基于软件接收机的GNSS多策略欺骗方法研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:zhengjunzhe
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随着无人机技术的发展,不受管控的无人机“黑飞”带来了极大的安全隐患,此外,利用卫星导航提供位置信息的军事武器、设备和载体威胁着区域安全,GNSS欺骗干扰技术可有效控制目标接收机,对于非法无人机管理和被动防御中扰乱地方精确制导武器的打击具有重要作用。为此,本文以GPSL1为例,以实现预设欺骗位置的欺骗干扰为目标,针对欺骗影响特性进行多策略欺骗方法研究。论文以转发式欺骗干扰为基础,分析欺骗干扰方法的实现性能,研究结果表明欺骗干扰下目标接收机定位结果偏离真实位置和预设欺骗位置,深入分析目标接收机定位结果发生偏离的本质原因,在此基础上,本文提出完全与不完全欺骗的概念。基于不完全欺骗环境,改进接收信号模型,研究欺骗环境下接收机捕获与跟踪环路,分析欺骗干扰影响因素,并实现欺骗环境的模拟以及欺骗方法验证平台的构建。针对完全与不完全欺骗环境下欺骗特性对目标接收机的影响,研究相对欺骗幅值比、码延时、载波相位与载波多普勒以及受欺骗信号选择等欺骗特征。增加相对欺骗幅值比η可提高环路对欺骗信号的跟踪精度,当η大于2时,可抵消因载波相位差异带来的影响;相对欺骗码延时引入延迟锁相环相位估计误差,预设相对欺骗码延时τsp*小于(1+d)chi时,接收信号的实际相对欺骗码延时小于预设值;欺骗载波相位与载波多普勒影响载波环路的稳定性,甚至引起环路失锁,预设欺骗载波与真实信号越接近,环路稳定性越好;受欺骗卫星选择可影响预设欺骗位置,是欺骗干扰实现的关键因素之一。针对相对欺骗伪距率、相对欺骗幅值以及受欺骗信号选择对接收机的影响,设计欺骗参数设置策略。对于通常目标接收机,可承受的最大相对欺骗伪距率小于5.4m/s;大于1可实现欺骗干扰,增加相对欺骗幅值比策略,可将实际相对欺骗码延时的欺骗控制误差控制在τsp*·10%以内;依据欺骗环境下定位原理,理论上,通过欺骗超过四颗卫星信号,可实现预设欺骗位置的任意配置。针对转发式欺骗、先压制后欺骗以及牵引式欺骗三种欺骗方法,构建欺骗场景,设计综合性欺骗策略,并基于GNSS欺骗方法验证平台对多策略欺骗方法进行仿真验证,测试结果表明,依据本文提出的多策略欺骗方法,可有效实现对目标接收机的欺骗干扰,为实现欺骗干扰策略设计提供了方法参考依据。
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