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全球导航卫星系统(GNSS)能够提供全球覆盖、连续/全天候工作,为运动载体提供实时定位、导航和授时的功能。随着GNSS在世界范围内军事安全、国民经济、日常生活等几乎所有领域的广泛使用,人类越来越依赖GNSS所提供的服务,GNSS的重要性逐渐显现出来。不同的系统应用对于所提供的定位精度性能要求不同,例如对于高精度测绘领域,系统定位精度需要达到毫米级,而在车辆导航方面可能仅需要米级的精度,而GNSS在电力系统、通信领域、运输运营、金融服务等领域应用的性能要求也不尽相同。然而对于导航系统来说,在如今各大系统竞争越发激烈的情况下,只有具备更高的系统性能、更可靠的系统保证能力以及更完善的系统服务能力的导航系统,才能在未来的卫星定位应用领域占有一席之地。GNSS自诞生之日起便面临着各种各样的脆弱性因素的威胁,包括系统自身的故障、来自大自然的环境影响、人类活动所带来的电磁干扰等等,系统威胁的来源十分广泛而且复杂,对系统的服务能力产生巨大影响。在这样的大背景下,为了保证未来卫星导航应用的可靠性、安全性,必须对GNSS系统存在的脆弱性问题进行系统地研究,论证和评估脆弱性干扰因素影响程度。在国家相关部门支持的863课题GNSS脆弱性分析及信号传输环境研究研究内容的基础上,本文通过理论分析、平台搭建和仿真实验相结合的途径,系统地分析了GNSS存在的脆弱性因素,从机理上提出评估脆弱性的手段和方法,初步搭建了一套用于实现脆弱性仿真、评估的平台,为GNSS脆弱性监测的实现奠定基础,为接收机的研发以及抗干扰技术等研究提供验证功能。该平台的建立,将为我们卫星导航服务质量评估研究提供有力的保障。本文主要研究工作和结果体现在以下:(1)从GNSS脆弱性因素产生原因出发,全面分析脆弱性形成机理以及对系统的影响情况。本文将GNSS脆弱性分成三类:系统脆弱性、传播通道脆弱性和电磁环境脆弱性。系统脆弱性涉及GNSS卫星信号故障、卫星时钟故障、卫星电文异常等,传播通道相关脆弱性则包含了电离层各种电磁现象、对流层延迟异常和多径效应等,而电磁环境脆弱性包括了非故意干扰和故意干扰在内的电磁干扰。(2)深入研究了可用于脆弱性评估的手段和算法,详细论述了导航电文在脆弱性评估中的作用,载噪比C/No对于电磁干扰的异常变化的敏感性,SAIM/RAIM算法在空间脆弱性评估中的应用,以及利用电离层延迟传统经验模型和观测模型评估电离层异常情况的方法,本文借鉴了欧洲GAARDIAN计划的工程经验,采用脆弱性因素排除的手段来判断脆弱性来源和影响程度。(3)本文基于脆弱性问题的分析和所采用评估方法,设计了一套具备脆弱性仿真、评估功能的研究平台,并对平台组成模块进行了总体设计和控制平台的实现,同时形成了针对性GNSS脆弱性评估流程,以及对相应脆弱性因素进行了评估实验。