基于牛顿迭代法的GNSS欺骗干扰参数估计

欺骗干扰是全球卫星导航系统(GNSS)发展面临的重要挑战,针对小时延场景下欺骗干扰参数估计方法计算量大的问题,提出了一种基于牛顿迭代法的参数估计方法. 该方法以码相位估计为核心,通过构建欺骗场景下信号参数的非线性估计模型,采用牛顿迭代法对信号码相位进行估计,在此基础上采用最小二乘法对信号幅度和载波相位进行估计. 实验结果表明:该方法的平均迭代次数在10次左右,相比于传统参数估计方法,算法有效性大幅提升. 在准确性方面,该方法能够有效提高小时延场景下的信号参数估计精度.      

GNSS欺骗干扰效能指标检测方法

近年“导航战”日益得到各国的重视,欺骗式干扰技术已经从早期的理论研究与仿真阶段,迈向具体试验阶段。有效地评估装备作战效能和论证其应用于现实需求条件下的实际效能,将成为增强现代化卫星导航信息对抗作战能力及改善装备核心性能的重要因素。全文以前人研究的欺骗干扰关键技术为基础,从导航信号、定位结果、软硬件性能等方面入手,从基本指标到欺骗效能指标,构建效能指标;并结合欺骗干扰原理、计算方法,总结各项指标的具体检测方法及计算模型,全面完善效能评估研究,为后期评估试验平台搭建及实施打基础。     

GNSS/INS组合导航系统抗欺骗式干扰技术现状与展望

随着卫星导航技术的发展,GNSS服务易受欺骗干扰已成为现实威胁。本文首先介绍了GNSS/INS组合导航抗欺骗式干扰技术背景,包括欺骗式干扰技术的概念、方式和案例等;其次深入分析和总结了国内外GNSS/INS组合导航系统抗欺骗式干扰技术研究现状与展望;最后进行了总结和思考。     

GNSS转发式欺骗干扰方法的改进

针对GNSS多天线转发式欺骗干扰在实际应用中,当干扰机与目标机距离大于一定范围时,将引起目标机钟差突跳,从而易被目标机检测和识别的缺陷,提出了基于干扰机阵列的转发式欺骗干扰新方法。干扰机阵列按照正六边形网型布设,可实现目标区域的无缝覆盖,并且灵活易拓展。不论目标机位于区域的任何位置,均有一个最优干扰机能够对其实施有效干扰。为了确定相邻干扰机的最优间距,本文在干扰机阵列不同间距下对具有钟差突跳自适应检测能力的目标机的干扰有效性进行了仿真研究。结论表明,综合考虑各种约束因素,相邻干扰机最优间距为17 km,满足该条件的干扰机阵列在实施欺骗干扰过程中,不会造成目标机钟差突跳,有效解决了该干扰方式易被目标机识别的问题。     

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。     

GNSS调零抗干扰天线的反欺骗性能分析

为分析全球卫星导航系统(GNSS)中存在欺骗干扰的场景下调零抗干扰天线的反欺骗性能,推导出在快拍数有限的情况下,功率倒置(PI)算法利用调零天线处理后输出真实信号和欺骗信号功率的理论公式.详细分析了欺骗信号到达天线阵口面的功率对真实信号和欺骗信号输出功率的影响,通过欺骗抑制比这一指标来衡量PI自适应调零天线的反欺骗性能...     

海量GNSS小文件云存储优化方法研究

GNSS数据量呈指数级趋势增长,Hadoop分布式文件系统（HDFS）解决了海量GNSS数据存储瓶颈的难题,却面临内存占用多、文件相关性差和缺乏优化机制的问题。针对HDFS处理海量GNSS小文件效率不高的问题,结合GNSS数据类型、特点以及存储过程,提出了一种新的GNSS小文件云存储方法,优化了GNSS小文件的写入、读取、添加和删除策略。该方法分别按观测文件和解算成果的类型进行合并,对合并后的文件构建压缩Trie树索引,索引切分后,根据匹配算法分布式地存储索引块。实验采用国际GNSS服务（IGS）28 d的数据和产品进行云存储优化。结果表明,该方法降低了各节点内存消耗,提高了海量GNSS小文件写入、读取和删除的效率,实现了对海量GNSS小文件的高效云存储。     

GNSS安全——网络空间安全的新战场

网络安全是当代网络社会面临的重要问题.全球卫星导航系统(GNSS)是网络空间的重要组成部分,GNSS提供的时空信息不仅是万物互联实现所需的时空参考基准,其本身也是网络传输的重要数据内容之一.易损性是引起GNSS安全性风险的重要因素,GNSS受干扰影响可失去定位授时能力或产生虚假信息,造成GNSS安全性风险并进而影响整个网络空间的安全.应从思想认识,系统建设,技术发展,法律法规等方面入手应对GNSS造成的网络安全性风险.     

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．      

一种新的基于云模型的宗地地价评估方法

利用云模型发生器和云不确定性推理实现地价影响因素语言值的定性定量转换,在此基础上,结合多元线性回归模型,对地价影响因素量化值和地价进行回归分析,提出了一种新的宗地地价评估方法,并进行了实例分析.     

基于云模型的影像地图质量综合评估

利用云模型定性和定量之间的转换关系,提出了基于云模型理论的影像地图质量综合评估模型,建立了二级指标的综合云模型、评语集的梯形云模型、最终评价模型等,将影像地图的质量评价结果以概率分布的形式给出。经实例证实,该模型的评价结果直观、可靠,更加符合实际。     

一种可用于GNSS干扰分析的FDR计算方法

针对目前电磁兼容分析领域中频率相关抑制(FDR)计算偏理论化、计算精确度不足和可操作性不强的特点,引入一种基于高斯勒让德积分算法的FDR计算方法并介绍其相关软件的使用方法,该软件与目前常用的计算方法相比,具有计算精度高、操作简易、实用性强等特点,采用典型案例分析对方法进行了说明,可为无线电管理人员在开展全球卫星导航系统(GNSS)干扰分析工作提供有效辅助支撑.      

改进CODE GIM的GNSS广播电离层模型评估方法

针对如何有效地对各类电离层模型在建模实现、模型精度、模型时效性等方面进行综合评估问题,该文提出一种基于改进CODE模型(CODE+模型)全球电离层图(GIM)的预报电离层精度评估方法,通过增加我国陆态网监测站数据,提高我国及周边地区的电离层建模精度,弥补了CODE GIM在我国及周边地区因观测数据少而精度受限的不足。通过试验分析表明,改进CODE GIM能够满足精度要求,且更好地与我国实际电离层情况相吻合;并以此为基准评估GNSS广播电离层精度,对比分析了GPS、BDS、Galileo电离层模型的精度,得到一些初步结论。     

基于载波相位差分的多频多GNSS测速精度评估

基于载波相位历元间差分测速方法,建立了全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）单点测速的数学模型,分析了其误差源,并结合实测数据对多GNSS系统各频点及其无电离层组合、不同系统组合的测速精度进行了对比分析。实验结果表明：不同系统不同频点的测速精度有所差异,BDS(BeiDou navigation satellite system)的B1I、B1C、B3I、B2a频点和Galileo(Galileo positioning system)的E1、E5a、E6、E5b、E5频点的测速精度相当,水平方向优于1.5 mm/s,高程方向优于3 mm/s;BDS的B2I和GPS的L1、L2、L5频点的测速精度相当,水平方向在1.5～2 mm/s,高程方向在3～4mm/s;GLONASS(globalnavigationsatellitesystem)的G1、G2频点测速精度最差,水平方向在3～4 mm/s,高程方向在5～5.5 mm/s;双频无电离层组合由于放大了观测值噪声,其测速精度低于单频。此外,多GNSS组合增加了可见卫星数,降低...     

高度角与信噪比混合的GNSS随机模型精化及其对RTK定位性能的影响

全球卫星导航系统(GNSS)观测值精度会受到大气延迟、非视距(NLOS)信号和多径等因素的影响,而高度角或信噪比(SNR)模型对不同误差源的敏感程度不一样,导致传统基于高度角或SNR的单一随机模型不能满足全场景的高精度定位导航,加上多频多系统的出现,不同GNSS甚至同一系统的不同频段观测值精度也会存在差异,这也给传统模型定权带来了一定挑战.在分析高度角随机模型、SNR随机模型存在的优缺点的基础上,提出了一种高度角、SNR混合的随机模型;通过站间单差、历元间三次差分别对GPS、北斗卫星导航系统(BDS)、Galileo的伪距、相位噪声进行提取,精化了高度角、SNR混合随机模型.实验表明,SNR模型、高度角模型、混合模型的模糊度正确固定率分别为92.42%、95.85%、97.69%;SNR模型定位精度低于高度角和混合模型,混合模型相比于高度角模型,水平方向上定位精度提升了50.0%,高程方向精度提升了37.1%.     

基于六旋翼无人机平台的GNSS干扰源测向与定位系统设计与实现

目前,基于无人飞行器的导航干扰源探测方面的研究主要集中在理论研究与仿真实现阶段[1],文中设计了一种基于六旋翼无人机平台的全球卫星导航系统(GNSS)干扰源测向与定位系统, 并在某飞行场区进行了干扰源定位精度的测试. 该系统主要由六旋翼无人飞行器、干扰源监测测向载荷以及地面站组成. 系统试制完成后,选定开阔环境,通过设置干扰源发射不同的调制方式、不同发射功率的干扰信号,以此来验证干扰源的定位精度.      

利用GNSS星间链路对中高轨航天器测定轨的可行性研究

目的 目前中高轨航天器精密轨道确定普遍采用地面跟踪测量体制,面临跟踪弧段不够、跟踪精度不高、无载体自主定位能力的问题。GNSS星间链路网络的建立为中高轨航天器定轨提供了新思路。介绍了基于GNSS星间链路的中高轨航天器定轨新方法,设计仿真模型分析了其可见性、定位精度、链路预算,并进行了自主定轨模拟计算。结果表明:以 GNSS星间链路实现中高轨航天器测定轨,可见星数目多、定位精度好、链路余量高,对中高轨航天器在径向的定轨精度可以达到6m 以内,切向和法向在2m 以内。本文测定轨方案可行,为GNSS在新领域的应用提供了思路。     

基于X-11-ARIMA模型在GNSS定位数据后处理的应用

定位数据分析及后处理是卫星导航定位系统在测绘和地灾监测应用中的关键环节. 通常,在卡尔曼滤波处理定位数据后得到的平滑数据,能够剔除噪声干扰得到贴近真值的数据. 但在长时间跨度的情况下,周期性发生的干扰难以在短时间内被识别和滤除,从而反映为一种频率较低的噪声波动. 假设该波动干扰存在周期性,以X-11分解时间序列分析方法进行数据处理,平滑后定位数据的方差从4.733减小至2.683,精度提高了43.3%. 并对拆分数据进行差分自回归移动平均模型(ARIMA)建模预测. 还原数据对比直接预测数据的分析结果表明:拆分后分别预测再整合还原精度高于直接预测5%～10%,可以应对平滑处理实时性差的问题.