GPS接收机抗欺骗式干扰实验研究

发布时间：2020-09-22 09:43

　　随着全球导航卫星系统的不断发展,卫星导航技术在人们生活中的应用越来越广泛,其中,中国的北斗系统和美国的全球定位系统发展尤为迅速。但是卫星信号在到达地面时已经受到相当大的信号衰减,且民用导航信号结构公开,使得民用接收机非常容易遭受自然干扰和人为干扰。无法避免的是自然干扰,而人为干扰产生的干扰效果更强。人为干扰包括压制式和欺骗式干扰。针对危害性更大的欺骗式干扰,本文以GPS民用接收机为研究对象,针对如何提高GPS民用接收机的抗干扰性能的问题,对适用于民用接收机的欺骗干扰信号检测方法展开研究。本文主要研究了多种欺骗干扰信号检测方法,并通过实验验证其检测效果,主要工作总结如下:1、对欺骗式干扰进行了分类总结,在此基础上研究了欺骗式干扰对接收机的影响,同时对现有的抗欺骗式干扰技术进行了全面地总结。2、分析了适用于民用接收机的欺骗干扰信号检测方法,并对它们分别展开了相应的研究。重点研究了信号质量监测(SQM)方法,提出利用加检测窗和判别比例来减少可能由噪声带来的误判,并通过仿真实验验证了其检测结果,且研究了扩展SQM方法。3、研究了欺骗干扰策略和抗欺骗干扰策略。给出了欺骗信号诱骗目标接收机的不同方式及其图示过程;提出了联合欺骗干扰信号检测策略,能够对欺骗干扰信号进行分类判别。4、分析了欺骗信号对相关器输出值的影响,并以此为基础,针对多普勒锁定的欺骗信号,利用多普勒一致性监测的检测方法,并进行了理论推导和仿真实验验证。在典型接收机跟踪环路中加入了多普勒一致性监测模块,使得接收机更具有鲁棒性。5、详细分析了进行欺骗干扰检测实验的一些考虑因素后,搭建了实验硬件平台。针对转发式和中级生成式欺骗干扰,设计了实际的欺骗干扰场景,开展了不同的欺骗干扰信号检测实验,利用实验采集得到的数字中频信号验证了几种欺骗干扰信号检测方法的有效性。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P228.4
【部分图文】：

原理图,欺骗干扰,原理,欺骗式干扰

诱导接收机产生错误的定位或授时结果。因此首先介绍欺骗式干扰的类型、原理和对目标接收机的可能的抗欺骗式干扰技术，并在此基础上进行对比分干扰式干扰信号产生方式的不同，可以分为转发式欺骗干欺骗干扰骗干扰是指欺骗方仅仅通过接收机天线接收真实的卫功率放大，然后由相应的发射天线对准目标接收机进骗过程会产生信号时延，这个可控的时延就是转发式量。转发式欺骗过程比较简单，不需要改变卫星信号军用的 P(Y)码在特定的欺骗场景下任然有效。对应上扰原理框图如图 2-1 所示。

原理图,欺骗干扰,生成式,原理

式欺骗干扰可以产生精细化的干扰也比生成初级的要复杂的多。干扰干扰相比，这种欺骗干扰克服了单源进行联合欺骗，能打败基于到达欺骗干扰，首先需要知道目标接收欺骗信号的码相位和载波相位与真上述初级和中级都要大很多，在中干扰源的伪距诱骗值应该收敛于一要。因此可知，这种欺骗干扰的有扰源离目标接收机的距离不能过大标接收机往往是移动的，这将使此环境中几乎不存在。高级生成式欺

载波相位跟踪误差,载波相位,功率和,偏差

(e)m =2200 (f) =2700图 2-6 不同欺骗信号功率和载波相位偏差对 PLL 载波相位跟踪误差的影响由图 2-6 可知，k 和对 PLL 载波相位跟踪误差的影响都较大；但当 =00和 1800时,欺骗信号载波相位与真实信号同步，故对载波相位跟踪误差没有影响，图 2-6-(b)中发生跳变的原因是式(2-9)的分母为零。图 2-6 中是在欺骗信号与真实信号相对码偏移t大于 1 个码片进行的，这时若接收机捕获阶段二维空间分辨率较高时，欺骗相关峰和真实相关峰是分开的。随着欺骗信号功率的增大，捕获环路逐渐捕获到欺骗信号上。于是欺骗信号功率才能影响 PLL 载波相位跟踪误差。而当小于 1 个码片时， R R t 1，在 =600时的结果如图 2-7 所示。

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