北斗欺骗式干扰检测技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiufeng115
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如今全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在人们的生产生活中使用的越来越广泛,使用频率也在逐渐加大,而且军事上对GNSS也是愈发依赖。GNSS的数据准确度和服务可靠性也随着卫星导航的推广而愈发引起人们的关注。由于GNSS的民用频段信号结构是公开的,同时GNSS具有信号功率低的特点,使一些别有用心的人可以从多个方面干扰GNSS的服务可靠性。GNSS的干扰手段主要分为压制式干扰和欺骗式干扰两种,其中压制式干扰对其影响的区域范围内的全部导航设备都会造成一定的影响,因而易于识别,所以压制式干扰的应用场景有限。但是欺骗式干扰是通过伪造与真实卫星信号相似的欺骗信号,来使接收机接收欺骗信号的信息,这种干扰接收机很难察觉到,从而导致接收机给出错误的定位结果。而随着软件无线电技术的进步,欺骗式干扰变得更加灵活,成本也变得更低,欺骗干扰的威胁性在逐渐加强。同时作为我国自主研发的北斗卫星导航系统也存在着遭受欺骗式干扰的风险。目前存在的抗欺骗干扰方法主要是欺骗干扰检测,对欺骗干扰进行抑制的策略较少,并且大多数是通过使用多天线技术和完好性检测技术来抑制欺骗干扰,需要的硬件资源多,成本高。因此本文的研究重点是占用硬件资源少、成本较低的北斗抗欺骗式干扰技术。本文首先对卫星导航系统的现状进行了系统的阐述,同时对欺骗式干扰检测技术在国内外的研究情况进行了全面的概述,确定了研究的方向。其次研究了北斗信号的特性,根据北斗软件接收机的相关原理,设计并编写了北斗软件接收机的仿真程序。并以此为基础,重点研究捕获阶段的多峰检测算法并对其进行了改进,然后本文提出了跟踪阶段功率异常检测算法和多普勒频移检测算法,能够准确高效的检测出欺骗干扰信号。最后在研究了上述检测算法的基础上,本文设计了捕获跟踪联合检测方法的欺骗干扰抑制算法,实现对欺骗干扰信号的抑制作用。仿真结果表明,本文提出的北斗欺骗干扰检测总体方案可以有效的检测和抑制欺骗式干扰信号,证明了本文提出的北斗抗欺骗式干扰算法的有效性。
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