的船舶调度、港口指挥工作带来很大困难，严重扰乱了水上电波秩序。如何有效展开水上无线电监测上海市无线电管理局的探索实践为人们带来启发。 上海市无线电监测站水上区域监测站是一套以水上监测控制中心为核心、以岛礁型监测测向固定站为主体的专用无线电监测网。系统融入上海已建监测网，可实现对长江出海口航道、洋山深水港等重要区域的监测覆盖，可帮助管理部门有效掌握水上无线电使用情况，及时发现、排查无线电干扰，维护水上无线电用频秩序，从而更好地服务于水上运输安全和生产建设。 水上无线电监测系统 在水上电波秩序保障工作中，常规设备往往无法快速排查船舶非法使用水上专用频率的行为。要解决该问题，监测机构可以采用由常规无线电监测测向设备、水上频段专用监测设备、AIS专用接收机和水上监测系统软件组成的水上无线电监测系统。 水上监测系统软件可以实现AIS设备采集数据的上传、水上频段专用监测接收设备的数据上传和常规无线电监测测向设备数据的上传和信息融合。在水上监测系统软件端将水上通信专用频率设置为重点监听范围，当有违法使用专用频率通信时，可以立即引导无线电测向设备进行测向，得到一个示向度方位，再结合AIS设备接收船舶的位置信息（经纬度），确定重点排查对象。通过该系统，可以快速缩小排查范围，达到快速识别船舶非法使用水上专用通信频率的目的。 水上频段专用监测设备 水上频段专用监测设备主要由监测天线、水上频段专用接收机组成。其中，水上频段专用接收机采用多声道语音拼接同步传输、多信道频谱数据拼接同步传输及基于水上语音通信数据库的多信道控守技术，来完成信号捕获与前端信号处理、宽窄带频谱数据采集与多路音频解调、数据传输、数据拼接、频谱显示与语音播放等。 水上频段专用监测接收机信号处理 信号捕获与前端信号处理：专用监测天线接收附近区域内的电磁信号，并通过馈线传递至接收通道，与接收通道本振混频后得到中频信号。 频谱数据采集与多路音频解调：前端处理得到的中频信号进行A/D（模拟信号转数字信号）转换，转换后的数字信号与采集卡内部的NCO（数字控制振荡器）混频形成基带信号，基带信号经过数字滤波得到信号IQ数据，IQ数据经过FFT（快速傅氏变换）得到频谱数据并存入对应RAM（随机存取存储器）。再对得到的IQ数据解调形成音频信号，固定采样率采样后形成音频数据，存入对应RAM。 数据传输：上层软件控制PCI（外设部件互连标准）总线按每次间隔200ms对存储频谱数据和音频数据的RAM进行取数。数据拼接：启动监测任务时，根据用户输入的频点自动创建用于存储宽窄频谱数据、音频数据的文件。在控制PCI总线完成一次取数后，根据频点与文件的对应关系将数据存入对应文件。频谱显示与语音播放：通过对宽窄带频谱数据进行显示，可同时对语音文件进行播放。 多声道语音拼接同步传输技术 在获取各频点设定带宽的IQ数据后进行语音解调，解调后的语音按固定采样率完成采样并存入RAM。 每路语音配置2个RAM，解调的语音数据采集固定点数后存入其中一个RAM并做标记，等待PCI取数，此时另一个RAM继续存入，每路语音配置的2个RAM依次交替保证语音信号的连续性。PCI总线按每次间隔200ms进行取数，取数后存入不同频点对应的音频文件。 多信道频谱数据拼接同步传输技术 该技术涉及A/D采样、NCO、DDC（直接数字控制）、FFT、数据存储、传输与拼接。当70MHz中频信号输入时，经102.4MHz时钟信号采样后形成16位数字信号。该数字信号与数控振荡器信号混频形成基带IQ数据，IQ数据根据客户设定的带宽进行数字滤波；滤波后的IQ数据经过FFT变换形成频谱数据并存入RAM；PCI总线按每次间隔200ms进行取数，取数后存入不同频点对应的频谱IQ文件。 基于水上语音通信数据库的多信道控守技术该装置启动任务后，通过专用监测天线完成信号捕获后进行时-频域变换，得到宽带频谱及多个频点信号频谱；判断各频点信号频谱电平是否达到信号门限，确认这些频点是否有信号占用；确定这些频点具备信号后，获取信号频点、带宽等参数；查看遇险和安全呼叫频率等关键信道是否被占用，若占用则启动告警。 工作人员监听后确认关键信道的信号是否为对应的求救信号，若确认为求救信号则启动响应，若为其他信号则进行干扰排查。在遇险和安全呼叫频率等关键信道未被占用的情况下，将获取的信号频率同建立的水上语音通信数据库比对，若数据库中不包含该频点，则告警并启动录音。若不能根据信号频率判定信号异常，则分析信号带宽，并将获取的信号带宽同建立的水上语音通信数据库频点带宽比对，若信号带宽与数据库带宽不一致，则告警并启动录音。 综上，水上频段专用监测方法融合A/D采样、PCI数据传输、数据库比对和语言监听技术，很好地解决了常规设备水上监测可控守信道及可监听声道数量少、排查过程繁琐及排查效果差的问题。 值得强调的是，该方式可以实时控守监测范围内关键通信信道或监测人员感兴趣的信道，且能够 _多路信道信号，对控守信号快速识别分析，保障了水上语言业务的通信顺畅。 专项监测技术的水上监测应用 xx年10月，上海水上无线电监测系统中岛礁型监测测向固定站建成，建设位置在长江出海口，分别位于横沙岛和小洋山，扼守长江与东海交汇区域，均处于上海自贸试验区内及周围航道上，附近有外高桥保税区、洋山深水港等，地理位置非常重要。该站配置了常规监测测向设备、水上频段专用监测设备和AIS监测设备。 通过系统建设，上海无线电形成了对长江出海口的监测覆盖能力，可以在地域、频域、时域等多个维度对各类可能影响水上安全的电磁频谱信号进行侦测捕获，而针对频谱监测大数据自动化、智能化多种分析手段的综合运用，将极大减少非法信号定位排除过程中的人工参与强度，大大提高信号分析效率，成为水上频谱安全的有利保障手段。 AIS：船舶自动识别系统（Automatic IdentificationSystem）由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，是一种集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的新型数字助航系统。该系统由舰船飞机的敌我识别器发展而成，配合全球定位系统（GPS），将船位、船速、改变航向率及航向等动态信息结合船名、呼号、吃水及危险货物等静态资料，通过甚高频（VHF）频道向附近水域船舶及岸台广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶的动静态资讯。AIS的功能可以简单概括为识别船只、协助追踪目标、简化信息交流、提供其他辅助信息以避免碰撞。正确使用AIS有助于