基于自适应卡尔曼滤波的GPS抗欺骗干扰方法的研究
发布时间：2020-12-02 22:02
近年来,卫星导航定位系统（GPS）在各个领域发挥越来越重大的作用,不仅应用于军事方面,而且已经广泛地渗透到经济建设和科学实验的各个领域。但是,卫星导航系统由于面临着复杂恶劣的信道环境,易受到多种形式的干扰,其中欺骗式干扰发射与GPS信号相类似的干扰信号,误导GPS接收机偏离准确的导航和定位,所需干扰功率小,具有很好的隐蔽性。因此如何对欺骗干扰进行判断、抑制越来越受到关注。本课题主要针对GPS欺骗式干扰,深入研究基于自适应卡尔曼滤波的GPS抗干扰方案。首先,考虑单个卡尔曼滤波器,针对接收机中接收到的信号受到欺骗式干扰的影响后,使伪距的测量产生误差,影响导航定位效果。本文提出了一种基于新息正交的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波法,该方法首先利用卡尔曼滤波过程中的新息矩阵正交性原理对欺骗式干扰的存在性与否做出判断。在存在干扰的情况下引入Sage-Husa卡尔曼滤波法,并利用BP神经网络中活化函数的思想,对更新过程进行修正,抑制干扰产生的影响,从而达到抗欺骗干扰的目的。仿真结果证明了该方法具有较好的抗干扰能力,能够有效的提高定位精度。其次,在GPS抗欺骗干扰系统中,单个卡尔曼滤波器所受干扰强...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GPS的三个组成部分
2 章 GPS 抗欺骗式干扰基本原理称为 GPS，GPS 是由美国国防部研制建立的一种具度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精课题主要研究利用自适应卡尔曼滤波的 GPS 抗欺度考虑问题，制定合理的 GPS 抗欺骗干扰方案。行分析，建立系统模型，论述欺骗式干扰的基本原滤波的改进角度，以此作为课题研究的基础。系统模型理包括空间星座、地面监控和用户设备三个部分组成。GPS 卫星系统的星座如图所示。
第 2 章 GPS 抗欺骗式干扰基本原理 小时的地球自转，那么相对于地面上的一个固定观测点来讲，卫星的运行约每隔 23 小时 56 分重复一次[66]。面上一观测点处可见卫星的数目及其分布状况随时间和地点的不同而异， 4 颗。多则可达 11 颗。GPS 卫星星座之所以设计成如上所述的框架，其地面上的任一点在任一时刻都能同时观测到足够数量的卫星以供定位之用考虑了它的容错性能。也就是说，如果某一轨道面上的一颗卫星因发生故么由于相邻轨道面上邻近卫星的存在，GPS 的卫星信号覆盖性能和定位性到剧烈破坏而大幅度下降；同时，3 颗备用卫星可在必要时替代固定故障卫保空间星座部分的正常运转也起到了相当重要的作用。GPS 接收机在接收号后就可以进行后续的导航定位工作[67]。何学的角度，GPS 导航定位原理采用的是三球定位原理。卫星A 卫星B
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应调零GPS导航系统抗干扰性能仿真[J]. 杨明. 无线电通信技术. 2017(06)
[2]基于伪距信息的GNSS双接收机抗转发式欺骗干扰检测算法[J]. 刘科,吴文启,唐康华,武智佳,张施豪. 系统工程与电子技术. 2017(11)
[3]基于时延控制的GPS转发欺骗干扰技术[J]. 王上月,高敬鹏,王悦,刘佳琪,李虎. 导弹与航天运载技术. 2017(02)
[4]无人机GPS欺骗干扰方法及诱导模型的研究[J]. 戴博文,肖明波,黄苏南. 通信技术. 2017(03)
[5]A Dual-Satellite GNSS Positioning Algorithm of High Accuracy in Incomplete Condition[J]. Bing Hou,Xiaolin Zhang. 中国通信. 2016(10)
[6]GPS转发欺骗式干扰时延控制算法研究[J]. 刘天庆. 现代导航. 2016(03)
[7]GPS接收机的一种空时零陷抗欺骗式干扰方法[J]. 葛大江,周光彬,胥大川,毛荣. 四川兵工学报. 2015(08)
[8]GPS生成式欺骗干扰关键技术[J]. 马克,孙迅,聂裕平. 航天电子对抗. 2014(06)
[9]高动态GNSS自适应二阶卡尔曼滤波矢量跟踪环[J]. 任晓岳,卢虎,王立志,王旭婧. 计算机仿真. 2014(06)
[10]基于修正卡尔曼滤波的目标跟踪[J]. 杨永建,樊晓光,王晟达,禚真福,徐洋. 系统工程与电子技术. 2014(05)
博士论文
[1]高动态环境下卫星导航信号跟踪技术研究[D]. 王文静.哈尔滨工业大学 2013
[2]高动态GNSS信号处理及解算关键技术研究[D]. 李立言.浙江大学 2012
[3]高动态GPS载波跟踪技术研究[D]. 向洋.华中科技大学 2010
[4]卫星导航系统接收机抗干扰关键技术研究[D]. 张琳.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于北斗/GPS双频差分信标台的无验潮水深测量技术应用研究[D]. 吴波.东南大学 2016
[2]基于卡尔曼滤波的高动态GPS载波跟踪算法研究[D]. 张雪丽.华东交通大学 2015
[3]GPS定位技术及高层建筑中的应用[D]. 黄伟.杭州电子科技大学 2015
[4]应用于GPS软件接收机的抗干扰技术研究[D]. 袁超.南京航空航天大学 2014
[5]基于空时联合的卫星通信系统抗干扰性能研究[D]. 俞志斌.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：2895647
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GPS的三个组成部分
2 章 GPS 抗欺骗式干扰基本原理称为 GPS，GPS 是由美国国防部研制建立的一种具度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精课题主要研究利用自适应卡尔曼滤波的 GPS 抗欺度考虑问题，制定合理的 GPS 抗欺骗干扰方案。行分析，建立系统模型，论述欺骗式干扰的基本原滤波的改进角度，以此作为课题研究的基础。系统模型理包括空间星座、地面监控和用户设备三个部分组成。GPS 卫星系统的星座如图所示。
第 2 章 GPS 抗欺骗式干扰基本原理 小时的地球自转，那么相对于地面上的一个固定观测点来讲，卫星的运行约每隔 23 小时 56 分重复一次[66]。面上一观测点处可见卫星的数目及其分布状况随时间和地点的不同而异， 4 颗。多则可达 11 颗。GPS 卫星星座之所以设计成如上所述的框架，其地面上的任一点在任一时刻都能同时观测到足够数量的卫星以供定位之用考虑了它的容错性能。也就是说，如果某一轨道面上的一颗卫星因发生故么由于相邻轨道面上邻近卫星的存在，GPS 的卫星信号覆盖性能和定位性到剧烈破坏而大幅度下降；同时，3 颗备用卫星可在必要时替代固定故障卫保空间星座部分的正常运转也起到了相当重要的作用。GPS 接收机在接收号后就可以进行后续的导航定位工作[67]。何学的角度，GPS 导航定位原理采用的是三球定位原理。卫星A 卫星B
【参考文献】：
期刊论文
[1]自适应调零GPS导航系统抗干扰性能仿真[J]. 杨明. 无线电通信技术. 2017(06)
[2]基于伪距信息的GNSS双接收机抗转发式欺骗干扰检测算法[J]. 刘科,吴文启,唐康华,武智佳,张施豪. 系统工程与电子技术. 2017(11)
[3]基于时延控制的GPS转发欺骗干扰技术[J]. 王上月,高敬鹏,王悦,刘佳琪,李虎. 导弹与航天运载技术. 2017(02)
[4]无人机GPS欺骗干扰方法及诱导模型的研究[J]. 戴博文,肖明波,黄苏南. 通信技术. 2017(03)
[5]A Dual-Satellite GNSS Positioning Algorithm of High Accuracy in Incomplete Condition[J]. Bing Hou,Xiaolin Zhang. 中国通信. 2016(10)
[6]GPS转发欺骗式干扰时延控制算法研究[J]. 刘天庆. 现代导航. 2016(03)
[7]GPS接收机的一种空时零陷抗欺骗式干扰方法[J]. 葛大江,周光彬,胥大川,毛荣. 四川兵工学报. 2015(08)
[8]GPS生成式欺骗干扰关键技术[J]. 马克,孙迅,聂裕平. 航天电子对抗. 2014(06)
[9]高动态GNSS自适应二阶卡尔曼滤波矢量跟踪环[J]. 任晓岳,卢虎,王立志,王旭婧. 计算机仿真. 2014(06)
[10]基于修正卡尔曼滤波的目标跟踪[J]. 杨永建,樊晓光,王晟达,禚真福,徐洋. 系统工程与电子技术. 2014(05)
博士论文
[1]高动态环境下卫星导航信号跟踪技术研究[D]. 王文静.哈尔滨工业大学 2013
[2]高动态GNSS信号处理及解算关键技术研究[D]. 李立言.浙江大学 2012
[3]高动态GPS载波跟踪技术研究[D]. 向洋.华中科技大学 2010
[4]卫星导航系统接收机抗干扰关键技术研究[D]. 张琳.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于北斗/GPS双频差分信标台的无验潮水深测量技术应用研究[D]. 吴波.东南大学 2016
[2]基于卡尔曼滤波的高动态GPS载波跟踪算法研究[D]. 张雪丽.华东交通大学 2015
[3]GPS定位技术及高层建筑中的应用[D]. 黄伟.杭州电子科技大学 2015
[4]应用于GPS软件接收机的抗干扰技术研究[D]. 袁超.南京航空航天大学 2014
[5]基于空时联合的卫星通信系统抗干扰性能研究[D]. 俞志斌.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：2895647
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