不同系统不同频点的 GNSS 信号抗干扰能力速查表

今天有位朋友询问，在没有加装抗干扰天线的情况下，北斗接收机的 B1I 信号本身能够抵抗多大功率的干扰？

本文给出了不同系统、不同频点 GNSS 信号仅依靠扩频增益的理论抗干扰能力速查表。需要重点说明的是，计算过程未考虑接收机前端滤波、抗干扰算法、天线方向性等实际因素，仅作为理论极限参考。

前段时间，公众号文章GNSS接收机本身能够抗多少功率的干扰？介绍了 GNSS 接收机依靠扩频增益，在保证满足信号跟踪门限的条件下能够抵抗多大功率的干扰，并给出了相关计算公式。

无干扰条件下 GNSS 的接收载噪比

假设卫星信号功率为  ，射频前端低噪声放大器（LNA）的噪声系数  。根据抗干扰天线相关技术参数，噪声功率谱密度   的计算如下：

 表示噪声功率谱密度。在室温（290K）条件下，其理论极限为 -174 dBm/Hz。

GNSS 接收机自身的噪声（假设前端低噪放的噪声系数  ）在无干扰情况下，总噪声谱密度为：

在无干扰情况下，GNSS 接收机的载噪比（单位为 dB-Hz）为：

假设 GNSS 卫星信号功率  ，则在无干扰情况下，GNSS 接收机的载噪比为：

GNSS 接收机的跟踪门限 

其中   是设定的最大允许相位误差，取值为  。

举例说明（参数设定）：

• • 环路类型：三阶 PLL
• • 噪声带宽  ：10 Hz
• • 预检测积分时间  ：与信号类型相关。
• • 对于 GPS L1 C/A 码，符号速率为 50 bps，积分时间  （0.02 s）。
• • 对于北斗三号等现代化信号的导频通道（Pilot），无数据比特翻转，积分时间   同样可取 20 ms 或更长。
• • 目标相位误差：
• • 计算得到  ：即 GNSS 接收机的理论跟踪门限。
• • 考虑到晶振噪声、振动引起的噪声以及设计余量，最终跟踪门限在计算值基础上增加 3 dB。

基于   和  ，计算并增加余量后的最终跟踪门限为：

GNSS 接收机干信比容限

在公众号文章GNSS接收机本身能够抗多少功率的干扰？中介绍：在干扰存在的环境下，对于宽带噪声干扰，接收机的干扰容限为：

其中：

• •   是接收机的跟踪门限（线性值）；
• •  ：伪随机码速率（单位为 bps），例如 GPS L1 C/A 为  ；
• •   是无干扰情况下的载噪比（线性值）。
• 
  
  

不同系统不同频点 GNSS 接收机抗干扰能力计算

不同卫星系统、不同频点信号的符号速率和扩频码速率   各不相同。需要特别注意的是，北斗三号（B1C、B2a）及 GPS L1C/L5 等现代化信号包含导频通道（Pilot），该通道无数据调制，抗干扰能力优于数据通道。

1. 计算示例：GPS L1 C/A 码

已知：

• • 信号功率 
• • 噪声谱密度 
• • 无干扰载噪比 

跟踪门限：

• •  ，三阶 PLL，积分时间 
• • 计算加余量后 

干信比容限：

• • 码速率 
• • 线性值转换： ，

转换为 dB 值：

最大可抑制干扰功率：

2. 抗干扰能力速查表（修订版）

以下表格基于统一标准计算： ， ，无干扰信号功率  。

注：

1. 1. 符号率与积分时间：符号率越高（如 B2a 数据支路），积分时间   越短，导致跟踪门限略微升高，抗干扰能力下降。
2. 2. 导频优势：北斗三号 B1C、B2a 以及 GPS L1C、L5 等信号均含有导频分量。实际接收机跟踪环路通常锁定在导频分量上，不受数据比特翻转影响，因此其实际抗干扰能力应参考表中**导频(P)**行的数据。
3. 3. B3I与B2a对比：可以看出，依靠导频通道，B2a 的抗干扰能力与 B3I 相当（两者码速率相同），均具备极强的抗宽带干扰能力。

计算说明与工程建议

1. 1. 计算条件：

• • 本表适用于宽带噪声干扰（干扰带宽   信号带宽）。
• • 接收机工作在线性区，未考虑饱和、互调等非线性效应。
• • 无干扰信号功率统一假设为 -130 dBm。实际场景中，接收功率可能因卫星仰角、天线增益等因素变化，实际环境中该值可能波动 ±10 dB。在无干扰的情况下，GNSS 接收机输出的信息中包含载噪比信息，例如在北斗三号和北斗二号的兼容性一文中展示的 GNSS 接收机输出的载噪比柱状图。
• 
2. 2. 工程建议：
• • 设计余量：表中结果为理论极限值。实际系统设计时，建议保留 3–6 dB 的余量。
• • 导频利用：在使用北斗三号（B1C/B2a）信号时，接收机算法应充分利用导频通道（Pilot）进行跟踪，以获得如表中所示的更高抗干扰性能（-87.4 dBm 级别）。
• • 系统增强：如需更高抗干扰能力，必须结合阵列天线（抗干扰天线）、惯性导航辅助（INS）等手段。
• • 不同接收机实现（如环路设计、相关器间距、更新率）会影响实际抗干扰性能。

总结

本文系统分析了不同GNSS信号在仅依靠扩频增益情况下的理论抗干扰能力，提供了详尽的速查表和计算示例。关键点包括：不同信号因码速率和积分时间差异具有不同的干扰容限，导频通道因无数据调制显著提升抗干扰性能，实际应用中需结合设计余量和系统增强策略。

码字不易，大家觉得文章不错，就安排一下一键三连吧：点赞、分享、推荐。

大家有业务咨询，技术交流的，可以添加个人微信15701068503。

“通信与导航”公众号主页有技术文章的分类合集，感兴趣的朋友可以查询。