GNSS欺骗式干扰仿真系统设计与实现

发布时间：2017-05-14 21:05

  本文关键词：GNSS欺骗式干扰仿真系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：GNSS欺骗干扰是以较低功率对导航接收机实施有效干扰的新兴技术。接收机若是跟踪上含有虚假信息(比如虚假星历)的欺骗信号后,会造成定位或授时错误。GNSS导航卫星距离地面有26000km,卫星信号的发射功率约为26.8W,因而卫星导航信号到达地面的功率极其微弱,大概为-160dBW。所以在几公里范围内,甚至一个低功率的干扰都能阻塞、欺骗GNSS接收机。还有,GNSS是一门后向兼容的技术,其信号结构是公开的。欺骗干扰能够误导安装在无人机、货车、渔具上的GNSS接收机。因此,若GNSS接收机跟踪上欺骗信号,将造成各种不良后果。论文研究内容主要分为四部分:1.指出了转发式欺骗干扰的缺陷,由于欺骗信号添加的延时和空间位置关系,欺骗信号会迟于真实信号到达目标接收机,从而造成接收机钟差改变,论文通过修改导航电文来克服此缺陷。2.提出了欺骗信号如何避免被接收机当做多径信号抑制或消除的方案,即欺骗信号码相位与真实信号码相位差异足够小,或者欺骗信号码相位超前真实信号码相位。3.对于生成式欺骗干扰,分析了信号同步方案和测距误差对信号同步的影响。通过建立欺骗模型,分析接收机工作原理,得出:要能让欺骗信号进入跟踪环路,欺骗信号码相位不能超过真实信号1个码片。将欺骗过程划分为信号同步和欺骗方法两步,信号同步主要是对目标接收机接收的真实信号的各种参数进行估计,包括信号功率、码相位、多普勒频率,并且使得欺骗信号与真实信号到达目标接收机时参数对齐,最后探讨了电离层延迟和测距误差对信号同步的影响。4.定量地分析了实现剥离真实信号相关峰所需的信号功率条件,目前大部分文献都只是提及欺骗方法,没有过多涉及定量方面的问题。信号完全同步后,增加欺骗信号功率和码率,不断剥离真实信号相关峰实现欺骗干扰,最后进行了场景仿真。
【关键词】：GNSS欺骗干扰 信号同步 跟踪环路 相关峰 测距误差
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 研究背景与意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 论文的研究内容和组织结构16-18
• 第二章 转发式欺骗干扰及卫星导航相关理论18-28
• 2.1 GNSS信号的脆弱性18-19
• 2.2 GPS定位原理19-20
• 2.3 GPS相关理论20-25
• 2.3.1 GPS信号20-21
• 2.3.2 接收机捕获原理21-22
• 2.3.3 接收机跟踪原理22-25
• 2.4 转发式欺骗干扰原理及其缺陷25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 改进的转发式欺骗干扰及应对抗多径措施28-45
• 3.1 改进方法28-29
• 3.2 转发欺骗干扰对接收机信号处理的影响29-35
• 3.2.1 转发式欺骗干扰对信号捕获的影响29-33
• 3.2.2 转发式欺骗干扰信号对接收机跟踪的影响33-35
• 3.3 欺骗性能影响因素分析35-39
• 3.4 常见的抗多径措施及欺骗信号应对方法39-43
• 3.4.1 接收机常见的抗多径措施39-40
• 3.4.2 欺骗信号应对抗多径方法40-43
• 3.4.3 接收机异常信号处理43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 生成式欺骗干扰的信号同步研究45-63
• 4.1 生成式欺骗干扰总体思路45-47
• 4.2 生成欺骗干扰的信号同步问题47-57
• 4.2.1 信号强度估计48-51
• 4.2.2 码相位估计51-53
• 4.2.3 多普勒频率估计53-54
• 4.2.4 导航电文预测54-55
• 4.2.5 载波相位估计55-57
• 4.2.6 信号同步流程57
• 4.3 测距误差对信号同步的影响57-59
• 4.4 信号同步仿真分析59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 生成式欺骗干扰的欺骗方法研究63-75
• 5.1 欺骗方法63-68
• 5.1.1 生成式欺骗干扰的欺骗方法63-67
• 5.1.2 生成式与转发式相结合的欺骗方法67-68
• 5.2 生成式欺骗干扰的完整流程68-70
• 5.3 验证分析70-73
• 5.3.1 生成式欺骗信号对捕获的影响70
• 5.3.2 生成式欺骗信号对跟踪环路的影响70
• 5.3.3 生成和转发式相结合的欺骗信号对跟踪环路的影响70-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 作者在攻读硕士学位期间的研究成果82-83

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