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．      

卫星导航接收机抗欺骗干扰方法研究

在分析各种可能的欺骗干扰方法的基础上,研究了欺骗干扰信号的特性,并从信号体制设计和接收机信号处理两个不同层面提出了一系列通用的抗欺骗措施,可直接用于关键民用基础设施GNSS接收机的抗欺骗设计。     

卫星导航信号电文加密技术研究与评估

全球导航卫星系统民用信号的信号结构公开等特点,使得民用接收机受到了各种欺骗干扰的威胁。针对不同的欺骗干扰攻击,对比分析了不同电文加密技术的鲁棒性。分析表明,电文加密技术不能应对转发式干扰攻击。在对比了椭圆曲线数字签名(ECDSA)和时间效应流丢失认证(TESLA)的基础上,提出了ECDSA和TESLA组合的导航信息认证(NMA)方案。该方案解决了传统NMA的运算量和时间同步等问题。以扩频码身份认证(SCA)技术为例,仿真评估了电文加密身份认证技术的性能。仿真表明,参与身份认证能大大提高接收机的抗干扰性能。      

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。      

GPS民用信号的改进与发展

随着科学技术的发展，GPS被越来越广泛地应用到社会生活多个领域。为了能够为用户提供更好的服务，GPS从投入使用以来就在不断地改进和完善。我们系统地阐述了GPS民用信号的发展历程和发展趋势，分析了各阶段民用信号的信号结构和技术改进措施，并对各种关键技术进行了阐释。     

基于垂直面阵水下定位的算法研究

当前的DGPS水下立体定位是基于水面上的基线面阵双曲线定位系统,对于信号接收器位于同一个垂直平面内时并没有给出具体的定位模型。利用垂直面阵上信号接收机的几何关系自定义坐标系,通过测边网解算方法计算出它们在所定义的坐标系中的坐标。水下声源发射器发射信号,经过一段时间后,各信号接收器接收到信号,利用示波器和信号处理技术得到各信号接收器接收时刻的时间差。通过建立距离交汇模式的定位模型,解算出水下声源发射器的三维坐标。结合在湖北清江的多目标水声信号识别与检测试验,根据实际测得的相关数据解算出水下目标发射器的坐标。由于此定位方法不需要GPS精密时钟,节约了定位成本。适合船体携带,操作方便。为水下目标定位提供了一个新的方法。     

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。     

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。     

基于Hopfield网络的建筑物航测路径自动规划方法

针对当前无人机航线规划算法对地物类型（植被、建筑物等）不敏感,对建筑物测图任务不具备针对性等问题,提出一种基于Hopfield网络的建筑物航测路径自动规划方法。首先利用归一化植被系数（NDVI）排除测区内的植被;然后结合无人机位姿和多视图立体几何,粗略估计测区内的地势高低,确定建筑物区域的位置;再利用改良的8方向检测算子估计建筑物的主方向,优化航线方向;最后构建覆盖多个建筑物区域的Hopfield网络计算全局的最短路径。实验表明：对比常规“条带状”航线,所提方法对建筑物航测的作业距离降幅为68.4%,作业效率提升为50.7%,证明了所提方法具有更高的效率。     

GPS导航软件

为适应GPS各种功能，肚导航微电子技术公司推出一种Orion导航软件，这种软件可用于GPS信号捕获、跟踪、数据提取和GPS导航。该软件可与该公司生产的低功率GPS芯片一起使用，它可提供NMEA和肚导航二进制协议。GPS导航支持宽域增强系统（WAAS）和欧洲地球同步卫星导航系统（EGNOS）信号跟踪，它也支持如3GPP、3GPP2和IS801那样的系统自主操作或辅助操作，它还适用于GSM、WCDMA和CDMA蜂窝式网络系统。     

GPS RTK技术在测量工程中的应用

一、引言 随着国家经济的飞速发展，测量显得越来越重要，与此同时测量的方法与测量仪器也得到质的发展。自从有了GPS，正如人们所说：“GPS的应用，仅仅受人们想象力的制约。”GPS自问世以来，已充分显示了其在导航和定位领域的霸主地位。许多领域也由于GPS的出现而产生革命性变化。目前，几乎全世界所有需要导航和定位的用户，都被GPS的高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活和优质价廉所吸引。这几年中国的GPS应用发展势头也很迅猛，短短几年，GPS的应用己从少数科研单位和军事部门迅速扩展到各个民用领域。GPS的广泛应用改变了人们的工作方式，在各种控制、地形测量等方面提高了工作效率，带来了巨大的经济效益。可以说，GPS的应用前景是无限的。     

顾及信号相关关系的GPS坐标监测序列噪声分析

时间序列分析、谱分析和小波分析理论是对信号进行时、频域分析的主要方法,对GPS坐标监测序列研究并分析其噪声序列发现,GPS坐标监测序列中的噪声主要包含白噪声和闪烁噪声,但是大多数噪声分析方法未考虑信号之间的相关关系。针对GPS站坐标监测序列,在分析2维坐标信号之间相关性的基础上,采用多变量小波去噪工具实现坐标监测序列的2维去噪,对得到的2维噪声序列进行谱分析,并与传统1维去噪方法比较。以苏通大桥GPS坐标监测序列为实例进行分析,结果表明:顾及信号间相关关系的GPS坐标监测序列的噪声分析更加符合实际情况。     

一种基于GPS信号的外辐射源雷达目标定位研究

利用GPS直达波方位角和俯仰角、目标反射波方位角和俯仰角来得到直达波与反射波之间的夹角。通过直达波到达雷达所用时间、直达波与反射波到达时间差以及直达波与反射波之间的夹角,可以得到目标与雷达之间的距离。用反射波的俯仰角和目标与雷达间的距离即可得到目标的坐标值。仿真了各种变量误差对目标与雷达间距离的影响。结果表明：若能把直达波和目标反射波角度测量误差以及信号时延误差控制在合理的范围内,该方法可以实现对雷达目标的有效定位。     

改进的Kriging算法用于GPS水汽插值研究

大气水汽含量在时间和空间上波动所造成的雷达信号不确定性延迟,是影响雷达干涉测量精度的主要因素之一.将高精度地基GPS可降水汽值用于SAR影像大气延迟的改正,需要采用合适的插值方法对GPS观测值进行空间插值.常规的逆距离权(inverse distance weighted,IDW)倒数和克里格(Kriging)等空间插值方法,由于未考虑地形对大气延迟的影响,其应用效果不理想.为此,提出了一种改进的Kriging插值方法,该方法充分考虑了高程和距离对大气插值的影响.对香港地区GPS水汽观测建立的区域水汽改正模型实验结果表明,改进的Kriging方法具有明显的优越性,可以进一步推广用于建立多影响因素的拟合插值模型.     

一种改进的GPS区域叠加滤波算法

GPS时间序列的空间滤波可以提高观测数据的信噪比,有利于获取更高精度的地壳形变信息。区域叠加滤波算法的空间滤波结果随着测站数和空间尺度不同而不同,不利于研究GPS时间序列中的形变信息。为了削弱区域叠加滤波受空间尺度的影响,提出一种不以空间尺度作为约束条件,同时引入相关系数和距离因子的区域叠加滤波算法。采用2010—2017年中国区域260个GPS连续观测站的时间序列展开空间滤波方法的研究,计算结果表明,对比相关性区域叠加滤波算法,考虑GPS时间序列之间的相关系数和距离因子更有利于提取GPS时间序列中的共模误差,且受空间尺度的影响较小。对比3种不同距离因子的区域叠加滤波算法,可知引入距离反比的空间滤波算法可实现更优的空间滤波。采用该方法空间滤波后可使GPS时间序列残差降低30%~40%,GPS速度场精度提高30%~40%。此算法实现了更优的GPS形变场估计,为研究中国区域的地壳运动和其动力学机制提供了可靠的数据基础。     

一种无人机影像分块的亚像素角点快速检测算法

为满足无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)影像角点快速检测的需要,针对Harris角点检测算法提取的角点是像素级的、且存在定位不精确和计算效率低的问题,提出了一种改进的、适用于无人机影像的角点检测算法.该算法首先根据最近邻域和对角邻域方向相似像素点特征数目初步筛选角点;然后对无人机影像进行分块处理,进行Harris自适应角点检测;最后,利用加权最小二乘欧几里德距离实现了亚像素角点的快速精确定位.实验验证了该算法的有效性和可行性,所检测的角点分布均匀,显著提高了角点检测速度.     

对流层传播延迟改正

介绍了对流层大气折射对GPS信号的影响及修正方法，着重讨论了各种天顶延迟计算方法和投影函数模型；通过试算，并分析比较这些模型的差异，得出了一些有益的结果。     

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。     

GPS时间序列中异常周期信号影响机制分析

采用功率谱分析和主成分分析的方法对GPS坐标时间序列的周期性变化进行了探讨,对IGS站的部分时段的观测资料进行了处理,分析了台站时间序列潜在的周期性质。证实了异常周期项（1．04cpy）的存在,对探测出的异常周期信号分别从构造信号、共模误差、地表质量负荷等影响因子展开讨论,分析其来源及影响机制。结果表明,上述影响因素未能对异常周期信号做出合理解释,该异常信号与GPS观测技术本身,即未模型化的GPS系统误差相关。对其影响因素做了初步探讨,为进一步建立相应的误差改正模型,增强GPS观测技术的稳健性提供了一些参考。