發(fā)布時(shí)間：2020-05-19 17:01

【摘要】：全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)在社會(huì)各方面發(fā)揮著不可替代的作用,但由于衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)地面的強(qiáng)度很低,易受到電磁干擾影響,對(duì)GNSS可靠性和可用性提出了巨大挑戰(zhàn)。因此提高GNSS的抗干擾能力顯得尤為重要,由于干擾性質(zhì)類(lèi)型多樣,對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)和辨識(shí)是研究針對(duì)性、高效抗干擾技術(shù)的必要步驟。為此,本文以GPS L1為例,針對(duì)壓制式和欺騙式兩種不同性質(zhì)干擾的作用機(jī)理、辨識(shí)方法及對(duì)未知干擾的分類(lèi)方案展開(kāi)研究工作。本文以壓制式和欺騙式干擾的作用機(jī)理為研究出發(fā)點(diǎn),深入分析了常見(jiàn)壓制式(連續(xù)波、掃頻波、脈沖調(diào)制連續(xù)波)干擾和欺騙攻擊對(duì)GNSS接收機(jī)性能的影響,分析結(jié)果表明壓制式干擾會(huì)造成接收機(jī)中頻信號(hào)功率譜的明顯畸變,而欺騙信號(hào)對(duì)功率譜影響較弱,但會(huì)引起基帶相關(guān)函數(shù)的畸變;連續(xù)波干擾超-70dBm、掃頻波干擾超-60dBm會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)捕獲、跟蹤性能驟降,而隨脈沖干擾(T=1ms~10ms)功率的增大,接收機(jī)性能逐漸下降;本文根據(jù)該影響變化,將不同功率的壓制式干擾分為極弱、弱、強(qiáng)和極強(qiáng)四個(gè)干擾威脅層次。根據(jù)不同壓制式干擾造成功率譜畸變特點(diǎn)不同,提出了基于滑動(dòng)累積功率譜的干擾信號(hào)頻率估計(jì)方案,有效檢測(cè)并估計(jì)弱干擾等級(jí)以上的干擾帶寬;利用時(shí)頻分析實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾周期的估計(jì),并針對(duì)傳統(tǒng)時(shí)頻分析估計(jì)極弱干擾估計(jì)誤差大和無(wú)法估計(jì)極弱寬帶干擾的問(wèn)題,提出周期譜圖積分消噪和區(qū)塊二值化濾波的優(yōu)化算法;最終聯(lián)合頻、時(shí)頻域分析,提出壓制式干擾辨識(shí)與參數(shù)估計(jì)方案,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案對(duì)于-90dBm以上連續(xù)波和掃頻波干擾的辨識(shí)成功率高于99%,且對(duì)-80dBm以上干擾信號(hào),頻率估計(jì)誤差低于5%,掃頻波周期估計(jì)誤差接近0;-80dBm以上的短周期(1ms)脈沖調(diào)制連續(xù)波干擾辨識(shí)率92%以上,頻率和周期估計(jì)誤差接近0,占空比估計(jì)誤差低于6.9%。針對(duì)欺騙式干擾對(duì)中頻信號(hào)頻譜無(wú)明顯影響,傳統(tǒng)相關(guān)函數(shù)檢測(cè)技術(shù)對(duì)大功率、小延時(shí)欺騙不敏感的問(wèn)題,利用慣性信息輔助進(jìn)行欺騙干擾辨識(shí)。在研究欺騙干擾對(duì)松組合導(dǎo)航的影響的基礎(chǔ)上,提取新息信息檢測(cè)欺騙信號(hào)。對(duì)小延時(shí)欺騙,欺騙位置跳變7m(相對(duì)欺騙偽距12m)以上的欺騙攻擊或欺騙速度0.2m/s(相對(duì)欺騙偽距率0.35m/s)以上的牽引式欺騙的檢測(cè)率高于92%;對(duì)于大延時(shí)欺騙,基于參數(shù)估計(jì)的接收機(jī)可以估計(jì)但無(wú)法辨識(shí)欺騙信號(hào)的問(wèn)題,本文提出偽距差變化率的欺騙辨識(shí)算法,相對(duì)欺騙偽距率1m/s以上的欺騙偽距成功辨識(shí)的概率為95%以上。最后,對(duì)于GNSS受干擾環(huán)境未知的實(shí)際問(wèn)題,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)應(yīng)對(duì)壓制和欺騙干擾多級(jí)辨識(shí)器,測(cè)試結(jié)果表明,本文提出的GNSS干擾辨識(shí)與分類(lèi)方案能夠有效區(qū)分不同性質(zhì)、種類(lèi)的干擾,實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)的檢測(cè)和辨識(shí)。同時(shí)本文所提方案也可為GNSS抗干擾算法提供重要的干擾特征參數(shù),進(jìn)而改進(jìn)抗干擾算法的適應(yīng)性。
【圖文】：

號(hào)譜圖的能量集中在以中頻 IF（4.123968MHz）為中心，2M 前端帶寬范圍內(nèi)，由于 GPS 信號(hào)被噪聲信號(hào)淹沒(méi)，能量分布隨機(jī)。而 CW 干擾下，經(jīng)過(guò)前端下變頻處理，干擾頻率從 1575.42MHz降頻到4.123968MHz附近，中頻處譜值增大，且不隨時(shí)間變化；圖3.13(3)以單邊帶寬為3.069MHz的掃頻干擾為例，其頻率約在 1~7MHz 成周期性變化；而脈沖干擾與前述兩種干擾不同，當(dāng)脈沖未達(dá)到時(shí)，譜圖特征與正常信號(hào)一致，，而脈沖到達(dá)時(shí)，則呈現(xiàn)單頻干擾。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN967.1

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8 王雅麗;實(shí)施國(guó)際化戰(zhàn)略[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2010年

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10 文湘北邋田力;全面認(rèn)識(shí)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2007年

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