GPS锁相欺骗及Matlab仿真验证

发布时间：2021-06-06 19:38

　　GPS欺骗式干扰是通过发射伪GPS信号来顶替目标接收机中已接收到的真实GPS信号,在伪GPS信号中提供虚假导航电文、伪距信息来影响目标接收机的定位解算结果,使其定位错误。主要分析了伪GPS信号如何在接收机的跟踪环路中顶替真实GPS信号,伪信号中的参数如何设置可以实施成功的欺骗干扰,并辅以Matlab仿真验证。 

【文章来源】：电光与控制. 2016,23(12)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

码环鉴相原理

在实际状态下，真实GPS信号的多普勒频移是随时都在发生变化的，由多普勒频移原理分析可知，载波的多普勒频移与C/A码的多普勒频移是满足线性条件的:fdc=fdr/1540(其中，fdc是C/A码的多普勒频移，fdr是载波的多普勒频移);而正是由于C/A码多普勒频移的存在使得码相位跟踪结果不在一个恒定的值上，因此，可以通过发射与真实信号C/A码的多普勒频移有一定差值的伪信号进入跟踪环路，来实时影响鉴相器的鉴相结果，缓慢拉偏码跟踪结果，使得接收机最终跟踪上伪GPS信号，达到欺骗干扰的目的。欺骗干扰过程如图2所示。图2欺骗干扰过程示意图Fig．2Thesketchmapofdeceptionjammingprocess第12期107

码自相关峰，直至将真实GPS信号的C/A码自相关峰完全剥离。而后再次调整伪GPS信号的C/A码多普勒频移，使得其与真实信号的C/A码多普勒频移保持一致，最后目标机跟踪环路最终将持续跟踪上伪GPS信号。下面根据上述原理结合Matlab仿真分析欺骗干扰过程中伪信号的功率、多普勒频移以及码相位差值在理论条件下应该满足的条件。现设置仿真时长4s，真实信号初始码相位为123，假设在仿真过程中载波多普勒频移保持不变，皆为2345Hz，则由载波多普勒频移根据公式可得C/A码的多普勒频移为1．523Hz。跟踪过程的实际码相位变化如图3a所示，可以直观看出码相位在4s过程中偏移了6．1码片。将C/A码的多普勒频移设置为0值，则得到的码相位将为一条平行线，最后的一段平行线即为接收机最终跟踪的码相位，可以直观地分辨出接收机跟踪的是真实信号还是伪信号，如图3b所示。为了便于直观分析，以下所有仿真图形皆将C/A码的多普勒频移设置为0值。图3真实GPS信号的码相位跟踪结果Fig．3Thecode-phasetrackingresultofrealGPSsignal2．2伪GPS信号的功率对欺骗干扰的影响在理想状态下，当伪信号的功率小于真实信号的功率时，其对应的相关函数即使在两信号的码相位差值为0的时刻也会小于真实信号的自相关函数，随着跟踪过程的持续，在某个时刻注入C/A码多普勒频移大于真实C/A码多普勒频移的伪信号，使其持续拉偏码跟踪结果一段时间后再保持其C/A码多普勒频移与真实信号一致，根据跟踪鉴相原理，鉴相器最后鉴相的结果将会恢复跟踪真实信号的码相位。现设置仿真时长4s，伪信号功率增益为0．9，C/A码相位为123，与真实信号保持一致，初始伪信号的C/A多普勒频移与真实信号保持一致，在800ms的位置处注入伪信号，并且伪信号的C/A码多普勒频移在800～1600ms?

【参考文献】：
期刊论文
[1]透析伊拉克战争GPS干扰与反干扰[J]. 程立斌,李珊珊.  电光与控制. 2004(01)

硕士论文
[1]GPS定位及欺骗干扰技术[D]. 赵金磊.西安电子科技大学 2014



本文编号：3215014