卫星授时安全隔离装置防护方案

电力系统是国家关键基础设施， 电力安全关系国计民生， 是国家安全的重要保障， 与政治安全、经济安全、 网络安全、社会安全等诸多领域密切关联。电网运行情况瞬息万变，为了在其发生事故时能够及时得到处理，需要统一的时间基准，以保证调度自动化系统、故障录波、SOE等—系列变电站自动化装置运行的准确性。统一的全网时间标准决定了这些装置的正常运行及其发挥的作用，因此，电网内的变电站和调度中心需要建立专用的时间同步系统，不断提高时间同步系统的对时精度，以保证电力系统运行的安全性、稳定性和可靠性。

中华人民共和国公安部发布并于2021年8月1日开始实施的GA1800-2021 《电力系统治安反恐防范要求》明确规定：电网企业、发电企业的卫星导航时间同步系统应采取防干扰安全防护和隔离措施，具备常规电磁干扰信号入侵监测和实时告警能力、卫星信号拒止条件下高精度时间同步保持和干扰信号安全隔离能力，使用GPS为主授时的系统还应具备使用北斗卫星原位加固授权时防护与GPS 信号安全隔离能力。电力系统行业标准DL/T1100.5-2019《电力系统的时间同步系统 第5部分：防欺骗和抗干扰技术要求》也对时间同步系统的卫星信号抗干扰防欺骗提出明确要求。 

卫星导航系统卫星高度超过2万公里，信号功率极低， 易受干扰、 攻击和欺骗，复杂电磁环境（如太阳风暴）、 恶劣天气（如雷暴 、台风）、 恶意攻击（恶意干扰、欺骗）、 无意干扰信号（其它设备无意发射的电磁波）等均会干扰卫星信号的正常接收，影响设备正常工作。 

ZRGNR2000卫星信号安全隔离装置是山东正瑞针对上述卫星信号安全防护要求开发的安全防护产品，可以高效提升电力系统时间同步装置抗干扰、防欺骗能力。
 

ZRGNR2000卫星安全隔离装置采用先进的防欺骗抗干扰技术，能够有效检测识别欺骗干扰信号，并快速对异常信号进行关断、切换，消除欺骗干扰影响。ZRGNR2000内置信号生成模块，具备卫星导航信号模拟功能，能够自主产生安全可信的导航信号，为后端授时设备提供可信不间断授时。ZRGNR2000可通过原位加固的方式，帮助用戶实现授时安全防御，广泛应用于各精密授时行业的安全加固。

主要功能：

（1）卫星接收功能：BDS B1I、GPS L1CA；

（2）干扰检测及告警：检测到底噪提高后及时告警；

（3）欺骗检测及告警：判断、识别欺骗信号并告警；

（4）馈线检测及告警：实时检测馈线是否存在开路、短路及损耗过大等异常情况并发出告警；

（5）馈线短路保护功能：馈线长期处于短路状态时，不损坏设备内部器件；

（6）退出无碍：失电或故障时，卫星信号正常通过，不影响后级设备运行；

（7）无缝转换：生成信号可实现输入GPS信号、输出BDS信号或输入BDS信号、输出GPS信号的无缝转换，原授时系统无感知；

（8）同步保持：生成信号可对天与真实导航信号保持同步，为后端设备提供高精度授时信号；

（9）拒止维持：卫星导航信号拒止时，自主为现有BDS/GPS授时系统提供不中断的授时服务；

（10）频点隔离：及时将欺骗、干扰信号（GPS欺骗、GPS压制干扰、BDS欺骗、BDS压制干扰等）隔离，保证生成信号不受影响；

（11）双重工作模式：同时支持关断式与生成式两种工作模式，满足不同场景要求，可通过web界面灵活配置；

（12）远程监控：远程 Web 界面监控设备工作状态，设置工作参数；

（13）告警指示：指示灯包括电源状态指示、授时状态指示、PPS状态指示、北斗天线故障指示、北斗信号通断指示、北斗信号生成状态指示、北斗信号干扰指示、北斗信号欺骗指示、GPS天线故障指示、GPS信号通断指示、GPS信号生成状态指示、GPS信号干扰指示、GPS信号欺骗指示；

（14）告警接点控制：通过OC门输出装置失电告警、装置输入信号/模块异常告警、输出BDS信号状态、输出GPS信号状态；

性能指标

表1 安全隔离装置性能指标

 

 

项目	指标
工作频段	GPS L1、BDS B1
输出频段	GPS L1、BDS B1
时频信号输出	支持1PPS、10MHz输入/输出选配
信号功率	-130dBm至-90dBm
干扰检测及告警	底噪声升高10dB时，2秒钟内发出干扰告警
欺骗检测及告警	能够判断、识别欺骗信号； 接收到欺骗信号后，输出欺骗告警信息的时间小于 15s； 欺骗消失后，输出欺骗消失指示信息的时间小于30s
防欺骗性能	防转发式、生成式、入侵式欺骗
生成信号授时精度	同步保持模式	100ns
拒止维持模式	6小时优于500ns
射频关断隔离度	≥70dB
电源	双电源热备，220V/110V交直流自适应，支持48V选配
工作温度	-20°C～+60°C

 

 

适用范围：

（1）适用于电力系统调度机构、发电厂、变电站、集控站等所用时间同步装置的卫星信号抗干扰防欺骗功能原位加固。

（2）适用于金融、证券、通信、交通、智能制造、教育、医疗等行业时间服务器的卫星信号抗干扰防欺骗功能原位加固。

实施方案：

卫星授时信号安全隔离装置接入BDS信号、GPS信号后，经过卫星信号安全隔离装置处理后，输出安全稳定的卫星信号到卫星时间同步装置上，从而确保整个授时系统的卫星信号安全性。

通过web界面控制输出信号为通断模式时，BDS输出的信号是经过通、断控制的BDS输入的卫星导航信号，GPS输出的信号是经过通、断控制的GPS输入的卫星导航信号。

通过web界面控制输出信号为生成模式时，BDS输出的信号是生成的BDS导航信号，GPS输出的信号是生成的GPS导航信号。

BDS天线和GPS天线线缆尽量使用相同型号、相同长度，避免二者功率相差太大影响防欺骗抗干扰性能。

如果BDS/GPS输入信号需要使用功分器分为多路，使用多台安全隔离装置/接收机时，功分器必须使用无源功分器。如果使用有源功分器，需要确认功分的信号功率、信噪比是否相同，否则会影响安全隔离装置的性能。

审核编辑 黄宇