GNSS欺骗干扰技术研究

欺骗干扰是目前卫星导航设备面临的重要威胁,在欺骗干扰条件下,目标接收机接收到的欺骗信号功率大于真实信号,产生错误的定位或授时结果。根据干扰产生方式的不同将欺骗干扰源分为基于信号模拟器的自主产生式、基于接收机的接收产生式、基于转发器的转发式3类,其中基于接收机的产生式是目前真正实现欺骗攻击的干扰源。由于欺骗干扰实现形式的复杂多样性,对欺骗干扰的实施阶段、信号特性的影响和定位授时结果的影响进行了分析。     

对GPS制导巡航导弹干扰效能评估方法

首先分析了GPS制导巡航导弹的制导方法,针对其制导体制中的弱点,探讨了GPS干扰对巡航导弹制导的影响。然后根据压制干扰下接收机干扰门限以及干扰链路和电波空间传播的特性,给出了宽带压制式干扰下有效干扰距离的计算方法;根据转发式欺骗干扰捕获概率与转发干扰—信号功率比的关系,给出了转发式欺骗干扰下有效干扰距离的计算方法。最后通过仿真,验证了方法的有效性,能够为评估、预测GPS的干扰效果提供依据。     

针对GNSS授时接收机的转发式欺骗干扰技术研究

授时接收机通过接收并处理卫星导航信号以获取高精度时间,为通信、电力及金融等系统提供精准的标准时间信号。提出了一种针对授时接收机的转发式欺骗干扰技术,通过对目标接收机的精密定位以及转发信号的精确时延控制,实现了对授时接收机的定时偏差控制,从而使其上层系统无法正常工作。通过建立仿真模型,验证了该欺骗干扰技术的有效性。     

北斗导航信号欺骗干扰建模与测试

针对北斗信号欺骗干扰模型及终端影响研究不足的现状,首先讨论了北斗导航信号欺骗干扰模型,重点研究了同步码相位和异步码相位两种新型诱导式欺骗模型,分析得出后者技术可行性更高;然后,在Matlab环境下仿真了北斗欺骗干扰信号,通过信号捕获相关峰验证了功率相同情况下欺骗干扰的干扰效果;最后,用搭建的实验平台测试了欺骗干扰对北斗接收机的影响。结果表明:在接收机稳定跟踪真实信号的前提下,对某型北斗接收机成功实施欺骗干扰的临界干扰功率条件为25 dB左右,该结论为北斗接收机欺骗干扰检测和防御提供了一定的技术支撑。     

导航对抗背景GPS信号宽带压制干扰分析

结合现代真正导航对抗日趋激烈的背景,在对GPS的干扰策略分析的基础上指出宽带压制干扰是目前较为有效的干扰模式;在直接扩频序列信号理论框架下建立了对GPS干扰信号分析的理论模型,在此基础上对GPS信号的宽带压制干扰技术的干扰功率、最大干扰距离以及不同干扰模式下的误码率等参数进行了分析、计算和仿真,从扩频通信信号处理角度描述并证明了GPS信号宽带压制干扰的干扰效能。仿真结果表明:直接采用GPS伪码调制的宽带干扰信号是一种效率较高的干扰方式。     

GPS欺骗干扰原理研究与建模仿真

针对GPS欺骗干扰,分析了自主式与转发式干扰相关技术特点,重点研究了GPS转发式欺骗干扰的原理及实现方法,建立了GPS欺骗干扰对抗系统的主要数学模型,利用SYSTEMVIEW平台设计开发了GPS欺骗干扰仿真系统,通过仿真,验证了转发式欺骗干扰原理,给出了在一定干扰功率条件下转发误码率与干性比的关系,得到了各个转发信号的延迟量.所阐述的原理及仿真技术对于GPS欺骗干扰的分析与实现具有重要的参考作用.     

双基地雷达的灵巧干扰效果分析

双基地雷达对传统的压制式干扰和欺骗式干扰有显著的抗干扰性,提出把截获的雷达信号通过卷积调制形成干扰信号,并对双基地雷达接收站发送的灵巧干扰方法。在分析灵巧干扰与传统压制式干扰和欺骗式干扰区别的基础上,建立灵巧干扰数学模型,详细分析了灵巧干扰对双基地雷达的干扰效果。仿真结果表明,灵巧干扰可以对双基地雷达产生兼有压制性和欺骗性干扰效果。     

基于双站定位的SAR场景欺骗干扰技术研究

针对星载SAR系统中虚假场景干扰的信号形式和产生方法这一问题,提出了基于双站定位的欺骗干扰方法,该方法首先对雷达进行无源定位,并对其轨迹进行平滑,然后再产生干扰信号,满足了欺骗干扰对被干扰源准确位置信息的要求,消除了定位时随机误差对成像的影响。研究了雷达定位误差的变化范围及其对欺骗干扰效果的影响,解决了虚假场景干扰技术实施中会遇到的重要问题。仿真结果表明,该方法可以实现实时有效的欺骗干扰。     

无人机位置欺骗诱导策略

针对"黑飞"无人机的有效管控及处置问题,提出基于卫星导航定位位置欺骗的无人机诱导策略。结合目标无人机的精确位置信息,利用生成式导航欺骗干扰技术向目标发射虚假的卫星导航定位信号,使目标无人机飞行控制系统得到错误的位置信息,改变飞行姿态,进而偏离预设运动轨迹。通过无人机诱导试验验证了所提策略的正确性和有效性。     

GNSS双接收机抗欺骗技术

欺骗干扰能使目标接收机得出错误的位置、时间结果,是GNSS应用安全性的一个严重威胁。提出一种利用两个接收机伪距测量值单差的抗欺骗方法,利用方差分析技术推导基于伪距单差的欺骗信号最优检测量,并分析检测量的统计特性。经分析,接收机噪声、接收机基线长度和卫星个数等参数对检测性能的影响较大;在接收机噪声和卫星个数未知的情况下,可以通过增大接收机基线长度来提高检测性能。仿真结果表明,当接收机间的基线长度为10 m时,0.01虚警概率下,欺骗信号的检测概率可达98%。     

复杂干扰环境下的卫星授时接收机加固技术

对目前导航卫星授时接收机面临的干扰模型和应对措施进行了归纳总结。结合授时接收机工作原理和特点,给出了授时接收机加固的通用框架。在此基础上,对授时接收机加固技术的发展趋势进行了分析,提出了基于钟差辅助和网络辅助的两种干扰检测方法。前者充分利用了多系统多卫星钟差数据的冗余性和本地时钟的特性,后者则利用了授时接收机网络具备数据通信和广域覆盖的特点。通过干扰检测结果给出完好性评估并引导授时接收机的工作模式,可以提升复杂干扰环境下卫星授时的可靠性和完好性。     

GPS接收机模糊搜索粗时定位方法

由于难以获得免时定位算法所需的接收机概略位置,提出模糊搜索的粗时定位方法。为减小搜索空间,在位同步后优选几何精度因子值较好的4颗卫星通过遍历伪距模糊的方式进行位置估计,并基于伪距残余均方根最小准则选出最合理的位置估算结果。根据概略位置恢复所有卫星的完整伪距。利用5状态的免时定位算法估计接收机位置。使用11个国际卫星导航服务观测站的观测数据对算法进行验证,结果表明,在概略位置未知情况下该方法能够实现粗时定位,且定位精度与直接使用完整伪距的精时最小二乘定位精度相当。     

惯导辅助的三元天线阵欺骗干扰检测算法

对欺骗信号的到达角检测是目前最有效的欺骗检测方法之一,常用的到达角检测又分为载波相位单差和载波相位双差检测。载波相位单差检测技术不能应用于运动载体,载波相位双差技术对多阵元发射的欺骗信号或单路欺骗信号失效。针对该问题,提出一种惯导辅助的三元天线阵欺骗干扰检测技术,该算法主要应用于车辆运动载体,运动载体只需在某一时间段内运动一段距离即可利用该算法进行欺骗干扰检测。该算法对多阵元发射的欺骗信号或单路欺骗信号都同样有效。通过理论分析和仿真实验验证了所提方法的有效性,并得出天线阵基线长度越长,运动位移越大、欺骗源距离接收天线越近,信号入射方向与天线位移方向夹角越接近90°,该方法检测性能越优的结论。     

基于天线阵方位变化的相位双差GNSS欺骗干扰检测算法研究*

GNSS欺骗干扰通常由单个天线发射,各个欺骗干扰信号到达接收机的角度相同,采用阵列天线接收时欺骗信号达到不同阵元的相位差包含了其角度信息,故可利用信号载波相位差进行欺骗干扰检测。相位双差检测算法通过比较不同卫星信号到达天线阵两阵元的相位差实现欺骗干扰的判别,但对于二元天线阵,其载波相位双差存在角度模糊,导致虚警概率较高,限制了算法的应用。针对这一问题,本文提出了基于天线阵方位变化的欺骗干扰检测算法,通过二元天线阵在不同方位估计信号的载波相位双差,进行多次判决,有效消除了角度模糊,降低检测的虚警概率,实现二元天线的载波相位双差检测。建立了仿真模型,并通过仿真计算分析验证了该方法的有效性。     

针对双基地雷达的箔条无源干扰

针对R站位置未知带来的各种有源干扰对抗双基地雷达效果不理想问题,提出了基于T站布设的箔条无源干扰方法,论证了该方法的可行性。以R站目标发现概率为效能指标,以飞机编队突防作战为想定背景,对箔条无源干扰双基地雷达效果进行了仿真分析。仿真结果进一步揭示了该方法对抗双基地雷达的有效性。     

基于优选RFID观测值的GPS/RFID组合定位方法

在典型的城市环境中,单一GPS定位模式已很难满足连续定位的要求,采用GPS和其他非LOS(Line of Sight,视线矢量)定位方法(如RFID定位方法)进行组合可实现弱信号或无导航信号环境下的定位.针对GPS/RFID组合定位系统中全选RFID观测值所带来的较高的计算复杂度的问题,提出了一种在加权观测值条件下使组合定位误差最小的RFID观测值优选方法.实测实验结果表明,采用这种优选RFID观测值的GPS/RFID组合定位系统可改善在GPS信号受遮挡条件下的GDOP值,有效提高单一卫星导航定位系统的定位可用性和定位精度,并大大降低了系统的计算复杂度.     

对数据后处理雷达的多参数协同相关干扰

基于DRFM转发或者重复转发的干扰信号,虽然在功率上能达到干扰要求,但是产生的虚假目标与真实目标缺乏相关性,数据后处理雷达能根据该特性实现对欺骗干扰信号的检测和抑制。针对数据后处理雷达在抑制非相关干扰信号的优越表现,根据不同特征域干扰信号的相关性要求,提出了在幅度域上具有起伏特性,时频域协同一致,方位上具有相关性的干扰信号模型,以保证对数据后处理雷达干扰的有效性。最后在与非相关干扰信号比较中,验证了该干扰方式的有效性。     

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...