GPS转发式欺骗时延分析与优化

为避免全球定位系统(global positioning system,GPS)转发式欺骗中不合理的时延改变接收机钟差,建立了转发式欺骗模型,利用泰勒级数展开的方法推导了时延与定位偏差的映射关系,给出了映射矩阵的具体形式.进而分析了产生负数时延的原因,并研究了时延修正对接收机钟差的影响.在得到映射矩阵基础上,综合接收机钟差和欺骗位置两方面因素,提出一种利用遗传算法优化时延的方法,该方法以接收机钟差改变量和欺骗偏差为寻优准则,在转发器工作范围内寻找符合要求的时延.仿真结果表明,采用遗传算法所得到的时延,对钟差的改变量小于接收机纳秒级的时钟精度,并且欺骗位置在预先设定的范围内,同时结果不再需要修正.该方法可以有效提高转发式欺骗的隐蔽性,为成功实施GPS转发式欺骗提供了参考.     

诱偏暨导航一体化系统中诱偏时延算法

GPS诱偏暨导航一体化系统是通过分布式转发器构建伪星座,通过转发时延控制实现定位区域上的映射关系,使得一定区域内敌方由GPS制导的武器偏离原有目标,实现对重要目标的保护,同时己方通过时延的补偿和转发器位置的确定,实现区域导航.文中提出一种转发时延的控制算法,给出该算法对接收机授时精度的影响,通过理论推导和仿真分析证明所加时延的合理性及系统的可行性.     

实施转发式GNSS欺骗干扰的选星方法研究

在现代电子战的背景下,转发式GNSS欺骗干扰已经成为一种重要的干扰方式,通过研究实施转发式GNSS欺骗干扰的选星方法,可以提高转发式欺骗干扰的干扰能力.基于转发式欺骗干扰的实现原理,提出了一种基于常用GNSS定位选星方法和卫星对位置精度因子（position dilution of precision,PDOP）的贡献值选择被转发卫星的选星方法,基于利用最小二乘算法的伪距绝对定位方法进行仿真,模拟了接收机在静态和动态条件下受到单颗卫星转发式欺骗干扰的情况.仿真结果表明,本文提出的被转发卫星选择算法分别有87.42%和100%的概率给出理论上最优的选星结果.      

电离层对GPS测量的影响

GPS作为一种无线电导航系统,受到很多误差源的影响,即:卫星轨道误差、卫星钟差、电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径误差、接收机钟差和测量噪声等误差。其中,自从SA(Selected Availability)于2000年5月1日取消以后,电离层误差是最大的一项误差。电离层延迟对GPS定位的影响结果,主要体现在定位精度的降低和定位方法的限制等方面。电离层使接收到的GPS信号产生延迟,从几米到百米以上。如果不考虑这种影响,就会严重降低GPS定位和授时的精度。因此,电离层误差是GPS测量中的主要误差源,必须加以改正。本文介绍了电离层对GPS定位的影响,包括码群延迟(即绝对测距误差)、载波相位超前(即相对测距误差)、多普勒时延(即距速误差)以及信号衰减(即振幅闪烁),并论述了影响电离层密度的因素。     

GNSS诱偏系统转发器的布阵高度分析

在全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）转发诱偏系统中,系统响应存在实时性差的问题,这会造成转发的导航参数与真实运动状态存在变化率的偏差。为分析该偏差与转发器布阵高度的关系,将真假点位移变化量的二范数作为映射偏差的评价指标并构建了目标函数,推导了目标函数最小化求解过程。得到布阵高度与系统映射偏差成负相关的结论,并通过对接收机运动轨迹和邻域映射情况的仿真实验,验证了结论的正确性。该结论为诱偏系统减小映射偏差提供了优化的理论依据。     

拒止环境下的塔康欺骗干扰

为解决塔康欺骗信号在接收机处捕获率不高的问题,设计了通过施加带限白噪声构建拒止环境,掩护干扰信号进入机载接收机,提高欺骗信号相对捕获概率的新干扰模式。首先分析了塔康测距解算时噪声信号对解算结果的影响,研究了该干扰模式下所需欺骗干扰功率随干扰机与飞机距离的变化情况,进而分析了欺骗信号在施加带限白噪声协助下相对捕获概率随干信比的变化。最后通过仿真验证,证明所提出的欺骗干扰模式可以实现对真实测距应答信号的有效压制,使欺骗信号成功被机载接收机捕获。     

频率分集阵列在角度欺骗中的应用分析

针对传统相控阵雷达易被干扰机侦察到方位信息从而实施干扰的问题,提出了一种基于FDA(频率分集阵列)的角度欺骗方法。通过在阵元间设定微小的线性频率差,将距离引入到FDA方向图函数,使得不同距离上的电磁波能量分布呈现弯曲特性,形成"虚拟辐射源",进而达到对侦察接收机的角度欺骗目的。此外,在分析欺骗原理的基础上,探究了频率差因子、阵元间距因子对欺骗的影响效果。Matlab仿真结果表明,在设定合适的因子后,对于特定距离处的目标该方法角度欺骗效果可达90°。     

GPS观测误差及其相应的处理方法研究

GPS测量含有多种误差,根据误差的来源可将其分为三类：与GPS卫星有关的误差;与信号传播有关的误差;与接收机有关的误差。根据误差的性质,这些误差又可分为系统误差和随机误差两类。系统性的误差主要包括：卫星轨道误差、卫星钟差、电离层延迟、对流层延迟、接收机钟差和接收机位置误差。随机误差主要包括多路径效应误差和接收机噪声。     

基于硬件平台干扰抑制算法的设计与实现

为了改善强干扰环境下的GPS接收机的性能,通过搭建一套软硬件接收系统,研究不同整列流型对抗干扰性能的影响。实验结果表明,该系统能使GPS接收机在-38 d Bm强干扰的环境下接收到GPS卫星信号,满足了干扰抑制的要求。     

转发式卫星导航定位系统量测方程解

我国科学家发明了转发式卫星导航定位系统,并用这一原理研发成功利用商用通信卫星的中国区域定位系统-CAPS（China Area Positioning System）．CAPS类的转发式卫星导航定位系统用户导航定位解算量测模型不同于GPS类直播式卫星定位系统,其伪距测量的时间和频率基准不在卫星上,而是位于地面导航中心站．详细推导和建立了转发式卫星导航定位的3种量测模型,并统一用算子方程和优化模型表述．在此基础上,还深入研讨了转发式卫星定位量测特征方程的线性化求解方法和方程组的数目大于4时的最小二乘法求解方法．讨论了条件数对解精度的影响,从而提出了改善系数矩阵性态、正确度量右端激励量、以及选取解的迭代格式等提高解精度的方法,这些对转发式卫星导航定位系统和技术的发展有重要影响,对其他卫星导航定位系统也有一定的参考价值．     

用并矢Green函数的矢量本征函数展开式评价金属心轴对多分量感应测井响应的影响

基于圆柱坐标系下径向成层介质中并矢Green函数的矢量本征函数展开式分析金属心轴对多分量感应测井响应的影响。为提高计算精度,考虑各分量线圈系的具体形状。将金属心轴作为一层介质处理,既可以考虑其电导率有限、也可以考虑其电导率为无穷大的情况。计算结果表明,金属心轴的存在导致各分量感应电动势实部信号和虚部信号的强度变小。当心轴电导率较小时无论是实部信号还是虚部信号均不随心轴电导率的增加而明显改变。当心轴电导率增加到一定临界值时感应电动势的实部信号快速减小并逐渐稳定到一个较低数值,而虚部信号先逐渐增加再快速减小并逐渐稳定到一个较低数值。     

照射箔条复合干扰对抗空空雷达主动弹方法

照射箔条复合干扰相比传统无源箔条干扰可提高战机自卫干扰能力,提高战场生存能力。为研究照射箔条复合干扰对空空雷达主动弹的干扰效果和战术使用策略,在一种典型空战对抗态势基础上,从速度干扰条件出发,对照射箔条复合干扰相对传统箔条干扰在频率特性上的优势进行了理论分析。在此基础上,提出在对抗空空雷达主动弹中,通过对转发干扰信号进行频率调制,并与载机机动配合的方法,增强复合干扰对雷达导引头的速度欺骗干扰效果。仿真结果表明:该方法可以起到良好的速度干扰效果,该方法具有较强的实践指导意义。     

表征驾驶风格和驾驶员能力的驾驶员模型

由于驾驶员群体的驾驶方式和驾驶能力的差异,所决策的加速度值与最优值存在不同程度的偏差.本文作者在原有最优预瞄侧向驾驶员模型的基础上发展了多点多目标决策模型,以驾驶员的视野特征和决策意愿表征驾驶风格,并对驾驶员能力建模.Simulink/Carsim联合仿真结果表明,包括4个自由参数模型能够反映出不同驾驶员的驾驶行为,并有望应用于提升无人驾驶车辆乘坐感受的研究.      

一种实时移除MEMS陀螺仪噪声的精准航姿技术

MEMS-IMU包括三轴陀螺仪和三轴加速度计，陀螺仪的噪声导致MEMS-IMU的航姿不精确，并由此导致外部加速度呈现较大的误差。针对该问题，提出一种实时移除陀螺仪噪声的技术：方向余弦矩阵的第3列和陀螺仪的偏置同时设为状态向量，用于在线获取陀螺仪的噪声；加速度计的外部加速度和测量噪声均被设为测量余量，以便于在任意运动轨迹时能测量重力向量。陀螺仪和加速度计的测量结果通过卡尔曼滤波器融合，前者估算状态向量，后者校准状态向量的误差。通过比较MEMS-IMU在任意伪静态时的航姿和外部加速度验证本技术的可行性，实验结果表明俯仰角、横滚角、航向角和外部加速度的最大误差分别为0.5°、0.2°、2°和0.2 m/s²，该结果远好于仅用陀螺仪的航姿误差和外部加速度误差。     

多径环境下的密集假目标干扰抑制技术研究

密集假目标干扰兼具欺骗和压制的干扰效果,是对抗现代相参雷达的典型干扰. 对于地面雷达,当干扰机位于低仰角复杂环境时,其接收到的干扰信号可能存在多径效应,导致传统的副瓣对消（SLC）算法性能明显恶化. 针对该问题,提出一种基于多径筛选的并行SLC算法. 算法在假目标检测的基础上,通过K-Means无监督聚类对各假目标峰值的通道间相位矢量进行聚类分析;根据聚类结果筛选各路径的干扰样本进行并行SLC处理;针对各路对消结果进行同距离选小,从而实现多径环境下的密集假目标干扰抑制. 利用某型雷达采集的实测数据验证了算法的有效性.      

多段压裂水平井不均匀产油试井模型

针对某条或多条裂缝产油量较小或不产油这一问题,运用Green函数、Newman乘积方法和叠加原理,建立多段压裂水平井不均匀产油试井模型,将裂缝内流动划分为远离井筒的变质量线性流和靠近井筒的径向流表征裂缝有限导流,利用Stehfest数值反演得到考虑井筒存储和表皮效应的实空间井底压力解,绘制典型图版,并分析不均匀产油和裂缝参数对井底压力的影响。结果表明:多段压裂水平井均匀产油和不均匀产油的压力和压力导数特征差异明显;两端裂缝产油量越大,压裂裂缝间距越大,裂缝半长越小,裂缝呈纺锤形分布时,缝间干扰越小,早期径向流越明显,在系统拟径向流之前出现一个新平台。与试井软件Saphir中的经典多级压裂水平井数值模型对比,结果证明了提出的模型的正确性。     

不同形式导流屏导流效果数值模拟

导流设施可分为实体式和百页式2种类型。为了分析2种形式导流屏的导流效果,建立了飞机尾喷气流场的模型,分别模拟不同形式导流屏的导流效果。模型采用笛卡尔坐标系和结构网格,采用标准格式离散方程,采用SIMPLE算法来计算压力与速度的耦合。分析结果表明:设置导流屏导流效果明显,实体式屏若导流屏过高或过陡,并容易产生横溢气流;百页式导流屏让气流沿页板方向向后上方扩散,它对气流的阻力较实体屏小。     

卫星定位软件接收机研究综述

软件接收机凭借其良好的通用性、灵活性及较好的定位性能已成为卫星定位接收机领域的一个研究热点。系统阐述了软件接收机的结构特点及国内外研究现状,对比分析了基于PC,DSP(digital signal processor),FPGA(field programmable gate array)以及FPGA+DSP平台的软件接收机的结构和性能,指出基于FPGA+DSP,DSP的实现方式更利于发挥软件接收机的优点,可使软件接收机真正走向实用化,最后给出了软件接收机技术未来的发展方向和其在无人驾驶技术中的应用前景,为软件接收机的研究和应用提供理论参考。