基于GNSS完好性的ADS-B防欺骗

为有效解决广播式自动相关监视（ADS-B）系统易被人为恶意虚假欺骗这一紧迫问题,提出了一种将全球导航卫星系统（GNSS）完好性信息与ADS-B报文完好性特征属性参数进行一致性比对的自主式防欺骗方法。设计了基于GNSS完好性信息的ADS-B自主式防欺骗算法流程,并利用ADS-B接收机接收的真实报文和模拟产生的虚假报文,对整个防欺骗过程实施了仿真实验。通过对真假ADS-B混合报文的解析,获得时间、位置和导航不确定类别（NUC）的值,根据时间和位置信息利用接收机自主完好性监视（RAIM）和高级接收机自主完好性监视（ARAIM）的完好性增强算法,获得水平保护级（HPL）的预测值,再将该预测值与NUC值进行一致性比对,从而判别ADS-B报文的真实性。仿真结果表明,提出的防欺骗方法能有效防止不含完好性信息或完好性信息与飞机位置不关联的虚假ADS-B报文的恶意欺骗,对虚假报文的识别率不会低于99%。     

基于小波奇异值与SVM的GNSS欺骗干扰识别技术

随着无人机管制技术的迅速发展,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)欺骗干扰信号日益增多,严重威胁卫星导航安全.对GNSS欺骗干扰信号识别技术进行了研究,提出了基于小波奇异值与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的GNSS欺骗干扰...     

GNSS干扰及抗干扰技术

全球导航卫星系统(GNSS)提供的低能级射频(RF)导航信号,易受到RF干扰的影响而导致导航精度的降低或者接收机的完全失锁.本文介绍了GNSS干扰的类型、技术手段和实施方式.针对不同干扰所采用的抗干扰技术,分析了其优缺点和适用范围.利用多种抗干扰技术初步设计了一个抗干扰方案.     

基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法

压制式干扰和欺骗式干扰是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)面临的最常见且最有威胁的蓄意干扰。该文提出了一种基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法。首先利用子空间技术抑制压制式干扰,然后利用解扩重扩算法获得的加权矢量进行欺骗式干扰识别和抑制,最后对无干扰信号再次使用解扩重扩技术形成指向真实卫星的高增益多波束。仿真结果证明所提方法可以同时抑制压制式干扰和欺骗式干扰。该方法不需要卫星来向信息,对阵列流形误差稳健。     

基于ADS-B报文的“北斗”便携式终端实现

针对单个广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）发射机传输距离受限、多地面站组网复杂以及成本较高等问题,在分析ADS-B报文编码与解码算法的基础上,探讨了基于无线网络传输的ADS-B报文信息技术,并设计了基于“北斗”卫星导航（BeiDou Satellite Navigation System,BDS）/嵌入式控制器以及无线网络的便携式监视终端系统。利用实测ADS-B数据联合搭建的监视中心对算法和系统进行测试,结果表明数据传输稳定,实现了低空空域通用航空飞机ADS-B态势信息的网络传输功能,丰富了监视信息的链路传输方式,为低空通航飞行器安全飞行和全面监视提供了新的方法。     

GNSS民航应用服务性能监测与评估系统发展思考

目前以全球导航卫星系统(GNSS)为主要定位、导航和授时源的基于性能的导航 (PBN)、广播式自动相关监视(ADS-B)等技术应用在国际民航领域大规模展开,GNSS 空间信号的性能对于民航安全运行的作用十分关键。按照国际民航组织(ICAO)的有关规定,对 GNSS 信号的服务性能进行监测与评估是使用 GNSS 要素的必要条件。通过分析国内外 GNSS 服务性能监测与评估工作的现状,对系统未来的发展趋势进行了阐述,重点对国内有关领域的研究和实践提出了建议。     

航天恒星科技有限公司(503所)

卫星导航信号模拟器功能特点支持北斗二代、GPS,GLONASS、GALILEO四大导航系统的仿真高准确性、高动态和高质量的GNSS卫星导航信号模拟海、陆、空、天环境下典型载体运动轨迹、姿态及环境干扰的仿真支持天线增益方向图的图形化编辑可仿真异常伪距、异常电文,支持完好性验证支持实时闭环仿真模式,搭建半物理仿真测试环境支持惯导数据仿真、欺骗式与压制式干扰仿真功能扩展应用领域GNSS卫星导航接收设备的开发、测试与维护;各行业GNSS卫星导航终端的检测与集成测试;科研领域卫星导航应用系统的成果验证;计量部门的终端检测。     

GNSS组合系统用户完好性监测保护门限算法研究

航空用户对卫星导航系统完好性指标的要求极高, 依据GNSS组合系统提升完好性水平的思想, 提出一种使用保护门限作为多星座组合系统航空用户完好性监测指标的算法。该算法将不同星座、不同完好性监测方式紧密结合, 使航空用户的完好性水平大幅提高。仿真结果表明, GPS/Galileo/北斗组合系统能够为全球范围内的低空飞行、极区导航提供安全保障, 证明了该算法的有效性与可行性。     

LEO卫星接收天线对北斗三号MEO覆盖性分析

低轨增强系统是将低轨卫星作为卫星导航系统的高精度天基监测站,与中高轨卫星定位系统形成互补,可增强定位的精度和完好性,助力构建GNSS全球天基监测网,同时通过提供高精度导航信号,助力提供全球准实时高精度服务。低轨导航增强系统处在同时同频全双工的工作状态,系统存在同频自干扰信号。针对该情况,首先,分析同频干扰对消技术对天基GNSS接收天线波束宽度的需求;其次,理论推导出GNSS接收天线与BDS-3 MEO卫星覆盖之间的关系,给出LEO卫星GNSS接收天线波束宽度最优值,该值既能最大限度降低同频干扰对消实现复杂度,又能实现LEO卫星作为导航增强的系统需求;最后通过工程实际证明该波束宽度的设置合理性,为后续实际工程起到一定的指导意义。     

双系统卫星导航增强系统研究

提出了对双系统组合定位的增强方法，详细研讨了双卫星导航增强系统方案。该方法提高了卫星导航系统信息的安全性，在特殊时期，在某一系统不能使用时（如GPS），仍能利用其它卫星导航系统提供定位服务；通过地面差分修正站播发双卫星导航系统之间的系统时差以及地面差分修正站视界内所有卫星的伪距修正量，提高了卫星导航设备的可用性和定位精度；同时增加了信号的完好性，提供的冗余信息增加，使接收机自主完好性监测（RAIM）方法更易鉴别出故障卫星。     

ALTBOC调制信号抗干扰性能研究

由于环境中存在诸多电磁辐射干扰,因此如何有效评估全球卫星导航系统（GNSS）信号的抗干扰性能是一个亟待解决的问题。首先,本文利用干扰误差包络曲线对交替二进制偏移载波（ALTBOC）信号进行了在单音干扰和白噪声干扰两种情况下的抗干扰仿真分析,并和其他调制信号的抗干扰性能进行对比,仿真结果可为后续的信号体制研究提供参考。     

基于矩阵重构的功率倒置算法研究

功率倒置算法适用于全球定位导航系统等期望信号弱而干扰较强的场合。针对弱干扰源时,功率倒置算法阵列方向图在干扰方向零陷深度不够,干扰抑制效果不理想的问题,本文在分析功率倒置算法实质的基础上,提出基于矩阵重构的改进算法,对弱干扰取得了满意的抑制效果。     

融合航空器监视数据的航空气象参数反演及验证

风矢量、温度和压强是非常重要的航空气象信息,事关飞行安全。航空器监视数据更新快、分布广,可用于绝大多数的飞机和地区,基于航空器监视数据获取气象信息是一种经济可行的方法。论文给出一种基于广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）和Mode S二次监视雷达（Secondary Surveillance Radar, SSR）融合数据的气象参数反演方法,利用空速、地速和气压高度等反演气象参数,并应用于单航线和区域性反演两种场景。与现有气象系统对照表明单航线和区域性反演都具有较高的反演精度,能够很好的补充现有的航空气象获取网络。      

功率监测与SQM融合的GNSS欺骗干扰检测

欺骗干扰严重危害全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的安全运行，导致位置、速度和时间信息出现错误。信号质量监测（Signal Quality Monitoring,SQM）方法实施过程简单，检测性能好，受到国内外学者广泛关注。Ratio检测量是SQM的一种经典检测量，其通过检测相关峰异常升高或平缓实现欺骗检测，被普遍应用。所提的功率监测与SQM融合（Power Combined with SQM,PCS）的欺骗检测算法在Ratio检测量的基础上改进，通过对早码、即时码和晚码的相关输出作和差运算，实现跟踪环相关输出信号功率与质量的同时监测，且可消除载波相位误差影响。利用美国得州大学的得州欺骗测试电池（Texas Spoofing Test Battery,TEXBAT）中级欺骗干扰数据集第四条功率匹配干扰数据进行实验分析，实验结果表明，与Ratio检测量和绝对功率监测相比，PCS检测量融合两者优势，检测性能更优；且PCS检测量的输出结果能够更好地体现欺骗干扰引起的信号功率变化，进而反映了干扰实施过程，并实现了更早发现欺骗干扰。     

高动态航天器复合定位异常处理方法

针对航天飞行器在高动态状态下的定位问题,提出了基于信息融合的惯性／卫星定位组合方案,建立了惯性／卫星定位信息融合模型,在对高动态定位异常分析的基础上,研究了高动态定位异常的判断和处理方法,通过数值仿真进行故障模拟及处理,结果表明该方法能较好地修正卫星定位异常对复合定位的影响,一定程度上提高了高动态复合定位的工作可靠性。     

基于北斗RDSS的监视数据传输技术研究

为了实现通用航空器的监视数据在空-地之间的有效传输,完成地面监管人员对低空空域航空器的运行监控,文中综合利用ADS-B技术、数据压缩算法及北斗短报文技术,首先对在1090ES数据链上传输的ADS-B消息进行压缩,然后将较大压缩包分包处理以及添加包头控制符,最后基于北斗短报文传输协议格式封装监视数据压缩包后将其调制发出,并且在接收报文端添加接收成功/丢包反馈响应,在发送端添加丢失补发操作,进一步提高北斗短报文数据传输可靠性,尤其在ADS-B地面站接收覆盖不到的区域,对通用航空器的运行监视数据传输提供一个可靠的方案。     

基于SIMULINK的GNSS干扰仿真平台设计与实现

全球卫星导航系统(GNSS)在电磁环境下的脆弱性迫使开展GNSS干扰系统的研究变得尤为重要。为节约硬件资源和缩短开发周期,本文设计实现了基于SIMULINK的GNSS干扰仿真平台,分析了该平台的仿真性能,研究结果具有一定的工程应用价值。     

基于CS-C-SVM的多参数GNSS欺骗干扰检测

欺骗通过传输虚假的全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）信号使接收机解算出错误的位置、速度和时间,具有很大的危害性,因此检测到欺骗干扰是十分必要的。传统的利用单一参数检测欺骗干扰的方法存在一定的局限性,然而欺骗过程会引起一系列参数的变化,本文提出综合利用多个参数的检测方法,即将多个参数作为C-支持向量机（C-support vector machine, C-SVM）的特征输入并构建用于检测欺骗干扰的分类器。考虑到使用传统网格搜索（grid search, GS）优化后的C-SVM算法（GS-C-SVM）容易陷入局部最优继而降低分类器的性能,文中提出利用布谷鸟搜索（cuckoo search, CS）算法优化C-SVM（CS-C-SVM）,仿真实验结果表明该方法可以进一步提高分类准确率并降低虚警率。