基于SCB方差的GNSS欺骗式干扰检测算法

随着全球卫星导航系统欺骗器的类型越来越多样,检测欺骗攻击已成为一个迫切需要解决的全球性问题.由于大多数欺骗过程不会引起信号参数的显著变化,使成功检测欺骗的难度加大.本文首先分析了中级欺骗攻击过程及欺骗信号模型,接着提出一种检测码跟踪环中过零点S曲线偏差(S curve bias,SCB)方差值变化的中级欺骗干扰检测方法...     

基于钟差检验的GNSS授时欺骗检测与识别

针对牵引式欺骗对授时接收机危害性强且难以检测的问题,基于授时欺骗的实施原理分析了授时解的变化规律,利用欺骗实施后钟差必然累积异常的特点,提出了一种钟差构造检验统计量的授时欺骗检测与识别方法.分析了该方法的检测性能,并通过蒙特卡罗仿真验证了理论的正确性.最后使用软件接收机对TEXBAT(Texas spoofing te...     

基于熵特征的DRFM有源欺骗干扰CFAR检测

基于数字射频存储(digital radio frequency memory, DRFM)技术的转发式干扰的存在性检测是对抗有源欺骗干扰的前提。干扰机的相位取样量化会导致干扰信号有谐波分量的寄生。在雷达距离/速度波门内同时存在目标信号和欺骗干扰信号的情形下,利用经验模态分解(empirical model decomposition, EMD)算法分离出干扰信号谐波分量,通过提取干扰谐波分量与目标回波在时频域上能量分布特征差异,提出了一种基于时频域熵特征的有源欺骗干扰检测方法。该方法不需要估计噪声参数,且具有恒虚警(constant false-alarm rate,CFAR)特性。蒙特卡罗仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种基于信任管理的欺骗检测机制

MMOG中现有的欺骗检测方案误判率较高。提出一种基于信任管理的欺骗检测算法——TMbCD算法。在信任管理机制下,玩家的待检测参数阈值随各自信任度的变化动态改变,克服了阈值固定的缺陷从而可以降低原欺骗检测算法的误判率。实验结果表明,TMbCD算法与原有欺骗检测方案相比误判率较低,更适合于MMOG应用。     

基于GNSS散射信号陆地高度计的建模与分析

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的散射信号作为一项新的遥感技术日益受到关注,目前已经成功的应用到海洋高度测量中,但由于陆地表面特性复杂,使基于GNSS的陆地表面高度计的设计一直是个难点.根据GPS信号的特点,推导了GPS地面散射回波信号的数学方程,建立了能反映陆地表面特性的GNSS-R双站雷达模型,从而设计了以GPS卫星作为照射源,接收机置于飞行器上,利用GPS散射信号测量陆地上空飞行器高度的仿真系统.通过对仿真结果的分析,验证了模型的有效性,也为后续的GNSS-R陆地高度计的优化设计提供了依据.     

基于自适应免疫算法的欺骗信号检测方法

针对常见的转发式欺骗干扰, 提出了一种基于自适应免疫算法的欺骗信号检测方法。在载波相位双差检测的基础上, 构造正常信号和欺骗信号两种检测模式; 然后利用免疫算法获取待检测数据与监测器的亲和度指数, 筛选出符合阈值要求的监测器, 从而解算出待检测数据隶属于各检测模式的概率。为进一步解决在实际检测过程中出现的虚警问题, 引入自适应算法对交叉概率和变异概率进行非线性自适应调节, 提高了检测结果的准确性。实验结果表明, 所提方法对于欺骗信号检测准确率能够达到98.8%, 有效地实现了欺骗干扰信号检测。     

基于多接收机的圆周SAR欺骗干扰方法

欺骗干扰是一种常用的干扰手段,相对于常规理想直线航迹的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)而言,圆周SAR的航迹参数难以获取,用常规解析表达求解并进行干扰调制的欺骗干扰方法行不通,鉴于此,本文提出了一种基于多接收机的圆周SAR欺骗干扰方法。该方法不需要侦察圆周SAR的具体参数信息,直接从多接收机的斜距差中求解敌方SAR系统的参数整体,进而进行干扰调制。相比于直接测量各项SAR参数,该算法具有更高的测量精度和较强的算法稳定性,在载机存在运动误差的情况下,系统仍然可给出满意的干扰效果。本文同时分析了SAR系统精度对欺骗干扰质量的影响。最后,仿真实验验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于极化分集接收的HRRP欺骗干扰鉴别

有源宽带欺骗干扰能够生成虚假高分辨距离像(high resolution range profile, HRRP),严重影响成像雷达的目标特征提取与识别。为此,研究了基于极化分集接收的HRRP欺骗干扰鉴别方法。首先,建立了目标回波和欺骗干扰的正交极化宽带响应模型,分析了两者的极化相关特性差异;然后,利用正交极化HRRP之间的互相关系数作为鉴别量,提出了相应的鉴别算法;最后,利用飞机缩比模型及干扰机天线的暗室测量数据进行仿真实验。实验结果表明：在一定信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)及鉴别门限条件下,正确鉴别概率将大于90%,验证了算法的有效性。     

基于线性预测滤波的抗速度欺骗干扰技术

针对调频连续波 (FMCW)雷达 ,提出了采用自适应线性预测滤波预处理实现速度欺骗干扰的检测。与直接对回波进行加速度补偿检测法相比 ,只需进行简单的门限检测即可判断干扰的存在及干扰参数估计 ,无需进行复杂的二维检测处理     

地形遮挡对GNSS干扰范围影响的高效仿真算法

在卫星导航对抗效能的仿真中,真实地理环境的地形遮挡对全球导航卫星系统(global navigtion satellite system, GNSS)干扰源干扰范围影响的仿真计算是个重要问题。通常情况下,地形遮挡对GNSS干扰范围影响的计算通过基于视线可视域分析的算法得到,但该方法存在大量冗余计算。为了减少计算量,提出一种基于参考面可视域分析的GNSS干扰范围高效仿真计算方法,利用干扰源与目标点附近可视高程值对应的辅助格网点建立参考面,通过目标点实际高程值与参考面映射高程值判断目标点的受干扰情况,避免了目标点与干扰源视线方向上多个采样点的插值计算。仿真分析表明,当待分析区域半径约为145 290 m时,该算法与传统基于视线可视域分析的GNSS干扰范围仿真计算方法相比, Matlab耗时大幅减少了97.38%,但结果差异并不明显,仅为0.94%。因此,所提方法可以高效、准确地计算出地形影响下GNSS干扰范围,为干扰源优化部署、战场环境仿真分析等提供理论指导。     

地形遮挡对GNSS干扰范围影响的高效仿真算法

在卫星导航对抗效能的仿真中,真实地理环境的地形遮挡对全球导航卫星系统(global navigtion satellite system, GNSS)干扰源干扰范围影响的仿真计算是个重要问题。通常情况下,地形遮挡对GNSS干扰范围影响的计算通过基于视线可视域分析的算法得到,但该方法存在大量冗余计算。为了减少计算量,提出一种基于参考面可视域分析的GNSS干扰范围高效仿真计算方法,利用干扰源与目标点附近可视高程值对应的辅助格网点建立参考面,通过目标点实际高程值与参考面映射高程值判断目标点的受干扰情况,避免了目标点与干扰源视线方向上多个采样点的插值计算。仿真分析表明,当待分析区域半径约为145 290 m时,该算法与传统基于视线可视域分析的GNSS干扰范围仿真计算方法相比, Matlab耗时大幅减少了97.38%,但结果差异并不明显,仅为0.94%。因此,所提方法可以高效、准确地计算出地形影响下GNSS干扰范围,为干扰源优化部署、战场环境仿真分析等提供理论指导。     

单站直达波欺骗干扰检测与抑制的DPCA方法

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)单干扰机直达波欺骗干扰的检测和抑制问题,提出一种基于双通道分置相位中心天线(displace phase-center antenna,DPCA)方法的欺骗干扰检测方法.在DPCA条件下建立了图像域干扰信号模型,分析表明干扰信号在主辅图像中近似...     

基于神经网络的雷达抗转发式距离欺骗干扰方法

为实现雷达抗转发距离欺骗干扰,提出了一种基于神经网络和模式识别技术的目标与干扰的识别方法。该方法将抗干扰过程看作对目标和干扰进行识别的过程,利用干扰信号和目标的能量差别与起伏特性差异,确定出用于分类的特征因子,使该特征因子受信干比的影响远小于用传统检测方法时的影响,最后利用径向基(radialbasisfunction,RBF)神经网络进行分类。仿真结果表明,此方法在检测概率和稳定性上都优于传统方法,在信干比接近于零的情况下尤为明显。     

基于稀疏表示分类的雷达欺骗干扰识别方法

为了应对基于数字射频存储的各种欺骗干扰信号, 提出了一种基于稀疏表示分类的欺骗干扰识别算法。通过小波包分解重构把信号划分为不同频段, 然后对信号提取三阶累积量切片特征构造特征矩阵, 并利用奇异值分解对特征进行降维, 提取主要分量。最后利用稀疏表示分类在不同频段上对信号进行分类识别, 利用决策融合的方法对分类结果进行整合。经验证, 该方法具有很好的抗噪性能, 能够有效识别几种常见的欺骗干扰信号, 在信噪比为0 dB时, 欺骗干扰平均识别率达到90%以上, 并与其他欺骗干扰识别方法进行了对比, 显示了所提方法的优越性。     

基于BSS的FDA-MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法

主瓣欺骗式干扰与目标位于同一个波束宽度内,严重影响了雷达对真实目标的检测与参数估计。针对此问题,基于频率分集阵列-多输入多输出(frequency diversity array multiple input multiple output, FDA-MIMO)雷达,提出了一种抑制主瓣欺骗式干扰的方法。所提方法的主要突破点在于,当干扰和目标的角度完全相同时,利用FDA-MIMO雷达天线方向图的距离-角度二维依赖性,进一步通过基于最大信噪比(maximum signal to noise ratio, MSNR)的盲源分离(blind source separation, BSS)算法将干扰和目标分离在不同的通道,以达到抑制干扰的目的。该方法无需目标的距离、角度先验信息。仿真实验验证了所提算法的有效性,当干噪比(jamming to noise ratio, JNR)为80 dB时,目标的正确检测概率约为0.98。     

基于BSS的FDA-MIMO雷达主瓣欺骗式干扰抑制方法

主瓣欺骗式干扰与目标位于同一个波束宽度内,严重影响了雷达对真实目标的检测与参数估计。针对此问题,基于频率分集阵列-多输入多输出(frequency diversity array multiple input multiple output, FDA-MIMO)雷达,提出了一种抑制主瓣欺骗式干扰的方法。所提方法的主要突破点在于,当干扰和目标的角度完全相同时,利用FDA-MIMO雷达天线方向图的距离-角度二维依赖性,进一步通过基于最大信噪比(maximum signal to noise ratio, MSNR)的盲源分离(blind source separation, BSS)算法将干扰和目标分离在不同的通道,以达到抑制干扰的目的。该方法无需目标的距离、角度先验信息。仿真实验验证了所提算法的有效性,当干噪比(jamming to noise ratio, JNR)为80 dB时,目标的正确检测概率约为0.98。     

基于二次补偿的FDA-MIMO雷达抗主瓣欺骗式干扰方法

主瓣欺骗式干扰与真实目标具有相同角度, 传统相控阵雷达无法在空域对其进行区分, 严重降低了对真实目标的探测性能。针对此问题, 本文在频率分集阵列多输入多输出(frequency diversity array multiple input multiple output, FDA-MIMO)雷达中提出一种基于二次补偿的抗主瓣欺骗式干扰方法。首先, 通过对脉内主值距离进行前移补偿和对距离频率进行后移补偿, 等效于将欺骗式干扰从方向图主瓣搬移到旁瓣。然后, 借助奇异谱分析技术进行样本筛选以获得干扰协方差矩阵。最后,利用自适应波束形成的方法对干扰进行抑制。仿真实验验证了所提抗干扰方法的有效性。     

基于鲁棒EKF的MEMS-INS/GNSS/VO组合导航方法

针对传统惯导/卫导组合导航在复杂环境下易受干扰,观测量异常从而影响导航性能的问题,提出了基于鲁棒扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter, EKF)的组合导航方法。设计了基于微惯性导航系统(micro-electro-mechanical system-inertial navigation system, MEMS-INS)、全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)及视觉里程计(visual odometry, VO)的融合框架,给出了在GNSS信号失效情形下的导航滤波模型,并将EKF与Huber方法结合,克服观测量受噪声干扰时对导航性能的影响,以提升系统鲁棒性。经仿真和KITTI数据集验证,MEMS-INS/GNSS/VO组合导航方法在GNSS信号失效时仍能输出较高精度导航结果,且可以较好克服异常观测值对系统的影响,具有较高可靠性和鲁棒性。     

车载GNSS失锁下基于BPNN的微陀螺误差估计及定位方法研究

针对在全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)失锁阶段将微陀螺惯性系统作为备用定位系统时,由于微陀螺误差引起的定位误差发散问题,提出了基于后向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)的微陀螺误差估计及定位算法。在GNSS有效阶段为车辆提供定位信息,同时对微陀螺误差进行估计,并利用后向传播神经网络BPNN建立微陀螺误差预测模型,为GNSS失锁阶段车辆定位做准备;在GNSS失锁阶段,利用已建立好的微陀螺误差预测模型估计微陀螺误差,对微陀螺输出信息进行补偿,以抑制由陀螺误差引起的定位误差。最后利用仿真与试验验证了此方法的正确性与有效性。     

基于多级分类与逆向时空融合的弱小目标检测

弱小点目标检测是红外探测技术中的一个关键问题.针对目前序列红外图像目标检测中单阈值分割时弱小目标易丢失及快速移动目标的能量欠积累问题,提出了一种基于多级分类与逆向时空融合的弱小红外目标检测方法.该方法在对图像进行背景抑制的基础上,采用自适应多级分类的方法提取候选目标,强化了各类弱小候选目标的检测能力.同时,根据目标在相邻帧间的位置变化信息构造动态时空管道,在当前帧候选目标点的真伪无法判定时,沿时空管道逆向寻找可能出现的各类候选目标,将其中的各类候选目标点能量与当前帧候选目标点的能量进行加权求和后再进行门限判决,较好地解决了弱小目标及快速移动目标的能量积累问题.最后,本文通过若干实际红外数据验证了上述方法的有效性.