卫星导航欺骗干扰信号检测技术综述

卫星导航欺骗干扰信号检测是卫星导航接收机实施欺骗干扰抑制、防止产生错误定位和测速、定时信息的必要步骤.在介绍了导航战背景下卫星导航欺骗干扰技术的基础上,分析比较了当前主要卫星导航欺骗干扰信号检测技术的实现难度、效果和场景适应性,指出了现阶段卫星导航接收机端最具研究价值的欺骗干扰信号检测技术.最后对欺骗干扰检测技术研究的趋势和发展方向进行了总结展望.      

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。      

基于星基导航完好性监测及其海上应用系统的探讨

由于卫星导航信号强度弱易被干扰,可以通过人为手段（如GPS的SA）播发欺骗信息,使海上船只的导航信号容易被干扰、蒙蔽和控制。通过对星基导航完好性监测方法的探讨,介绍了通过建立一个卫星导航系统信息源完好性监测数据库,并利用地球同步卫星,将监测结果实时地传输到监控中心,来建立一套可靠性高、实时性强的海上卫星导航信息源完好性监测系统,解决我国海上特殊用户星基导航可靠性保障的问题。     

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。      

窄带与脉冲干扰对卫星导航信号载噪比的影响

现代电磁环境日趋复杂,导航接收机受到各式各样干扰的风险越来越高,窄带干扰和脉冲干扰就是对卫星导航信号常见的压制干扰手段.不同的干扰信号具有不同的时频域特征,对卫星导航信号造成的影响也有很大差异,这种影响主要体现在信号的载噪比和误码率等方面.针对目前国内脉冲干扰的性能研究不足的现状,通过对比窄带干扰性能评估方法提出了适应...     

利用旋转天线载波相位双差进行欺骗干扰检测技术

有效的欺骗干扰检测,是卫星导航接收机实施欺骗干扰抑制,防止产生错误定位、测速和定时信息的前提。提出了一种基于旋转天线载波相位双差的卫星导航接收机欺骗干扰检测技术,在对接收机天线匀速旋转时输出载波相位测量值进行平动消除和非相关差分处理后,利用广义似然比检验实现了对单一发射天线输出欺骗干扰信号的检测。进一步分析了旋转半径、转速和数据长度对检测性能的影响,指出增加数据长度是提升检测性能的必然选择,并定义了比较全局检测性能和限制检测性能下降的检测盲区。最后,通过蒙特卡洛方法进行了仿真验证,结果验证了所提检测方法和检测性能分析的正确性。     

卫星导航信号体系设计研究

针对卫星导航当前面临导航信号测量性能提高、应用环境更加苛刻、导航频段频谱资源紧张等需求,合理的信号体制和各类标准的相辅相成是卫星导航系统持续稳定运行的重要保障。该文在梳理和分析国内外公开的卫星导航信号体制的基础上,研究了卫星导航信号的载波频率、调制方式、信道编码、导航电文等关键组成要素,简要剖析了各组成要素对系统兼容性、互操作性、码跟踪捕获性能、抗干扰性、抗多径及用户终端成本等方面的影响,开展了卫星导航信号设计的需求分析,设计提出了一种卫星导航信号设计标准体系。     

卫星导航信号质量监测系统及应用

卫星导航信号质量监测是卫星导航系统设计和运行过程中的重要环节。在介绍国外已建立并运行的卫星导航信号监测系统组成和任务的基础上,从导航信号结构组成入手,阐述了导航信号质量监测的主要内容、系统的设备组成、工作模式,并介绍了该系统在导航信号质量监测中的实际应用。     

基于密度聚类的北斗卫星导航弱信号自动捕获方法

在外界射频信号、导航接收机混频处理噪声的影响下，为了有效捕获北斗卫星导航弱信号信息，提出基于密度聚类的北斗导航弱信号自动捕获方法.使用密度聚类得到BDS信号来源的聚类中心，结合聚类中心设计卫星波束方向，约束卫星导航信号接收范围，抵御干扰信号的空域干扰；通过基于小波阈值方法去除波束抗干扰作用下导航信号的噪声信息；采用相关函数模值计算方法计算去噪后导航信号和已知弱信号之间相关性，相关性大于门限值时说明去噪后导航信号为弱信号.实验结果表明，在外界射频信号和混频器干扰下，此方法具备自动捕获北斗卫星导航弱信号的能力.     

Compass系统与GPS系统L1频段信号干扰仿真分析

全球导航卫星系统间的频率兼容性研究已经成为一个热点问题。首先介绍了国际电联建议的卫星导航系统间干扰分析方法;然后根据该方法对Compass系统和GPS系统在L1频段的信号进行了干扰仿真分析,并比较了系统间互干扰和系统自干扰的影响。仿真计算结果表明,除了互用信号L1C和B1C外,其余信号间的自干扰在总干扰中占主导,互干扰的影响相对较小。     

Compass系统与GPS系统L1频段信号干扰仿真分析

全球导航卫星系统间的频率兼容性研究已经成为一个热点问题.首先介绍了国际电联建议的卫星导航系统间干扰分析方法;然后根据该方法对Compass系统和GPS系统在L1频段的信号进行了干扰仿真分析,并比较了系统间互干扰和系统自干扰的影响.仿真计算结果表明,除了互用信号L1C和B1C外,其余信号间的自干扰在总干扰中占主导,互干扰的影响相对较小.     

基于蚁群算法的干扰源优化设计技术

在电子对抗新形式的战争中,对卫星导航实施有效的干扰将会极大程度地削弱敌方作战能力。若要对特定区域实施有效的干扰,干扰源的部署方案选择至关重要。为取得理想的干扰效果,本文结合压制式和欺骗式干扰原理以及现代战争的特点,对卫星导航干扰源部署问题进行建模,在干扰源部署方案中选取任务区域干扰效益和平均危险指数作为衡量特定部署方案下干扰能力的指标,建立多目标组合优化模型,并运用蚁群算法优化部署方案。通过仿真分析表明,混沌蚁群算法能有效对干扰源部署方案进行优化,实现对卫星导航的有效干扰。      

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．      

卫星信号模拟器研究现状及发展趋势

卫星信号模拟器是一种高精度的标准信号源,可以产生卫星导航信号,为导航接收机的研制开发、测试提供仿真环境,是导航接收机设计的必备辅助工具。详细介绍了卫星信号模拟器的国内外研究动态,总结了国内外在该领域的技术现状,最后,对卫星信号模拟器的未来发展趋势做了探讨。     

一种SINS/GPS深组合导航系统技术问题分析

为了满足高动态用户及强干扰条件下的应用需求,提出了一种基于卫星信号矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法,设计了基于FPGA硬件平台的实施方案。利用组合卡尔曼滤波器反馈回路取代了传统接收机中独立、并行的跟踪环路,能够同时完成所有可视卫星信号的跟踪和导航信息处理;通过矢量跟踪算法对所有可视卫星信号进行集中处理,能够增强跟踪通道对信号载噪比变化的适应能力,从而提高接收机在强干扰或信号中断条件下的跟踪性能;根据SINS导航参数和星历信息推测GPS伪码相位和多普勒频移等参数,用以辅助卫星信号的捕获和跟踪,能够大大缩短接收机的搜索捕获时间,并增强接收机在高动态条件下的跟踪性能。基于矢量跟踪的深组合方法不仅在GPS信号短暂中断期间,能够保证系统的导航精度和可靠性,而且在强干扰环境中能够维持较好的伪码相位和载波频率跟踪性能。     

GLONASS进展及定位性能研究

介绍GLONASS系统近几年来在导航卫星星座结构、导航卫星信号结构、系统的差分改正与监测系统建设方面的进展,并从卫星的可见性和定位精度系数两方面分析GLONASS目前的定位性能。     

国外提升卫星信号在拒止环境下导航定位能力的新技术

在信息化作战环境中,作战平台的时空信息对作战意图能否实现具有至关重要的作用。目前几乎所有的军用系统和作战平台都依靠GPS或基于GPS的组合系统获取时间和空间信息。但卫星导航信号较弱,容易受到干扰且难以穿透固体物质。为了解决在拒止环境下的导航定位问题,外军积极开展了大量的研究工作,开发了诸如微型惯性导航、全源导航、随机信号导航以及室内导航等多种技术,作为卫星导航的有效补充。