利用矢量跟踪环路的欺骗干扰检测与抑制方法

欺骗干扰的信号模型与真实卫星信号相似,具有很强的隐蔽性。近年来欺骗干扰不断威胁GPS系统因此受到了国内外学者的广泛关注。生成式欺骗干扰的延迟和功率具有可控性和变化性,因此隐蔽性和危害性更强。针对该问题,本文在欺骗干扰来向与真实卫星信号来向未知的前提下,结合阵列天线技术与矢量跟踪环路,提出一种基于矢量跟踪环路的欺骗干扰检测和抑制方法。该方法首先根据矢量跟踪环路的预测参数重构基于远滞后码的参考信号;其次根据接收信号与参考信号的相干累加结果构造欺骗干扰检测模型;然后根据阵列接收信号与参考信号的相干累加结果估计协方差矩阵;最后根据协方差矩阵中最大特征值对应的特征向量估计欺骗信号的特征向量,并根据该特征向量构造正交投影矩阵抑制欺骗干扰。理论分析和仿真实验得出了本文提出的算法具有较好的抗欺骗干扰性能。      

基于加权估计的紧组合导航抗欺骗算法研究

针对战场环境下GPS信号易被欺骗干扰的缺点,提出了一种基于加权估计的紧组合导航滤波算法。该算法通过采用加权最小二乘算法先对GPS欺骗信号进行预估计,然后将得到的估计状态量和误差方差阵引入到紧组合导航滤波模型中,从而提高GPS接收机抗欺骗能力。仿真表明,加权估计与紧组合结合的方法在转发式欺骗干扰的情况下,具有定位测速精度高、鲁棒性强的特点。这种方法容易实现,预测可靠,具有实际应用价值。     

一种基于阵列天线的卫星导航欺骗干扰检测与抑制方法

提出了一种基于阵列天线的卫星导航欺骗干扰检测与抑制方法。利用真实卫星导航信号从上半球空间多个方向入射到阵列天线而欺骗干扰信号则是从同一方向入射到阵列天线的差异性进行干扰检测判决。首先,对阵列天线每个阵元单元通道接收信号进行多颗卫星并行解扩从处理;其次,利用解扩后的阵列数据对每颗卫星进行方位估计;再次,根据估计卫星来向数据的一致性进行干扰检测判决;最后,在判决存在欺骗干扰时利用欺骗干扰的方向信息重构协方差矩阵,采用自适应调零算法对欺骗干扰进行抑制。通过计算机仿真试验对所提方法的正确性和有效性进行了验证。     

用误差估值累加实现组合导航系统的闭环校正

本文对目前已成为导航技术发展方向的组合导航系统提出一种新的闭环校正方法,即用误差状态估值累加抵消输出实现闭环校正,并以INS/GPS组合系统为例,说明了具体算法,给出了计算机模拟结果.这种方法兼有闭环校正和开环校正的优点,可应用于各种测距间接滤波定位的组合导航系统,颇有实用价值.     

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。     

基于自适应SPRT的缓变式欺骗干扰检测算法

缓变式欺骗干扰信号在干扰初期与全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）真实信号保持一致,其隐蔽性强,危害性大。常见的缓变式欺骗干扰检测方法是将卡尔曼滤波新息序列作为检测量,基于卡方检验检测干扰。然而,这些方法存在检测时间较长、检测性能低的问题。针对这一问题,提出了基于序贯概率比检测（Sequential Probability Ratio Test, SPRT）的缓变式欺骗干扰检测算法,将新息序列检测量作为SPRT样本,计算检验统计量,检测欺骗的同时能识别受欺骗的卫星。同时,应用Bayes参数估计理论,提出自适应SPRT算法,自适应补偿检验统计量,加快算法检测速度,并可通过调整风险参数,进一步提高算法的检测性能。仿真结果表明,与传统方法比,本文算法对缓变式欺骗干扰的检测时间短、检测性能高,并且在多星受欺骗时,可达到较好的检测性能。      

导航、电子对抗、制导

”IN96].0201]659用误差估值累加实现组合导航系统的闭环校正/邹世开,庄琼琼,丁子明(北京航空航夭大学电子工程系)11电子学报一2001,29(9)一_l_221一1224文中对目前已成为导航技术发展方向的组合导航系统提出一种新的闭环校正方法,即用误差状态估值累加抵消输出实现闭环校正,并以}NS/GI”S组合系统为例,说明了具体算法,给出了计算机模拟结果.这种方法兼有闭环校正和开环校正的优点,可应用于各种测距}可接滤波定位的组合导航系统,颇有实用价值.图4表1参纽(金)TN962改进的双向启发式搜索算法及其在车载导航仪中的应用/培,张其善(广东五邑…     

雷达DRFM欺骗干扰的检测

针对雷达距离门内同时存在目标信号与DRFM距离欺骗干扰信号时的干扰检测问题,本文提出了基于信号检测理论与凸优化理论实现该情形下的欺骗干扰检测方法。首先,结合干扰机存在转发时延的实际,研究以干扰误差角为测度衡量距离门内有或无距离欺骗干扰两种情形下信号的相似程度。其次,理论推导了DRFM欺骗干扰存在时的透视检测器与GLRT检测器解析解。最后,通过仿真实验给出多种条件下的检测性能曲线。实验结果表明,得到的检测器能够对DRFM量化位数较低的距离欺骗干扰实现正确检测。      

转发式欺骗干扰时延控制算法

无人机卫星导航欺骗技术在现代导航战中越来越受到广泛的关注，其中转发式欺骗干扰因其无需获得信号结构的先验知识，在军码导航领域比生成式欺骗干扰更具使用价值。目前的军码转发信号普遍以转发接收天线点的位置坐标作为基础进行定点静止转发，在对无人机欺骗干扰时，信号置信度不高，干扰效果不佳。提出一种转发干扰时延算法，根据转发坐标需求计算不同卫星信号的时延量，可根据欺骗策略实时调整转发坐标，提高干扰成功率。最后通过实验验证，提出的时延算法得到的转发坐标误差在米级范围，验证了算法的正确性。     

转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波环的影响研究

本文研究了转发欺骗干扰对卫星导航接收机载波跟踪环的影响。推导出在存在转发欺骗条件下卫星导航接收机载波跟踪环输出的相位误差公式，分析了不同强度的转发欺骗干扰对卫星导航接收机跟踪环路的作用，得出了使卫星导航接收机跟踪环路失锁转发欺骗干扰所需的最小功率强度。通过试验验证了本文分析结论的正确性。     

阵列天线抑制欺骗式导航干扰信号方法研究

针对欺骗式干扰影响飞行器卫星导航信号后引起的定位测姿错误问题,提出了一种适用于飞行器导航的基于阵列天线的欺骗式干扰检测和消除方法.使用接收阵列天线的载波相位双差测量值作为干扰检测依据,通过载波相位单差测量方程求出干扰信号的方向矢量,给出了提高干扰方向测量精度的方法,并使用其正交向量在干扰方向形成零陷,同时通过调整波束指向,在待测信号方向形成阵列增益,以达到抗干扰和增强导航信号的目的.使用这种方法可以对导航信号中的欺骗式干扰信号进行有效的识别和消除,适用于复杂环境下的飞行器导航.     

一种针对用户GNSS时钟的转发式欺骗方法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)转发式欺骗干扰具有系统搭建容易、干扰实施方便、成本低等优点,目前已成为一种重要的GNSS欺骗方式。针对多峰值抗转发欺骗干扰检测算法,提出一种针对目标接收机GNSS时钟的转发式欺骗干扰方法。相比于传统转发式欺骗的各通道卫星信号时延一致的特点,该方法根据待欺骗接收机和转发式欺骗源的位置计算各卫星通道转发时延,使待欺骗目标接收到的GNSS欺骗信号的时延为伪码周期整数倍,并随时间自适应动态调整转发时延,使得欺骗检测失效,进一步欺骗静态目标接收机的GNSS时钟。模拟实验和仿真实验验证了该转发式欺骗方法的有效性。     

GPS接收机空时抗欺骗干扰方法

本文研究了GPS接收机抗欺骗干扰问题。结合广义旁瓣对消器(GSC)和空时处理方法,提出用多级GSC(MG- SC)空时滤波结构进行欺骗干扰抑制,取得良好的效果。文中给出了抗干扰接收机的具体实现结构,仿真试验验证了该方法的有效性。     

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。      

基于捕获结果的GNSS欺骗式干扰检测

GNSS欺骗式干扰是卫星导航系统的一大威胁。对于转发式欺骗干扰,由于目标接收机并不知道所受干扰的具体参数,现有的单一欺骗检测方法不能检测所有欺骗干扰,本文提出一种在捕获阶段检测欺骗干扰的组合算法。首先利用联合信干噪比和多峰检测方法进行检测。如果捕获峰值超过给定阈值,则有欺骗干扰信号存在;若未超过给定阈值但有两个峰值,则利用提出的码相位差一致性方法进行检测,该方法避免了多径信号对检测性能的影响;当只有一个未超过给定阈值的峰值时,可能存在真实信号和欺骗干扰信号重叠,此时通过改进的相关函数宽度阈值方法进一步检测。当有两个相关峰时,随着欺骗干扰信号总功率变小,检测概率越来越高,表明了码相位差一致性方法的有效性;当有一个相关峰时,对于不同小时延下的转发式欺骗干扰信号,检测概率较高,表明了改进的相关函数宽度阈值方法的有效性。      

基于互相关投影导航接收机欺骗干扰抑制方法

由于欺骗干扰模拟发送与导航卫星信号相同的C/A码,这使得卫星导航接收机极易被其误导和诱骗,从而给出错误的定位信息。考虑到导航信号和同结构欺骗干扰自身都具有强自相关性,且欺骗干扰功率稍大于真实信号,该文提出一种采用阵列天线抑制同结构欺骗干扰的盲干扰抑制方法。该方法从多天线接收数据与其自身延迟的参考数据做互相关入手,利用该互相关矩阵求解干扰的正交投影矩阵,最后将投影后信号互相关矩阵的最大特征值对应的特征矢量作为最优权。该方法处理时无需已知真实信号和干扰方向的来波方向,也无需对卫星C/A码序列进行遍历搜索从而解扩。理论分析和实验结果表明,该阵列波束能够有效抑制干扰,阵列输出SNR较高,干扰抑制后接收机捕获性能不受干扰影响。     

利用周期重复CLEAN的GNSS欺骗式干扰抑制算法

欺骗式干扰能够引导接收机出现定位错误甚至是控制接收机,对全球卫星导航系统在民用以及军事领域的安全应用构成极大的威胁。本文针对转发式欺骗干扰的问题,提出了一种基于周期重复CLEAN的卫星导航欺骗式干扰抑制算法。首先,利用欺骗式干扰空间和功率特征以及C/A码的周期重复特性,采用CLEAN方法估计多个欺骗式干扰源来向以及欺骗式干扰源个数。其次,结合线性约束最小方差（LCMV）算法和一阶微分约束算法,计算天线自适应权值。高保真数据实验表明本文方法能抑制多个欺骗干扰,且无需接收机反馈信息,可以作为一个独立的抗欺骗式干扰模块嵌入普通接收机。      

多波束移动卫星系统的自适应开环预编码方法

对于卫星移动通信系统,由于卫星与地面终端之间的相对运动以及星地间传输延迟,传统的基于理想信道信息的预编码方法是不适用的。针对这一问题,提出了一种基于开环信道估计的预编码方法。卫星端利用开环获取的部分信道信息实现多波束联合预编码,并导出了系统传输速率的闭合解析表达式。此外,为了克服强干扰环境下多波束预编码系统性能恶化问题,提出了一种自适应预编码传输方法。卫星发射机依据开环获得的慢时变用户位置信道信息和信道统计量信息,自适应地选择预编码方法或传统频率复用方法,实现最优的系统性能。理论分析和仿真结果表明,与传统的干扰抑制方法相比,所提方法能实现更优的系统性能,同时也克服了传统预编码方法的局限性。