司南技术π (第7期) | GNSS抗干扰全景实测 —— QC7820芯片对比解析

无人机网 2025-08-08 09:35
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核心导读


微弱信号的守护战

全球卫星导航系统(GNSS)早已融入无人机、电力巡检、车载导航等领域的基础设施。然而,卫星信号在两万公里外传输至地面时,功率常低至-160 dBm,仅相当于一片落叶轻轻触碰大地的能量。这样的信号一旦遇上窄带噪声、连续波甚至扫频干扰,便可能瞬间“失明”。在复杂电磁环境日益普遍的今天,芯片抗干扰性能已不再是锦上添花,而是保障定位可靠性的核心竞争力。

本期司南技术π聚焦司南导航最新一代QC7820芯片,通过多维度实测,将其与友商模组产品及K823模组进行横向对比,深入剖析其抗干扰表现背后的架构优势及行业意义。



Part 1 

技术背景

从北斗三号到抗干扰芯片演进

北斗三号系统在2020年全面建成,实现全球覆盖,这标志着中国导航技术进入新的高度。然而,地面应用环境却愈加复杂,城市的电磁污染、汽车发动机和通信设备辐射,甚至恶意干扰源,都可能让终端定位精度急剧下降。抗干扰技术由此从“可选项”变成了“必选项”。

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地面应用环境日益复杂,让终端定位精度面临严峻挑战

GNSS抗干扰主要分为窄带干扰抑制(CWI)与连续波干扰抑制(DCRF)两大技术路线。前者基于快速傅里叶变换(FFT)在频域检测并滤除干扰,适合窄带干扰,但功耗较高;后者则在时域进行连续波检测与抑制,响应快、功耗低,却无法覆盖所有干扰类型。近年来的趋势是两种技术融合使用:通过双通道架构,让芯片同时具备快速响应与广谱防御的能力。


Part 2

测试报告与功能分析


本次测试围绕三个核心场景展开:单音双通道抗干扰全开、抗干扰关闭基线,以及扫频干扰环境。测试方法严格控制变量,使用信号模拟器输出导航信号,与信号发生器叠加干扰,逐级提升干扰功率,实时记录载噪比(CN0)与失锁点。

测试对象包括三类:QC7820芯片(司南导航第四代核心芯片,支持双通道CWI+DCRF协同)、友商模组产品(主流GNSS模组,无双通道抗干扰设计)、K823模组(基于司南导航第三代核心芯片开发,具备部分抗干扰功能)。

3.1 单音双通道抗干扰全开:

稳定性与极限的双重考验

在抗干扰算法全开条件下,将干扰频点设置为1561.098 MHz(BDS B1)和1575.42 MHz(GPS L1/Galileo E1),逐步增强干扰功率,可清晰观察三款芯片的抗干扰曲线。QC7820在两个频点的表现都保持高度一致:干信比下降缓慢,直到干扰功率达到-35 dBm时,仍能稳定追踪信号。相比之下,K823在相同功率下已出现明显的载噪比衰减,而友商模组更早进入性能崩塌区。值得注意的是,QC7820的双通道架构在面对多频点同时干扰时尤为突出——两通道协同开启后,可以在不显著增加功耗的前提下维持定位精度。

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干扰频点1561.098MHz(BDS B1)-双抗
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干扰频点:1575.42MHz(GPS L1_GAL E1)-双抗


3.2 扫频干扰测试:

动态环境的真实挑战

扫频干扰模拟的是频率快速变化的电磁环境,如车载雷达、通信基站切换或恶意扫频攻击。本次测试选取两段扫频范围:1559~1563 MHz与1573~1577 MHz,覆盖BDS B1和GPS L1邻近频点。结果呈现出更为复杂的曲线特征:在1573~1577 MHz扫频段中,友商模组前期表现较强,但在干扰功率超过-25 dBm后迅速下滑,最终低于QC7820和K823;QC7820整体表现平稳,虽未在初期领先,但在高干扰区保持曲线平直,没有明显塌陷;K823则在后期表现略优于友商,但整体波动较大。在1559~1563 MHz扫频段中,友商模组在底点和高点均占优,但稳定性差,曲线在高干扰区出现明显波动。QC7820与K823表现接近,但QC7820的曲线更平滑,说明其在动态干扰下的自适应算法反应更为迅速。

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扫频干扰对比


3.3 支持抗干扰开关热切换

抗干扰通道与无抗干扰通道可以实现无缝衔接。通过干扰自适应探测模块,系统会实时判断每个信号频点是否受到干扰。对于检测到干扰的频点,自动开启相应的抗干扰模块;而未检测到干扰的频点则关闭该模块。在信号正常跟踪时,系统可实现抗干扰模块的热切换,整个过程对信号接收无影响,既确保了有干扰时自动防护、无干扰时节能,也保证了信号的持续稳定。

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3.4 干扰信号频谱显示


模块实时采集原始射频采样数据,经由快速傅里叶变换(FFT)和滤波处理后得到频谱数据,再将频谱数据以报文形式输出即可通过窗口实时显示干扰信号频谱,以便快速准确观测干扰信号的变化。

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通过窗口实时显示干扰信号频谱,上图所示在射频通道1上存在1182MHz的单音干扰


Part 3

技术意义与行业价值

从本次实测可以看出,QC7820在双通道抗干扰架构下,兼顾了高性能与低功耗。在单音双通道测试中展现出的延迟失锁能力,直接提升了无人机在电磁复杂区域的飞行安全性;在扫频干扰测试中的平稳曲线,则为电力巡检和车载导航提供了可靠保障。更重要的是,关闭抗干扰算法后仍具备较好抗性,意味着QC7820可以在低功耗模式下运行,对穿戴设备和小型传感器尤为关键。

与友商模组相比,QC7820的优势在于双通道协同带来的抗多频干扰能力;与K823相比,其在稳定性与后期恢复能力上更具优势。展望未来,GNSS抗干扰技术的焦点将进一步扩展至欺骗干扰检测与AI自适应识别。QC7820的双通道架构为此提供了良好的扩展空间:一条通道可专注于常规抗干扰,另一条通道可部署实时AI模型,实现快速识别与策略切换。


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* 图片仅作参考,具体场景及案例详询销售人员


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