从伊拉克战争看GPS系统的干扰与抗干扰问题

据外电报道,伊拉克战争之初,精确制导打击曾一度频频失误,美军对此产生了极大疑惑。后来美国情报部门发现伊拉克军队使用了GPS干扰系统。这个发现让美国怒不可遏,立即采取行动摧毁了伊拉克的GPS干扰系统。同时,强烈谴责俄罗斯为伊拉克提供了GPS干扰系统,一时间美俄关系骤然紧张。美军为何对GPS干扰系统如此看重?下面我们就来了解一下GPS系统的组成功能、作战运用以及干扰与抗干扰问题。     

GPS干扰与抗干扰技术发展现状分析

首先从GPS信号特点入手分析了GPS信号的易干扰性,介绍了GPS干扰技术的基本原理及美国和俄罗斯目前常用的GPS干扰技术;然后详细介绍了目前常用的GPS抗干扰技术和提高GPS抗干扰技术的综合措施。     

GPS对抗技术的现状与发展

主要论述全球定位系统(GPS)空间卫星的现状和新码的发展,GPS空间卫星和接收机的抗干扰技术和措施以及对GPS接收机的干扰对抗。     

GPS接收机抗干扰技术研究

GPS能在全球范围内提供精确的位置、速度和时间信息,在军事和民用领域发挥着极其重要的作用。本文在分析GPS接收机干扰技术的基础上,对各种GPS接收机的抗干扰技术进行了介绍和比较,并对未来GPS接收机抗干扰技术的发展趋势进行了简述。     

对GPS接收机的欺骗式干扰试验研究

GPS欺骗式干扰具有发射功率小,抗干扰难度大的特点,分为转发式干扰与产生式干扰。利用卫星信号模拟器产生包含错误导航信息的GPS民用C/A码欺骗信号,通过直接侵入和压制式干扰辅助两种方式进入接收机的捕获跟踪环路,对已定位的某款GPS接收机实施欺骗干扰。试验结果表明,直接侵入方式下,通过合理控制欺骗信号功率,接收机定位被扰乱,但定位结果并未被成功欺骗至预设位置;压制式干扰辅助方式下,接收机成功误定位于预设位置,验证了对GPS接收机进行欺骗式干扰的可行性。     

GPS伪码瞄准式干扰及硬件实现北大核心

GPS(全球定位导航系统)天线滤波和极化抗干扰技术,使得宽带阻塞式干扰的效能急剧下降。为了解决这个问题,提出了一种采用伪码瞄准式干扰方案。方案能够对GPS信号进行干扰,并且干扰性能得到提升。分析了伪码瞄准式干扰原理和评估标准,对GPS伪码瞄准式干扰机进行了设计,分别包括伪码干扰源模块设计和载波模块设计,并给出了个电路的原理和硬件实现。对GPS接收机的载噪比进行了测试,实验结果表明伪码瞄准式干扰,载噪比降低,具有干扰功率集中的优点。相比宽带阻塞式干扰,性能得到提升。     

基于HLA/RTI的GPS系统仿真技术的研究

全球定位系统(GPS)是一种实现全球、全天侯、实时、连续导航定位的高精度天基导航系统,其优越性使其应用越来越广泛.建立合理的GPS仿真系统可以辅助进行GPS系统的特性分析、GPS信号接收技术、GPS干扰技术以及抗干扰技术等研究.GPS系统仿真对仿真数据的时间同步要求很高,为此提出了一种GPS系统的仿真模型.采用一种"时间控制"并且"时间受限"的时间管理策略,完成仿真数据的有序分发和时间同步,从而有效地实现GPS系统的仿真.     

基于接收机跟踪性能的GPS压制干扰效果分析

随着抗干扰技术的发展,为了更准确地分析P(Y)码与C/A码GPS接收机的压制干扰效果,在分析现有GPS接收机压制干扰效果研究方法和评价指标的基础上,提出了一种基于接收机跟踪性能的可用于同时分析P(Y)码与C/A码GPS接收机压制干扰效果的方法.与传统的压制干扰效果研究方法相比,该方法更接近于实际试验结果.     

GPS伪码瞄准式干扰及硬件实现

GPS(全球定位导航系统)天线滤波和极化抗干扰技术,使得宽带阻塞式干扰的效能急剧下降。为了解决这个问题,提出了一种采用伪码瞄准式干扰方案。方案能够对GPS信号进行干扰,并且干扰性能得到提升。分析了伪码瞄准式干扰原理和评估标准,对GPS伪码瞄准式干扰机进行了设计,分别包括伪码干扰源模块设计和载波模块设计,并给出了个电路的原理和硬件实现。对GPS接收机的载噪比进行了测试,实验结果表明伪码瞄准式干扰,载噪比降低,具有干扰功率集中的优点。相比宽带阻塞式干扰,性能得到提升。     

网络化GPS干扰系统及其在防空反导中的应用

GPS(Global Position System)是空袭武器系统精确打击技术的基础保障,在现代战争中发挥着重要作用,发展GPS干扰技术对于提升防空能力具有重要意义。鉴于传统的GPS干扰技术干扰能力有限,研究了网络化GPS干扰系统及其优势,并以采用GPS+INS(Inertial Navigation System)组合导航为制导方式的巡航导弹为例,模拟了网络化GPS干扰系统对巡航导弹的干扰过程。仿真表明了该系统的优势,为信息化条件下的防空反导作战提供思路。     

高动态GPS抗干扰算法仿真研究

对于高动态条件下GPS(global positioning system)接收机的抗干扰问题,研究等距线阵接收信号模型和基于协方差矩阵扩张的基本原理,并仿真分析了2种基于协方差矩阵扩张的经典抗干扰算法:Mailloux算法和Zatman算法在高动态环境下的作用效果.经过Matlab仿真,结果表明,相比与常规方法,Ma...     

新一代GPS卫星信号的研究

随着GPS现代化建设进程的不断推进,改善导航与定位精度、扩大服务覆盖面和改善服务持续性,提高系统安全性和抗干扰性、注重兼容与扩充等技术相继得到了应用与实施.为此,在分析新一代GPS卫星信号改进与变化的基础上,从包含新的信号调制体制、新的军用伪码信号及其增强型应用,考虑兼容和新需求的民用伪码及新频段增设等方面进行了较为系统的归纳与深入地研究,进一步通过仿真分析验证了新一代GPS卫星信号的先进性和拓展性,从而为发展我国天基导航系统提供依据.     

GPS单孔径双极化天线抗干扰算法与性能分析

设计了一种利用单孔径双极化天线进行GPS自适应抗干扰的方法,并对算法的性能进行了详细的分析.新方法在不降低卫星信号质量的前提下,仅占用单个天线位置,就可以对付窄带或宽带干扰,为增强安装受限装备的导航抗干扰能力提供了一种新的解决方案.仿真结果表明,新方法可行、有效.     

NCO相位截断对频域抗干扰性能影响分析

频域抗干扰易于工程实现、窄带干扰抑制性能好,是目前全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)抗干扰接收机中广泛采用的抗干扰算法。频域抗干扰接收机普遍采用数控振荡器(numerically controlled oscillator, NCO)生成本振信号。由于硬件约束,通常需要对NCO进行相位截断。而NCO相位截断是否合理对抗干扰性能影响较大。针对该问题,从NCO相位截断导致的本振杂散着手,从理论上分析其对混频和频域抗干扰环节的影响。在此基础上,给出一种NCO查找表地址位宽的理论计算模型,使得接收机的载噪比损耗接近无NCO相位截断的频域抗干扰接收机。仿真表明,抑制带宽大于100kHz、干信比小于80dBc的窄带干扰时,计算的NCO查找表地址位宽不超过10bit。无NCO相位截断的频域抗干扰接收机相比,采用NCO混频的抗干扰接收机的载噪比损耗最多增加0.6dB。     

级联结构的阵列天线导航接收机抗干扰及多径抑制方法

阵列信号处理技术因其能够提供空域分辨能力已被广泛应用于卫星导航接收机领域以实现抗干扰和多径抑制。根据干扰和多径信号对导航接收机基带处理影响的不同提出了一种以数字相关器为界线划分的抗干扰与多径抑制两级处理结构:第一级处理在解扩前估计阵列接收数据的空时协方差矩阵,根据干扰信号功率远大于导航信号及噪声的特点利用子空间投影技术实现抗干扰;第二级处理在解扩后进行空间平滑解相干处理,利用基于Householder变换的广义旁瓣相消技术进行波束形成以实现多径抑制。理论分析和仿真结果表明,该级联处理技术能够有效地压制强干扰,并显著减小多径信号对导航接收机伪码测量的影响。     

GNSS多波束抗干扰接收机的反欺骗性能分析

为分析存在欺骗干扰的场景下GNSS多波束抗干扰接收机的反欺骗性能,提出欺骗抑制比这一性能指标。推导了在快拍数有限的情况下,多波束抗干扰接收机采用最小方差无失真响应(minimum variance distortionless response,MVDR)算法处理后输出真实信号和欺骗信号功率的理论公式。详细分析了欺骗信号到达天线阵口面的功率对真实信号和欺骗信号输出功率的影响。分析得出:即使欺骗信号功率在噪声水平之下,使用MVDR算法的多波束抗干扰接收机依然能对欺骗干扰进行抑制,且在欺骗信噪比高时,抑制效果更加显著。通过仿真和硬件平台实测验证了结论的正确性。     

Mathematical analyses of the GPS receiver interference tolerance and mean time to loss lock

In this paper, novel mathematical expressions are derived for the Global Positioning System (GPS) receiver interference tolerance in the presence of different types of interference signals such as: continuous wave interference, narrowband interference, partial band interference, broadband interference, match spectrum interference and pulse interference. Also, in this paper the mean time to loss lock is determined in order to analyse the mentioned interferences effect on the GPS receiver. These derived analytical expressions are validated with the aid of extensive simulation experiments.     

JTIDS数据链在部分频带干扰下的性能分析

联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,简称JTIDS)采用组合调制体制和多层编码体系保证报文传输的可靠性。分析了JTIDS数据链在莱斯衰落信道环境下的抗干扰性能,并通过仿真分析了该系统在部分频带干扰下的符号误码率和报文丢失率。仿真结果显示,由于JTIDS系统将RS编码、交织等多种编码技术和DS/FFH MSK调制技术相结合,使其在复杂信道环境下保持较低的符号误码率及报文丢失率,满足数据链报文传输可靠性的要求。     

卫星/MIMU嵌入式导航接收机抗干扰性能分析

为了提高武器在恶劣敌对环境中的生存能力,高抗干扰的嵌入式导航技术越来越受到研究者的关注。在分析卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统原理的基础上,详细分析了采用MIMU信息辅助卫星接收机跟踪环路,提高多普勒频率估算精度,达到提高系统动态性能和抗干扰性能的要求。然后进一步分析了卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统抗干扰能力,并以GPS接收机为例,对GPS/MIMU嵌入式导航接收机抗干扰性能进行了仿真。仿真结果表明,卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机比一般的卫星接收机跟踪抗干扰性能至少有11dB的提高。