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GNSS欺骗式干扰仿真系统设计与实现

何亮  
【摘要】:GNSS欺骗干扰是以较低功率对导航接收机实施有效干扰的新兴技术。接收机若是跟踪上含有虚假信息(比如虚假星历)的欺骗信号后,会造成定位或授时错误。GNSS导航卫星距离地面有26000km,卫星信号的发射功率约为26.8W,因而卫星导航信号到达地面的功率极其微弱,大概为-160dBW。所以在几公里范围内,甚至一个低功率的干扰都能阻塞、欺骗GNSS接收机。还有,GNSS是一门后向兼容的技术,其信号结构是公开的。欺骗干扰能够误导安装在无人机、货车、渔具上的GNSS接收机。因此,若GNSS接收机跟踪上欺骗信号,将造成各种不良后果。论文研究内容主要分为四部分:1.指出了转发式欺骗干扰的缺陷,由于欺骗信号添加的延时和空间位置关系,欺骗信号会迟于真实信号到达目标接收机,从而造成接收机钟差改变,论文通过修改导航电文来克服此缺陷。2.提出了欺骗信号如何避免被接收机当做多径信号抑制或消除的方案,即欺骗信号码相位与真实信号码相位差异足够小,或者欺骗信号码相位超前真实信号码相位。3.对于生成式欺骗干扰,分析了信号同步方案和测距误差对信号同步的影响。通过建立欺骗模型,分析接收机工作原理,得出:要能让欺骗信号进入跟踪环路,欺骗信号码相位不能超过真实信号1个码片。将欺骗过程划分为信号同步和欺骗方法两步,信号同步主要是对目标接收机接收的真实信号的各种参数进行估计,包括信号功率、码相位、多普勒频率,并且使得欺骗信号与真实信号到达目标接收机时参数对齐,最后探讨了电离层延迟和测距误差对信号同步的影响。4.定量地分析了实现剥离真实信号相关峰所需的信号功率条件,目前大部分文献都只是提及欺骗方法,没有过多涉及定量方面的问题。信号完全同步后,增加欺骗信号功率和码率,不断剥离真实信号相关峰实现欺骗干扰,最后进行了场景仿真。


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