基于射频指纹特征提取的卫星导航欺骗干扰识别

发布时间：2017-10-12 19:15

  本文关键词：基于射频指纹特征提取的卫星导航欺骗干扰识别

  更多相关文章： 卫星导航系统 欺骗干扰识别 射频指纹 Wigner双谱 特征提取

【摘要】：卫星导航系统能够为人类提供全天候的定时、定位和导航等服务,已经在军事和民用方面发挥了重要作用。然而在被广泛应用的同时,其脆弱性和易损性也逐步显现出来。其中欺骗式干扰由于实现简单、隐蔽性强等优点,日益成为卫星导航系统面临的主要威胁。本文借助射频指纹识别的思想,主要研究卫星导航抗欺骗干扰识别算法,论文的主要工作如下:本文首先系统的阐述了GNSS的发展及其脆弱性,回顾了国内外GNSS干扰和抗干扰技术的研究现状,明确了研究的目的与意义。其次研究了基于时频分析和双谱分析的特征提取方法。在分析了常用的时频分析方法的原理和特性以及优缺点后,针对传统时频分析方法的缺点,引入了双谱分析方法对信号进行分析。本文阐述了双谱的定义和性质,分析了双谱的缺点,并针对双谱在计算过程中存在计算量大、运算速度慢等缺点,研究了积分双谱和双谱的对角切片等降维方法。Wigner高阶谱是高阶谱与Wigner时频分布相结合得到的,同时具备了高阶累积量和时频分布的优良性能。针对卫星导航信号的非线性、非平稳等特点,本文创新性的将Wigner双谱应用到卫星导航欺骗干扰识别中,提出了两种基于Wigner双谱的欺骗干扰识别方法。第一种方法是基于Wigner积分双谱奇异值分解的欺骗干扰识别算法,利用积分的思想对Wigner双谱进行降维,并利用奇异值分解提取特征;第二种方法是基于Wigner双谱对角切片特征融合的欺骗干扰识别算法,提取出Wigner双谱对角切片中的多种特征进行融合构成特征向量。对仿真信号和实测信号欺骗干扰识别的仿真实验表明,在加性高斯白噪声条件下,两种算法都能够有效的识别欺骗干扰,且表现出良好的识别效果,第二种算法表现的更加优异。
【关键词】：卫星导航系统 欺骗干扰识别 射频指纹 Wigner双谱 特征提取
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1;TN972.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究动态11-18
• 1.2.1 GNSS干扰的研究现状11-14
• 1.2.2 抗欺骗干扰技术的研究现状14-16
• 1.2.3 射频指纹识别技术的研究现状16-18
• 1.3 本文研究内容及章节安排18-20
• 第2章 基于时频分析的特征提取20-31
• 2.1 引言20-21
• 2.2 短时傅立叶变换21-23
• 2.3 Wigner-Ville分布23-25
• 2.4 Choi-Williams分布25-27
• 2.5 小波变换27-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 基于双谱分析的特征提取31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 高阶矩与高阶累积量的定义与性质31-33
• 3.3 双谱及其性质33-36
• 3.3.1 双谱的定义34
• 3.3.2 双谱的性质34-36
• 3.4 积分双谱36-39
• 3.4.1 径向积分双谱36-37
• 3.4.2 轴向积分双谱37-38
• 3.4.3 圆周积分双谱38-39
• 3.4.4 围线积分双谱39
• 3.5 双谱的对角切片39-40
• 3.6 仿真分析40-43
• 3.7 本章小结43-44
• 第4章 基于Wigner双谱的欺骗干扰识别44-60
• 4.1 引言44
• 4.2 Wigner高阶谱的定义和性质44-46
• 4.3 Wigner双谱的交叉项干扰抑制46-48
• 4.4 基于Wigner积分双谱奇异值分解的欺骗干扰识别算法48-54
• 4.4.1 轴向积分Wigner双谱48
• 4.4.2 奇异值分解48-49
• 4.4.3 支持向量机49-51
• 4.4.4 欺骗干扰识别算法流程51-52
• 4.4.5 实验仿真与结果分析52-54
• 4.4.5.1 GPS模型52-53
• 4.4.5.2 性能分析53-54
• 4.5 基于Wigner双谱对角切片特征融合的欺骗干扰识别算法54-59
• 4.5.1 Wigner 双谱对角切片的特征融合55-56
• 4.5.2 欺骗干扰识别算法流程56
• 4.5.3 实验仿真与结果分析56-59
• 4.5.3.1 基于模型仿真的欺骗干扰识别57-58
• 4.5.3.2 基于实测信号的欺骗干扰识别58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 结束语60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-70
• 附录70

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本文编号：1020352