GPS接收机抗压制干扰技术研究

压制干扰信号是GPS接收机面临的最主要的RF干扰，本文分析了压制干扰信号对GPS接收机的干扰机理和GPS接收机的抗压制干扰能力，随后介绍了一种用于加强GPS接收机抗压制干扰能力的自适应技术实现方案．     

GPS接收机抗干扰性能仿真研究

从压制式干扰对GPS信号捕获的影响和对GPS信号跟踪的影响2个方面分析了对GPS接收机实施干扰的可行性;进行了GPS干扰性能仿真,建立了P码GPS接收机、P码GPS信号和GPS下行信道的数学模型和仿真模型;对单载波干扰信号、阶梯波扫频干扰信号和噪声调频干扰信号下P码GPS接收机的抗干扰容限进行了仿真实验,并给出了实验结果,最后对抗干扰容限仿真实验结果进行了分析。     

基于多天线的GPS抗欺骗式干扰信号方法研究

欺骗式干扰将导致GPS接收机产生错误的定位信息。近些年来,对GPS欺骗式干扰信号抑制方法的研究取得了一些进展,但大部分研究都集中在发现欺骗式干扰信号上。提出了基于多天线的GPS抗欺骗式干扰信号方法,该方法不仅能发现欺骗式干扰信号,而且能对它进行抑制,同时增强真实信号功率。     

GPS干扰信号建模与仿真

分别对单音、多音、扫频和噪声调频等GPS干扰信号模型进行了设计和仿真，采用Matlab分析了这些信号在时域和频域的特征，并进行了干扰效果分析。最后得到如下结论：上述几种干扰样式均可干扰GPS接收机，但干扰效果不同。     

GPS电子干扰范围及效果分析

介绍了GPS导航系统的基本原理及其干扰和反干扰措施。以INS/GPS组合导航为例,研究了干扰距离对其干扰效果的影响。分析了影响干扰距离的因素并研究了各因素对干扰距离影响的大小,指出有效干扰范围不仅受干扰功率的影响,还受到干扰机和接收机天线方向增益的影响及地表曲率决定的视在距离的限制。讨论了如何对未来具有强抗干扰能力GPS接收机进行有效干扰的干扰机配置方案。     

功率倒置算法在GPS接收机天线抗干扰中的应用

GPS接收机天线易受其它射频信号干扰,传统的做法已不能满足高精度用户的需求.为了提高导航定位精度,在GPS天线抗干扰设计中引入了功率倒置算法.功率倒置算法具备在不明确干扰信号相关背景的情况下能够有效抑制干扰,据此设计了采用功率倒置算法的GPS天线接收模型,并对半物理实物进行了相关仿真,取得了较好测量精度.     

选择性GPS干扰

随着GPS应用变的日益广泛，GPS干扰试验变的更加难以协调，由于GPS接收机易对干扰敏感，许多用户会被无间中干扰，对于水域导航（依赖同海防差分系统增强的GPS），蜂窝电话网（依赖于GPS授时），空中交通（私人和商业飞机）及其他民用用户（从狩猎者，远足者到租用的汽车）而言，GPS是一个重要系统，如果靶场依赖于GPS来进行距离测定，GPS干扰试验会影响靶场本身，考虑到所有这些潜在因素，在GPS干扰效应下进行试验和演练是一个巨大的需要。在过去的三年里，阿拉巴红石兵工厂威胁管理办公室开发了一种威胁模拟器，该模拟器能在不影响民用GPS用户和靶场GPS接收机条件下提供给军队用于在GPS干扰环境下的试验和训练，这个项目被称为选择性GPS干扰，选择性GPS干扰中的硬件由两部分组成，第一部分是控制信号发射机（CST），该发射机向开阔空间辐射接近GPS中心频率（如此可以实现真实情况下的路径损耗，多径，天线掩蔽和机体掩蔽等实际影响）和良性射频信号（非干扰性），控制信号发射机用威胁模拟器安装在同一平台上（陆基或机载）并用相同类型的天线，以便两者极化方式和天线方向覆盖完全相同，第二部分是远程干扰单元（RJU），该单元安装在天线和待测的GPS接收机之间，RJU测量控制信号的功率电平，并把适当数量的干扰功率直接注入待测的GOPS接接机前端，RJU还可以配置用以对注入干扰功率电平进行调节，使之从毫瓦到数百千瓦的威胁在同一的RJU／CST组合中出现，由于中心频率干扰信号都在RJU内部产生和控制，所以中有那些装有RJU的接收机才会受干扰，而其他的接收机则不受影响。本文详细描述了XMGPS系统，并对实际干扰和选择干扰结构进行比较，控制信号特征，动态范围功率电平，工作距离以及FAA提议／相关也在此有所讨论，本文还包括具体训练装置的效果，以及未来装置和需求。     

GPS转发干扰模式的研究

分析证明了普通的转发干扰模式并不能有效地干扰GPS接收机,提出了设计转发干扰模式必须精确控制转发时延.干扰机截获整数个码元长度的GPS信号,根据GPS卫星、GPS接收机以及干扰机3者之间的距离关系推导出转发干扰信号的人为延时时间,在此基础上进行点对点转发干扰.在不同强度GPS信号背景噪声的影响下,转发干扰能够获得16～26dB的干扰增益(相对白噪声干扰),在很大程度上节省了干扰功率.     

对民航GPS干扰的分析与思考

由于GPS卫星信号到达地面十分微弱,GPS接收机极易受到干扰,干扰信号严重影响了民用航空的飞行安全.本义通过归纳民航GPS信号受干扰类型,分类相应的干扰案例,总结干扰排查经验,为今后民航GPS干扰信号排查提供借鉴.     

E&C跟踪对极化角的影响及解决方法

针对船载卫通站使用线极化卫星通信过程中出现的反极化信号干扰问题,根据不同状态下信号电平变化,发现干扰信号强度与天线跟踪角度有关.结合天线采用的三轴稳定体制结构特点,建立天线转动几何模型,通过不同跟踪模式下天线角度的比较,对其相互关系进行了分析,推导出了该体制下极化角计算公式,据此进行极化补偿,有效解决了EC模式下跟踪线...     

GPS/INS超紧致耦合压制干扰能力分析

采用带限高斯噪声和同速率伪码相关信号对全球定位系统(GPS)/惯导系统(INS)超紧致耦合导航系统GPS军码接收机实施压制干扰。通过分析GPS P(Y)码和M码信号功率谱变化特点,对以上两种压制干扰进行信号参数的优化确定,进而计算出参数优化后的干扰信号造成GPS/INS超紧致耦合GPS军码接收机载波环路失锁时射频前端处所需的最小干扰功率。考虑干扰信号入射角与接收天线增益的关系,仿真得到不同高度干扰源发射功率与有效干扰距离的关系曲线。根据要地目标的防护需求,对不同制导武器所需的连续压制干扰作用距离进行定量分析,并在此基础上对沿来袭制导武器航路附近部署的多干扰源位置坐标和数量设置问题完成建模求解。     

多源宽带干扰对多阵元GPS接收机干扰效能分析

近年广泛使用的多阵元自适应调零天线抗干扰技术,大幅降低了单个GPS干扰源的干扰效能,如何对其实施有效干扰成为导航对抗的研究热点之一。本文首先使用干扰-信号比阈值分析了多阵元接收机失效机制,并使用单源干扰对其抗干扰效能进行了检验;其次建立了多源宽带高功率压制干扰模型,最后采用数值仿真研究了多源宽带高功率压制模式下,干扰4阵元线性约束最小方差(LCMV)自适应调零算法GPS接收机的工作效率。实验表明,适当布置的多源宽带高功率压制模式可以有效提升对多阵元GPS系统的干扰效能。      

干扰对GPS接收机伪距测量精度的影响

本文根据GPS接收机伪距测量的原理,以GPS接收机的载波噪声功率密度比(C/N0)为基础,分析压制干扰对GPS接收机伪距测量精度的影响。若要在干扰环境下提高GPS的定位精度,必须采取措施提高GPS接收机的抗干扰能力,如采用外部导航辅助等。     

利用调零天线测向与夹角比对的导航欺骗信号检测

在传统卫星导航抗干扰应用中配置了调零天线的接收机通过多通道接收信号的加权求和，在压制干扰来波方向上形成天线波束方向图零点，以此来抗大功率压制干扰，但无法抗欺骗干扰。针对这一问题，提出了一种新的导航欺骗信号检测方法。首先基于干涉仪测向原理，通过对调零天线中各单元天线接收信号的相位差测量来获得该信号相对于天线阵的来波方向；然后利用来波方向相互之间的夹角在不同坐标系中的不变性，构造实际信号来波方向互夹角矩阵，通过计算与参考来波方向互夹角矩阵之差的范数来反映其偏离程度，以达到检测导航欺骗信号的目的。仿真计算结果显示了该方法的可行性与有效性，从而为配置了调零天线的导航接收机抗干扰能力增强提供了新的技术途径。     

双基SAR欺骗式干扰性能研究

双基SAR的收发分置使干扰系统对接收机难以准确定位,因此具有强抗干扰能力。该文分析了接收机不能精确定位情况下的欺骗式干扰性能,在双基SAR欺骗式干扰模型的基础上,研究了对双基SAR欺骗式干扰的散焦问题,通过理论分析,给出了可容忍散焦条件,由此可确定雷达接收机的允许设定范围并生成欺骗式干扰信号。仿真实验证实了理论分析的正确性。     

对GPS信号接收的欺骗干扰方法与干扰效果评估

在分析GPS导航定位原理的基础上,探讨了对GPS信号接收的几种欺骗干扰方法,确定了对欺骗干扰效果评估的典型指标,并初步提出了运用灰色理论进行干扰效果分析的试验评估方法。     

暗室条件下抗干扰测试结果影响分析

暗室为卫星导航接收机抗干扰测试提供了全面有效的测试环境，极大地提高了抗干扰性能定量测试与评估能力。但暗室的静区性能、结构尺寸、天线布局等因素会对抗干扰性能测试结果产生影响。基于多径信号天线接收模型、阵列波程差等效模型和信号来向天线映射模型，通过仿真量化分析了干扰多径信号、有限距离下近场效应和来波方向误差对抗干扰测试结果的影响。结果表明，暗室静区性能的提升可降低干扰多径信号对零陷位置的拉偏；不同暗室尺寸对应不同的零陷深度测试，需根据测试需求折中选择；布设暗室天线应依据预设的被测阵列天线和测试场景。结果可为暗室设计、抗干扰测试方案选定和测试结果分析提供参考，提升抗干扰测试的可信度。     

GPS自适应抗干扰算法及其FPGA实现

射频干扰会严重影响GPS接收机的工作，导致接收机无法跟踪锁定有用信号，从而无法精确导航定位。而自适应天线是一种有效的抗干扰措施。文中分析了GPS接收机在接收信号的过程中易受到干扰的原因，提出了一种有效的自适应抗干扰算法，并在Ahera公司的Stratix系列芯片中实现了该算法。     

单元交叉极化对自适应阵列性能的影响

该文分析了在存在双极化干扰机条件下的自适应阵列的性能。由于接收天线单元交叉极化方向图不一致性的存在,通过改变两正交极化干扰分量之间的相位,可以导致阵列单元之间的幅相不一致发生变化。这种变化是无法用简单的校正固定幅相误差的方法来加以校正的,从而导致自适应阵列的性能下降。