無線電移動監(jiān)測車的監(jiān)測測向

　　無線電移動監(jiān)測車是無線電監(jiān)測測向的機(jī)動手段，可彌補(bǔ)固定監(jiān)測站覆蓋不足及現(xiàn)場監(jiān)測測向需要。無線電移動監(jiān)測車是用以完成重點(diǎn)區(qū)域、特殊領(lǐng)域的常規(guī)監(jiān)測任務(wù)，及完成專項(xiàng)監(jiān)測工作的主要技術(shù)手段。移動監(jiān)測車一般集成固定站的主體部分，具有與固定站聯(lián)合監(jiān)測測向能力，同時在應(yīng)急無線通信保障工作中可現(xiàn)場直接指揮并操縱監(jiān)測網(wǎng)。

無線電移動監(jiān)測車主要技術(shù)性能指標(biāo)

　　無線電移動監(jiān)測車的性能指標(biāo)與固定監(jiān)測站相比，有很多特殊的要求。以下詳細(xì)列出各主要指標(biāo)。

　　（1）系統(tǒng)接收靈敏度（帶天饋線系統(tǒng)）

　　系統(tǒng)接收靈敏度主要是接收機(jī)靈敏度：當(dāng)接收機(jī)的輸出信噪比為12 dB時，其輸入端所需要的最小射頻信號強(qiáng)度。一般以系統(tǒng)最窄的接收帶寬檢測其靈敏度。

　�。�2）系統(tǒng)測向靈敏度

　　系統(tǒng)測向靈敏度:在任意方位以強(qiáng)信號時示向度為基準(zhǔn)，逐步減弱信號源的輻射值，直到示向度擺動并偏離基準(zhǔn)值±3°時，測向天線位置場強(qiáng)儀接收的場強(qiáng)值即為系統(tǒng)的測向靈敏度。

　　系統(tǒng)測向靈敏度測量是在標(biāo)準(zhǔn)場地上進(jìn)行，在給定的測向條件下，可以進(jìn)行測向的電場強(qiáng)度越小，說明系統(tǒng)測向靈敏度就越高。

　�。�3）系統(tǒng)測向準(zhǔn)確度

　　系統(tǒng)測向準(zhǔn)確度:在一定的信號電場強(qiáng)度下，測向設(shè)備測出的示向度與被測向目標(biāo)的方位角之差的統(tǒng)計值。它取決于測向體制和天線、信道與計算顯示等各部分的設(shè)計制造水平，一般為1°～3°。測向系統(tǒng)通常采用均方根值來表示系統(tǒng)測向精度指標(biāo)。

　　系統(tǒng)測向準(zhǔn)確度是在標(biāo)準(zhǔn)場地上進(jìn)行，使用發(fā)射信號源，每隔一定方位角測量一次示向度，求出每次測向的誤差值，測量時要在測向系統(tǒng)工作頻率范圍內(nèi)的各個頻率上進(jìn)行測試，最后求出所有測向次數(shù)獲得的角度誤差的均方根值（RMS）。

　�。�4）車體對測向系統(tǒng)的影響

　　如果天線離車頂高度小于1米，車體對移動測向的影響是不可忽略的。天線離車頂?shù)母叨仍叫�，影響越�?yán)重。由于車體影響而產(chǎn)生的誤差值對頻率、電波相對車頭的到達(dá)方向十分敏感，特別是在偏開車頭±(30°～60°)和±(120°～150°)時，入射方向變化幾度，那么車體影響帶來的誤差就可能由+20°變?yōu)?20°。

　　車體誤差校正的慣用方法是測出誤差校正表，通過計算機(jī)自動修正。實(shí)踐證明誤差校正表對頻率或方位的慢變化誤差有效，對快變化的誤差特性幾乎無效。科學(xué)的校正機(jī)理是把車體作為天線陣的一部分進(jìn)行處理，根據(jù)最新資料顯示，在30 MHz～3000 MHz頻率內(nèi)校正后測向精度可達(dá)到2°（RMS）。

　�。�5）環(huán)境對測向系統(tǒng)的影響

　　無線電移動監(jiān)測車在城市里測向時偶爾出現(xiàn)示向度亂擺、無法穩(wěn)定，或者偏差較大的問題，這主要是建筑物、高壓線、鐵塔、巨型廣告牌等的反射、仰角過高以及電波極性畸變等造成的。

　　移動監(jiān)測車測向天線一般為有源天線，在靠近大功率發(fā)射源時易產(chǎn)生假信號。城市的街道和樓群中的多徑反射，是影響測向精度的最主要因素；測向時測向天線與被測目標(biāo)的垂直高度過大，也會產(chǎn)生較大誤差。移動監(jiān)測工作中，往往要將測向示向度與現(xiàn)場環(huán)境及信號場強(qiáng)相結(jié)合來判斷信號的真實(shí)方位，盡可能選擇較為理想的環(huán)境進(jìn)行測向，減少由于環(huán)境和場地造成的測向誤差。

無線電移動監(jiān)測車的指標(biāo)測試

　　根據(jù)國家無線電監(jiān)測中心《超短波無線電測向系統(tǒng)驗(yàn)收測試方法》，測試場地應(yīng)地面平坦開闊，周圍沒有高大建筑物和高壓線等，電磁環(huán)境好，大小至少要有長15λ、寬10λ（λ為最低測試頻率的波長），VHF測向系統(tǒng)最低頻率一般為20 MHz,對應(yīng)的波長λ為15米。無線電移動監(jiān)測車的系統(tǒng)測向靈敏度指標(biāo)測試和系統(tǒng)測向精度指標(biāo)測試應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)場地上進(jìn)行。

　　利用標(biāo)準(zhǔn)場地的測試是鑒定移動監(jiān)測車系統(tǒng)唯一有效方法，以下詳細(xì)介紹測試流程。

　�。�1）系統(tǒng)靈敏度測試

　　移動監(jiān)測車和場強(qiáng)儀呈180°架在旋轉(zhuǎn)平臺上（距地面高≥6米），被測系統(tǒng)調(diào)至發(fā)射源頻率后，關(guān)閉發(fā)射源的射頻輸出，記下系統(tǒng)的輸出噪聲，然后接通射頻信號，并調(diào)節(jié)輸出強(qiáng)度，直到滿足（信號+噪聲）/噪聲=12 dB為止。此時用場強(qiáng)儀測量等效點(diǎn)的場強(qiáng)，即為系統(tǒng)接收靈敏度。在超短波每隔50 MHz～100 MHz測試一次，短波每隔1 MHz測一次。

　�。�2）系統(tǒng)測向靈敏度

　　移動監(jiān)測車、場強(qiáng)儀和信號發(fā)射源呈180°架在旋轉(zhuǎn)平臺上（距地面高≥6米），以強(qiáng)信號時示向度為基準(zhǔn)，逐步減弱信號源的強(qiáng)度，直到示向擺動并偏離基準(zhǔn)±3°時，記錄場強(qiáng)儀接收的場強(qiáng)值，一般取8次結(jié)果，算出均方根平均值（RMS）。

　　（3）系統(tǒng)測向精度

　　一般用旋轉(zhuǎn)平臺式進(jìn)行測量。移動監(jiān)測車停在平臺上，信號發(fā)射源距離旋轉(zhuǎn)平臺≥75米。平臺每次旋轉(zhuǎn)10°，直到平臺轉(zhuǎn)動360°，差值作均方根平均值（RMS）統(tǒng)計，即為系統(tǒng)測向精度。要求頻率間隔10 MHz進(jìn)行全頻段測試。

移動測向的主要誤差分析

　　無線電移動監(jiān)測車測向過程存在系統(tǒng)誤差和主觀誤差。了解影響誤差的因素，盡量減少和避免不利因素的影響，對移動車測向是大有益處的。下面詳細(xì)對主要誤差作介紹和分析。

　　（1）本機(jī)誤差:本機(jī)誤差是指由于測向系統(tǒng)（包括天線系統(tǒng)、終端測向設(shè)備）本身的缺陷導(dǎo)致測向過程中產(chǎn)生的示向度誤差，對于本機(jī)誤差，測向系統(tǒng)通過本身校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

　�。�2）環(huán)境和場地造成的誤差:無線電測向的本質(zhì)是通過測量電磁波傳播的波陣面的法線方向來確定被測電臺的方向。因此，地形不平坦開闊，場地導(dǎo)電性能不均勻，周圍存在諸如高大建筑物、其他天線、高壓線、山脈等所產(chǎn)生的二次輻射場，都會使電磁波的波陣面發(fā)生畸變而引起測向誤差。一般情況下，二次輻射場可分解為相對主場的同相分量和異相分量兩部分，同相分量會引起示向度誤差，異相分量會引起示向度模糊。

　　在實(shí)際工作中，由于選擇測向場地的不同，會經(jīng)常遇到由二次輻射場造成示向度誤差或示向度模糊的現(xiàn)象，因此利用移動監(jiān)測車進(jìn)行測向時，應(yīng)盡可能選擇較為理想的環(huán)境進(jìn)行測向，避免周圍環(huán)境和場地的影響，從而得到可靠的示向度指示，減小由于環(huán)境和場地造成的測向誤差。

　　（3）測量誤差:測量誤差是指由于測向操作人員在視覺、聽覺、參數(shù)設(shè)置或讀取示向度測向過程中所產(chǎn)生的人為誤差，也稱主觀誤差。即使同一臺測向設(shè)備，對同一個目標(biāo)電臺測向，不同的人去操作，可能會得到不同的測向結(jié)果。

　　主觀誤差與操作人員的技術(shù)水平、熟練程度、工作經(jīng)驗(yàn)、行為狀態(tài)等因素有關(guān)。因此，監(jiān)測人員需要不斷地加深對設(shè)備工作機(jī)理的理解，積累實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。

　�。�4）極化誤差:一般情況下，測向系統(tǒng)接收的電磁波不是單一極化方式的電磁波，而是包含水平極化分量和垂直極化分量，從而產(chǎn)生極化誤差。

　　極化誤差意味著測向天線與入射波的極化平面有一定的角度差。測向系統(tǒng)對極化波的響應(yīng)主要決定于所用的天線系統(tǒng)，也與測向方法有關(guān)。

無線電移動監(jiān)測車測向定位方法

　　利用無線電移動監(jiān)測車進(jìn)行測向有兩種方法:遠(yuǎn)距離法和歸航法。

　　(1) 遠(yuǎn)距離法（單站多點(diǎn)交匯定位法）

　　遠(yuǎn)距離法是指移動監(jiān)測車離開目標(biāo)發(fā)射機(jī)適當(dāng)距離的固定處獲得幾個獨(dú)立的示向度測量方法。適當(dāng)距離可以按照測向系統(tǒng)的精確度、附近環(huán)境等因素確定。在不同的位置利用監(jiān)測車獲得可靠的示向線后，再結(jié)合三角交叉法定位。現(xiàn)在移動監(jiān)測車的軟件都有單站多點(diǎn)定位功能，每次測向的示向線在電子地圖上保存下來，多個示向線會在電子地圖上交匯出一個區(qū)域。

　　運(yùn)距離法有一些缺點(diǎn)：測量場地不理想時，地面物體對精確度影響較大;移動監(jiān)測車在多個位置不能進(jìn)行同時測向;移動狀態(tài)的發(fā)射源將引起定位誤差。

　　(2) 歸航法

　　歸航法利用移動監(jiān)測車由遠(yuǎn)距離位置向發(fā)射源靠近監(jiān)測，主要是沿著示向線前進(jìn)。在運(yùn)動過程中，移動監(jiān)測車會遇到建筑物、高壓線等因素影響，示向度會產(chǎn)生偏差。但因?yàn)樵诤荛L的基線上又有合理的時間，只要沿著確定示向線方向運(yùn)動，這些偏差可以忽略。

　　歸航法在查處無線電干擾時，十分有效。當(dāng)接近發(fā)射源時，接收機(jī)的信號電平會越來越大，用測向示向度與信號場強(qiáng)相結(jié)合來判斷信號的真實(shí)方位。

使用無線電移動監(jiān)測車需要注意的問題

　　無線電移動監(jiān)測車在干擾查處中作用重大。而要使移動監(jiān)測車發(fā)揮最佳效用，需要做好全面而周詳?shù)臏?zhǔn)備工作。

　　5.1 監(jiān)測測向前的準(zhǔn)備工作

　　移動監(jiān)測車工作前要對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試檢驗(yàn)，保證系統(tǒng)正常工作。

　　（1）供電系統(tǒng)

　　檢查UPS電源是否有足夠的電量，以確保測向時整個系統(tǒng)正常工作，同時應(yīng)檢查逆變器等供電設(shè)備是否工作正常，以利用逆變器給系統(tǒng)設(shè)備供電。

　�。�2）測向系統(tǒng)

　　可以利用對講機(jī)或其他信號源，圍繞移動監(jiān)測車進(jìn)行簡單的測試檢驗(yàn)，測試時應(yīng)選擇不同的方向，以保證測向系統(tǒng)工作在正常的范圍。

　�。�3）電子羅盤

　　將移動監(jiān)測車進(jìn)行圓周運(yùn)動，觀察電子羅盤指示的數(shù)值是否正常�？梢灾苯油ㄟ^測向機(jī)觀察電子羅盤數(shù)據(jù)，也可以用軟件讀取電子羅盤數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，在電子地圖上顯示時，測得的示向度是以正北方向?yàn)榛鶞?zhǔn)的，需要考慮當(dāng)?shù)氐拇牌�角�?br />
　　（4）GPS全球定位系統(tǒng)

　　可以將移動監(jiān)測車在確定的路線上運(yùn)動，檢查GPS定位系統(tǒng)是否工作正常，同時在電子地圖上觀察移動監(jiān)測車的運(yùn)行軌跡是否同實(shí)際相符，否則需要對GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

　　5.2 監(jiān)測測向設(shè)備參數(shù)設(shè)置

　　以DDF190測向機(jī)為例，其需要設(shè)置的主要參數(shù)如下:

　　◆ 測向帶寬（Bandwidth）:通過BW+鍵和BW-鍵進(jìn)行調(diào)整設(shè)置，設(shè)置的帶寬應(yīng)盡可能同信號帶寬相一致。

　　◆ 積分時間（Averaging time）:通過AVG+ 鍵和AVG-鍵進(jìn)行調(diào)整設(shè)置，較大的積分時間設(shè)置，可以獲得穩(wěn)定的示向度和需要的信號強(qiáng)度，另一方面，增加積分時間，會使示向度數(shù)值顯示變慢，因此，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置合適的積分時間。一般積分時間設(shè)置為500 ms為宜。

　　◆ 測向模式（Mode）:測向模式分為三種模式。

　　正常模式（Normal）:示向線的顯示需要滿足以下條件，信號電平超過設(shè)置的門限電平;示向度質(zhì)量超過設(shè)置的最小質(zhì)量門限;積分時間≤信號持續(xù)時間。

　　連續(xù)模式（Continous）:連續(xù)測向，不考慮電平門限和質(zhì)量門限。

　　脈沖模式（Gate）:用于對脈沖信號進(jìn)行測向，積分時間與脈沖信號上升時間有關(guān)，需要考慮電平門限和質(zhì)量門限。

　　◆ 電平門限（Squelch）:在移動監(jiān)測車使用中，建議測向模式設(shè)置為正常模式（NORM），電平門限（squelch threshold）設(shè)置為最小，因?yàn)橛捎诙鄰絺鞑バ��?yīng)，電平會有一定的變化。

　　◆ 最小質(zhì)量門限（Minimum Quality）:當(dāng)移動監(jiān)測車在高山或建筑物周圍測向時，特別是在運(yùn)動過程中，示向度值和質(zhì)量值會受到很大影響。因此需要設(shè)置最小質(zhì)量門限。如果質(zhì)量低于設(shè)置的質(zhì)量門限，上一次獲得的示向度數(shù)值將被顯示，直到設(shè)置的駐留時間（DWELL TIME）過去，或質(zhì)量再一次超過質(zhì)量門限才會顯示。

　　5.3 監(jiān)測車參數(shù)設(shè)置

　　移動監(jiān)測車在城市里測向、搜索目標(biāo)電臺時的具體設(shè)備參數(shù)設(shè)置建議如下所示。

　　接收機(jī):

　　頻率（Frequency）----------設(shè)置到目標(biāo)電臺的頻率上;

　　帶寬（Bnadwidth）----------根據(jù)目標(biāo)電臺信號帶寬進(jìn)行設(shè)置;

　　自動頻率控制（AFC）-------設(shè)置為關(guān)（OFF）;

　　其他參數(shù)根據(jù)情況進(jìn)行設(shè)置。

　　測向機(jī)（EBD190）:

　　測向模式（Mode）-----------正常（NORM）;

　　電平門限（Squelch）-----------0（可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）;

　　最小質(zhì)量門限（Min Quality）-----------0（可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）;

　　積分時間（AVG）---------------500 ms;

　　測向帶寬（BW）----------------根據(jù)目標(biāo)電臺信號帶寬進(jìn)行設(shè)置;

　　駐留時間（Dwell Time）--------5s。

無線電移動監(jiān)測車使用總結(jié)

　　利用移動監(jiān)測車在城市中搜索目標(biāo)電臺，要避開建筑物、金屬柵欄及高山等。

　　示向度測定需要連續(xù)觀測，并注意長時間的變化。不穩(wěn)定的短時間變化可以忽略，尤其當(dāng)移動監(jiān)測車停在高大建筑物、山腳下、金屬柵欄附近時，這種變化必須忽略。在一定范圍內(nèi)的示向度數(shù)值變化（±30°），其示向度結(jié)果應(yīng)選擇平均示向度，并根據(jù)平均示向度繼續(xù)跟蹤目標(biāo)電臺。同時應(yīng)觀察信號電平的變化（在運(yùn)動過程中，信號電平值也應(yīng)取平均值）是否同運(yùn)動方向及示向度指示相一致。

　　當(dāng)示向度指示發(fā)生180°變化時，通常指示已經(jīng)過了目標(biāo)電臺，最好的辦法是選擇移動監(jiān)測車相對目標(biāo)電臺90°測試。

　　對于建筑物上或空曠場地上的目標(biāo)電臺，比較容易找到，而對于建筑物內(nèi)的目標(biāo)電臺搜索，可以借助手持設(shè)備，如利用配有HE200定向天線的EB200接收機(jī)搜索。

　　參考資料

　　[1] 《無線電通訊測向》

　　[2] 《無線電監(jiān)測與測向》

　　[3] 《Digital Direction Finder R&S DDF190》

　　[4] 《超短波無線電測向系統(tǒng)驗(yàn)收測試方法》

　　[5] 《頻譜監(jiān)測手冊》