基于决策融合的GNSS欺骗干扰检测性能分析

欺骗干扰是一种旨在迫使GNSS接收机得到错误导航信息的蓄意攻击。卫星导航接收机需要及时且准确检测出现的欺骗干扰信号。本文借鉴认知无线电中协作频谱感知的思想,提出了一种基于决策融合的卫星导航欺骗干扰检测算法。首先采用能量检测算法,分析并推导了单个检测器在瑞利衰落信道下的卫星导航欺骗干扰检测性能,然后应用K/N准则的决策融合方法以进一步改善欺骗干扰的检测性能。仿真结果表明:当SINR=-10 d B时,检测概率比单次检测概率平均提高了16.60%。     

GPS转发欺骗式干扰时延分析

在GPS转发欺骗式干扰中,转发时延是一项关键技术,当转发时延不合理时,会使接收机钟差改变,容易被识别,降低欺骗干扰的成功率。利用GPS伪距定位原理,推导了转发时延的算法,并针对不同的计算结果分析其对接收机钟差的影响。得出的结论为:当被转发卫星到转发器的距离与转发器到真实点距离之和不大于被转发卫星到虚拟点的距离时,干扰不会对接收机钟差产生影响，否则会影响接收机的钟差。从这个角度出发,对GPS转发欺骗式干扰源的部署位置做了分析，当转发器位于被转发卫星和真实点的连线上,可以使不对接收机钟差产生影响的虚拟点的选择范围最大。     

转发干扰下匹配滤波P码捕获性能分析

为了有效抑制转发式干扰,在采用匹配滤波捕获方法的基础上,提出了基于延迟-等待捕获策略的抗转发干扰P码捕获方法,给出了具体的实现过程,对转发式干扰情况下该方案的有效性和强转发干扰下的局限性进行了理论分析,对有转发式干扰信号场景下匹配滤波P码捕获方案进行了仿真.仿真结果验证了理论分析结果,为军用抗干扰卫星导航接收机的设计提供了参考.     

一种基于定位误差的多星座快速选星算法

对于GPS/SBAS/QZSS/BDS的多星座卫星导航系统,分别分析了几何精度因子(GDOP)与系统时间差以及与定位误差之间的关系,并在此基础上,进一步提出了一种快速选星算法。该算法基于定位误差进行选星,并考虑了系统时间差对GDOP的影响。仿真结果表明,该算法的计算量相对于最佳GDOP选星有了显著降低,选星后的GDOP值非常接近最佳GDOP选星的结果,从而在定位精度损失不大的条件下降低了定位解算的运算量。     

抗转发干扰FFT快速捕获方法研究

为了解决有效抑制转发式干扰问题,根据转发干扰信号的码相位滞后于卫星导航信号的特点,结合快速傅里叶变换(FFT)快速捕获的二维搜索策略,提出基于延迟-等待捕获策略的抗转发干扰FFT快速捕获方法.该方法根据过门限峰值的码相位信息来区分判别卫星导航信号和转发干扰信号,在不影响接收机在无转发干扰正常工作的条件下,保证了接收机在转发干扰下的捕获性能.理论分析和仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于多目标遗传算法的多星座选星方法

为了提高接收机导航定位的实时性,需要从大量的可见卫星中选取几何布局较好的星座组合进行定位解算.提出多星座选星可以作为有约束条件的离散型多目标优化问题求解,并基于NSGA-Ⅱ遗传算法提出了一种多星座选星方法.该方法能综合优化几何精度因子(GDOP)和选星数目,可以在减少接收机运算量的同时获得良好的定位精度.仿真结果表明,利用该方法在静态和动态情况下均有良好的有效性和实时性.     

一种基于扩展孔径的SAR欺骗干扰算法

鉴于传统算法存在的问题及成因,提出了一种基于扩展孔径的合成孔径雷达(SAR)欺骗干扰算法,论述了改进算法的原理和流程,解决了实际应用中传统SAR欺骗干扰算法在未知方位向参数的情况下,无法在方位向实现精确定位干扰和干扰图像完全聚焦的问题.仿真结果表明该方法原理正确,具有工程应用价值.     

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.     

一种改进的基于地理位置的无线Mesh网络路由协议

提出了一种基于地理位置的干扰感知路由协议IAPR(Interference Aware Progress Routing),该算法通过感知无线信道的干扰特征对贪婪转发和空洞绕行过程进行改进。在贪婪转发模式下,通过权衡转发距离与链路质量以及信道接入难度实现对下一跳节点的选择,使得分组在保证转发距离的基础上选择更有利于传输的链路;当分组到达了局部最小点时,启用基于竞争的机会式转发。在竞争因素中加入了分组由空洞绕行模式回到贪婪转发模式可能性的因素,在空洞边缘处帮助分组转回到贪婪模式的邻居节点将在竞争中获得最高的优先级,继而获得首先转发的机会。NS2仿真实验结果表明,IAPR路由算法能够更好的实现分组转发,提高分组的传输效率。     

一种BDS/GPS双系统融合导航的快速选星方法

针对全球导航卫星系统运算量急剧增加的问题,提出一种BDS/GPS双系统快速选星算法.该算法以最佳星座配置法和底座中心法为基础,针对多系统的特点制定选星策略,并对算法进行实验验证.实验结果表明,该算法在保证定位精度基础上有效减少了定位解算的运算量.     

一种全球导航卫生系统钟差估计优化方案的量化研究

摘要：针对卫星钟差解算策略的优化问题,本文基于BERNESE GNSS数据处理软件,设计了卫星估计钟差解算方案。提出了“单位时间误差梯度”的概念,量化了解算精密钟差的效率。采用基于TIN的选站法选取参考站,利用历元参数在历元间的独立性,分步解算各类参数。既减少了因大量历元参数存在引起的时间迟滞,又消除了单历元观测离群值对非历元参数估计的影响,从而提高了GNSS卫星钟差估计效率。利用IGS跟踪站作为参考站对以上解算过程进行实验,结果表明估计钟差与IGS精密钟差的符合精度达到0.1ns,陆态网精密单点定位（PPP）动态解最大偏差小于10cm,能够满足动态定位厘米级的精度要求,为估计钟差时参考站的数量和几何分布的选择提供了参考。     

基于历史基线长度减小动态基线向量噪声的方法

静态情况下,GNSS载波相位相对定位可以通过对不同历元的三维基线向量按各自的维度滤波,从而减小基线向量噪声.而动态情况下,不同历元的基线向量不一定不变,故无法使用滤波算法.对于动态定向、定姿等应用,基线长度一般是固定的,通过对不同历元间基线长度取均值,平均基线长度的噪声将小于当前历元的基线向量噪声.基于此,本文提出一种基于历史基线长度减小动态基线向量噪声的方法.设计了将历史基线长度和当前历元基线向量进行数据融合的数学模型,推导了模型中的权值矩阵.通过误差传递的关系,得到噪声减小的理论表达式.通过仿真和实测基线数据验证该算法的性能,结果和理论分析一致.该算法实现简单,可在不添加硬件资源的情况下将基线向量噪声减小至80%左右.      

旋转弹引信用卫星定位接收信号旋转解调方法

为解决旋转弹飞行中的高旋转、高动态条件会造成卫星定位接收系统无法正常定位的问题,针对旋转、动态环境开展了旋转弹卫星定位接收信号旋转解调方法的研究.详细分析了旋转条件对卫星定位信号接收的影响,并针对旋转特性设计了旋转跟踪解调环,用于对旋转的跟踪与解调,给出了旋转弹卫星定位信号接收系统的设计方案,基于Simulink实现了旋转弹卫星定位信号接收系统的仿真,并给出了相应的仿真与实验结果.结果表明,设计的以旋转跟踪环为核心的旋转弹卫星定位信号接收系统,在中心频率为200 Hz的情况下跟踪范围可达到±40 Hz,较好地满足了转速在200转/s左右的旋转弹信号接收要求.      

电子对抗条件下防空导弹单次连射杀伤概率计算

阐述了有源压制式干扰和箔条干扰条件下的信干比计算方法,构建了电子干扰条件下防空导弹单发杀伤概率的计算模型,引入了雷达抗干扰改善因子的概念,分析了欺骗式干扰的有效干扰概率和电子干扰条件下的目标发现概率,最后给出了电子对抗条件下防空导弹单次射击杀伤概率的计算模型。     

一种基于正交脉冲分集的ISAR欺骗干扰消除与识别方法

延时转发欺骗性干扰是针对逆合成孔径雷达(ISAR)成像的一种重要干扰方法,为了对抗干扰产生的假目标,提出一种基于正交脉冲分集的ISAR欺骗干扰识别与消除方法。首先建立了逆合成孔径雷达干扰信号模型,研究并给出了针对此干扰的正交脉冲设计应当满足的约束条件,通过设计一组半正交化的脉冲实现了对于延迟转发欺骗干扰的消除与识别。该方法通过对逆合成孔径雷达波形的正交化设计,可以检测并消除延时转发干扰产生的假目标,实现相应的逆合成孔径雷达抗干扰。最后通过仿真实验在20 dB的干信比条件下,产生了0.3倍峰值的旁瓣波形,并成功得到ISAR图像。同时在5 dB以上的高信噪比条件下,将文中方法与已有方法进行对比,ISAR图像的峰值信噪比提升了约5 dB,验证了所提方法的有效性。