GNSS接收机抗干扰自适应调零技术性能估计

GNSS抗干扰技术中常采用功率倒置算法(PI)来得到自适应波束形成的零陷。信干比为80dB时,PI算法能准确识别干扰的方向,抗干扰分辨率好,但当信干比降低到20dB左右时,在射频干扰信号方向谱周围会形成大量带状的零陷,干扰信号的分辨率恶化严重。空间谱估计中的多重信号分类(MUSIC)算法具备超分辨率特性,通过信号子空间和噪声子空间的正交功率最小化原理,采用空间二维谱峰搜索方位角和仰角,能够准确进行DOA估计,有效区分有用信号和干扰信号。在高信干比条件下,基于MUSIC算法的最小功率估计抑制深度明显好于传统的PI算法;在低信干比条件下,MUSIC-PI算法在干扰信号方向谱判别及零陷抑制方面依然有效,而传统的PI算法失效。计算机仿真结果验证了该方法在GNSS抗干扰领域的有效性和鲁棒性。     

卫星导航干扰抑制与信号增强算法研究

针对功率倒置(PI)抗干扰算法只能抑制干扰而不能增强导航信号问题,采用级联空域抗干扰算法．第一级通过并行基于正交子空间投影的PI算法处理消除强干扰,然后第二级利用卫星导航信号循环平稳性对期望信号进行波束形成,增强卫星导航信号,进一步提高信干噪比．最后通过仿真验证该方法的有效性．      

两种GPS天线阵列抗干扰算法研究及仿真

介绍了自适应天线阵列信号响应的数学描述,论述了在GPS抗干扰应用中广泛采用的基于最小均平方（LMS）的自适应算法的原理和实现过程,并对算法进行了仿真。提出了一种优于LMS算法的自适应数字波束形成（DBF）技术,推导出了其最优权系数矢量的计算方法,并对该算法进行了仿真。仿真结果表明：4阵元LMS的自适应调零算法对于单干扰的抑制和双干扰的抑制都达到了较好的效果,同时也体现了该算法零陷的优点。     

基于功率变化的移动终端欺骗干扰检测方法

对欺骗信号的功率检测是目前最常用的欺骗检测方法之一,但欺骗源可以通过调整发射的信号功率,仍然可实现对环形范围内所有终端的欺骗攻击．针对该问题,本文提出了一种基于信号功率变化的移动终端欺骗干扰检测方法,该方法利用了真实卫星和欺骗源与终端在距离上差异的本质属性,通过终端运动情况下真实信号与欺骗信号在相同距离上信号功率变化的不同,实现对近距离欺骗干扰源的有效检测．本文建立了移动终端导航信号功率变化模型,并在此基础上给出了针对欺骗信号的二元假设检验方法．通过理论分析和仿真实验,验证了本文提出的基于信号功率变化的移动终端欺骗干扰检测技术的有效性,当干扰源距离终端小于2 000 m,终端运动距离大于200 m即可实现在1％的虚警概率下实现对97％以上欺骗攻击的有效检测．      

针对抗干扰天线的GNSS非平稳干扰技术研究

针对GNSS抗干扰天线阵列，提出基于非平稳干扰信号的信号体制设计，以提高对GNSS信号的干扰效果.通过构造针对GNSS抗干扰天线阵列的干扰场景，对不同体制的非平稳干扰信号进行仿真.针对采用空频抗干扰算法的抗干扰天线，通过非平稳干扰信号对GNSS信号进行干扰，其干扰效果相对传统宽带扩频干扰，可以提高干扰效果在10 d B以上.所设计的干扰体制的非平稳特性打破了天线阵列抗干扰算法设计的前提(干扰信号广义平稳)，对此类抗干扰算法的性能产生较大影响.     

GPS宽带自适应阵调零技术

军用GPS系统必须能在敌方干扰时工作。由于附近干扰机和远距离卫星源之间存在巨大的功率差，所以GPS信号的扩频增益对实现抗干扰（A／J）保护能力是不够的。本提出了采用自适应天线调零系统来实现附加的抗干扰（A／J）保护能力，但是目前的系统，如AB－1就不能抑制与安装在飞机上阵列相关的近场多径干扰。本分析了GPS调零时空自适应（STAP）波束形成器的设计，包括STAP处理器对GPS位置计算的影响，该位置通过测量不同卫星信号的到达时差（TDOA）来计算。本提出了两种新疑结构，其性能通过在1：4比例大小的F－16飞机上进行的多次测量来模拟确定。     

采用调零天线阵测向解GNSS姿态仪的整周模糊度

由多个单元天线组成的GNSS调零天线阵通常用于在大功率干扰信号来波方向上形成天线波束方向图零点,以此来抗压制性干扰。采用此调零天线阵所自然形成的二维短基线,按照电子侦察中多基线干涉仪测向原理,通过短基线的相位差测量值来解GNSS姿态仪长基线的相位差模糊,从而实现了GNSS姿态仪的整周模糊度的实时解算。该方法通过GNSS姿态仪与调零天线阵的组合应用,不仅提高了解模糊的性能,而且增强了整个系统抗干扰反欺骗的能力,从而为GNSS姿态仪和调零天线的拓展应用提供了重要参考。      

自适应抗干扰GPS智能天线的算法与仿真

针对GPS信号较弱易受下扰的问题,提出将自适应抗十扰智能天线应用于GPS接收机上,采用多重信号分类算法和功率倒置算法相结合,并进行计算机仿真分析,得出了干扰越强对干扰的抑制也越强的结论.     

一种基于功率可行域的卫星导航欺骗干扰评估方法

针对欺骗干扰评估场景复杂、反欺骗策略繁多等所导致的量化评估难度大的问题,建立了欺骗对抗场景到欺骗对抗效果的评估模型和映射过程,并从欺骗对抗场景中的功率空间和欺骗对抗效果中的欺骗有效概率出发,设计了基于欺骗有效功率可行域的评估方法与指标。仿真结果表明,该评估方法可以实现不同反欺骗策略之间性能的量化对比,能够为接收机反欺骗算法选择和优化提供量化评估方法。     

基于定位坐标的多节点欺骗干扰检测算法分析

欺骗干扰由于其功率小、隐蔽性强等优点,逐渐成为干扰卫星导航信号的重要手段。本文使用基于定位位置的多节点欺骗干扰检测中常用的模型,通过Neyman Pearson方法推导出了基于定位坐标的多节点欺骗干扰检测算法,该算法可以得到不同欺骗条件下的观测量阈值和检测概率的表达式,这为基于多节点实地检测欺骗提供理论依据。      

基于波束控制的卫星导航接收机抗干扰算法研究

卫星导航接收机抗干扰技术是接收机设计的一项关键技术。在研究基于功率反演的空域自适应抗干扰算法基础上，提出了采用基于波束控制的抗干扰算法，并进行了仿真计算，结果表明：该算法明显提高了接收机抗干扰性能。     

Efficient spoofing identification using baseline vector information of multiple receivers

In a spoofing environment, a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver must employ anti-spoofing techniques for obtaining a normal navigation solution from the GNSS signal. We propose a new method for identifying spoofing signals using the norm of the difference of baseline vectors (NDB) obtained from multiple receivers. The main focuses of this research are to reduce the initial time required to identify the spoofing signal and to mitigate the physical constraints on multiple antennas placement. First, the multi-correlators of each receiver track both GNSS and spoofing signals simultaneously and classify them into two signal groups. Then, the baseline vectors are generated from the double-differenced carrier phase measurements of the classified signal groups, and the NDB is calculated. If the target positions of the spoofing signal groups are almost the same, the NDB has a fairly small value when the base position of the selected baseline vectors is calculated from one of the GNSS groups and the rover positions of the baseline vectors are calculated from each spoofing group of the multiple receivers. Using the NDB, a hypothesis is established, and a hypothesis test is conducted for identifying the spoofing signal. The performance of the proposed test statistics is analyzed with respect to the distance between the GPS antennas and the tuning parameter. Our experimental results show that the proposed method effectively performs spoofing identification with a short baseline. Additionally, the method exhibits a very low probability of fault detection and fast response time. This means that the immediate anti-spoofing can work properly in spoofing environments.     

基于SYSTOLIC阵列的空频联合自适应调零算法

在卫星导航自适应调零天线研究领域,分为超高自由度算法方向与稳健自适应计算方向。超高自由度算法的代表是空频自适应处理(SFAP),SFAP极大的增加了自适应计算的自由度,可以提高通道失配时系统的干扰抑制度。稳健自适应计算的代表是QR-RLS算法,因为QR-RLS算法属于数据域算法,因此它对自相关矩阵条件数恶化具有很好的适应性。结合两种算法的优点,给出一种SYSTOLIC-SFAP算法。该算法在SFAP框架下,采用SYSTOLIC阵列完成QR-RLS自适应计算,具有对通道失配不敏感且收敛性能良好的特点。      

无人机GNSS诱骗与反诱骗技术论述

基于无人机及导航系统的特点，[JP2]论述了无人机在现代战争中的地位和作用,分析了无人机在不同工作模式下的全球卫星导航系统(GNSS)可欺骗性.介绍了压制干扰和欺骗干扰组合使用诱骗无人机的工作原理和流程,并论述了抗压制式干扰和抗欺骗式干扰等反诱骗技术.      

两种功率倒置阵列天线调零模型的等效性分析

在对卫星导航接收系统中两种常见的功率倒置阵列天线调零模型：基于参考信号的最小均方误差模型和线性约束条件下的最小功率模型,利用分块矩阵求逆特性从理论上证明了这两种模型之间的等效性,并针对不同模型的特点指出了这两种模型各自不同的应用场合,通过仿真对理论分析的有效性进行了验证,从而为卫星导航接收系统中的抗干扰调零天线的理论建模、仿真设计和实际应用提供了新的参考。     

基于动态聚类的卫星导航信号多波束抗干扰方法

针对卫星导航抗干扰需求,研究了基于自适应波束形成的多波束抗干扰技术. 为了解决传统固定多波束抗干扰方法在波束数目受限时无法兼顾所有导航卫星信号导致接收性能下降的问题,提出了一种基于K-means聚类算法的动态指向多波束抗干扰方法. 建立天线阵列进行仿真,结果表明,该方法在接收的北斗卫星信号数目多于波束数目时,抗干扰性能优于传统方法.