[发明专利]多通道多目标星载AIS侦察信号模拟系统

说明书

本发明涉及多通道多目标星载AIS侦察信号模拟系统。是一种对星载AIS多通道侦察系统在轨运行时接收多目标混叠的动态AIS信号进行模拟的系统。本发明系统产生两路信号、四个通道AIS信号的所有滤波、变频均为全数字计算，通道间一致性好，信号杂散小、谐波分量小；时钟采样率高，所生成AIS信号的时间分辨率高，时间延迟的控制精度可达约8us量级；可以产生AIS目标个数多、连续仿真时间长（大于五分钟以上），可以仿真同一视场内0～10000艘船的任意场景。可以实现逼真产生的星载侦察时接收具有相对运动引起的多普勒频移、幅度起伏等的动态变化多目标混叠的AIS射频信号。

技术领域

本发明属于信号模拟和仿真技术领域，涉及信号模拟系统，特别是一种对卫星侦察海面各种船只发射的船舶自动识别系统(AIS)信号的多通道多目标模拟转置。

背景技术

船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)是一种在甚高频海上移动频段采用自组织时分多址接入方式自动广播和接收船舶动态、静态等信息以便实现识别、监视和通信的系统。目前已经广泛安装在各类大中小船舶上实现船岸、船间收发短消息、交互电文、导航避碰等功能。为实现对船舶有效监控管理，近十余年来星载船舶自动识别系统应运而生，可以对有效地对全球海域的舰船进行全天侯、大视场的监视，实现对我国周边海域乃至全球海域舰船的信息态势显示、和早期预警。

由于AIS系统采用了ITU-R M.1371-5技术规范中规定的自组织时分多址(SOTDMA)通信体制，不同小区之间的船同时发射信号导致卫星接收端出现信号混叠现象。除此之外，星载AIS接收与船载AIS接收还有以下几点不同：一是由于卫星与船舶相对高速运动导致混叠信号源之间存在多普勒频移；二是由于不同距离功率衰减导致接收到的混叠信号源之间存在功率差；三是由于船舶与接收天线位置不同导致接收到的混叠信号源之间存在时延。因此卫星侦察时将会产生多个舰船小区信号的时域和频域多重混叠、多普勒频移，幅度起伏现象，对星载AIS侦察系统的性能造成严重影响。目前多数星载AIS系统如挪威2010年发射的两颗具有星载AIS接收处理功能的实验卫星：AISSat-1和NORAIS等都具有一个或者更多的接收通道。由于卫星发射上天在轨运行后，无法找到一些标准场景对星载AIS系统的各项技术指标进行验证和标定，为了能够对星载AIS系统的性能进行准确、量化的评估，有必要研制专门的多通道多目标星载AIS侦察信号模拟器。

中国专利申请201610786782.5提出了一种海洋电子应用系统中的AIS数据模拟方法，但是该方法主要用于仿真单个AIS目标的数据，无法产生星载侦察时接收具有相对运动引起的多普勒频移、幅度起伏等的动态变化AIS射频信号，更无法仿真生成多目标的星载AIS侦察多通道接收机相参的混叠信号，而这些恰恰是影响星载AIS侦察系统性能的最关键的几个因素。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种对星载AIS多通道侦察系统在轨运行时接收多目标混叠的动态AIS信号进行模拟的系统。

本发明的技术方案是，一种多通道多目标星载AIS侦察信号模拟系统，包括一台CPCI工控机(或者普通工控机、通用计算机)、信号产生卡、两块DAC子卡，

所述CPCI工控机包括计算机主板、机箱、电源、键盘、鼠标、显示器，其上运行有场景数据产生软件、数据加载软件；