GPS接收机Z跟踪技术抗干扰性能分析

Z跟踪技术是民用GPS接收机为消除或减弱AS（Anti—Spoofing）政策影响,实施精密测距和高精度导航定位的一种有效方法。通过分析Z跟踪技术载波相位测量的基本原理,研究了GPS接收机Z跟踪技术的抗压制干扰、抗欺骗干扰性能。结果表明：采用Z跟踪技术的GPS接收机与C／A码接收机的抗压制干扰基本相同;其在信号捕获状态下的抗欺骗干扰能力取决于欺骗干扰信号与GPS信号的相关程度,而在信号跟踪状态下抗欺骗干扰能力则等同于抗伪随机噪声码干扰能力。     

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。     

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。     

极化对GPS干扰效果影响分析

为获得良好的GPS干扰效果,干扰信号应与GPS接收机天线极化方式相匹配。首先用腔模理论分析了GPS接收机圆极化微带天线各个方向上的场结构,推导出其侧面的极化特性。对干扰信号从不同方向进入GPS接收机天线的干扰效果进行了分析。在此基础上利用镜像原理分析了GPS接收机天线载体对不同极化方式的干扰信号影响。通过试验结果证实了上述分析。最终给出合理的干扰天线极化方式。     

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／NO)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。     

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.     

数字多时延灵巧干扰信号研究

为了适应数字干扰设备干扰脉压接收机时对数字脉内相干干扰信号的需求,研究了一种数字多时延灵巧干扰信号.首先通过数学推导得到多时延数字灵巧干扰信号的数学模型,并论证该模型可作为循环转发干扰信号、脉内多假目标干扰信号和数字多时延灵巧噪声的统一数学模型;然后从理论上分析数字多时延灵巧噪声对脉压接收机的欺骗干扰机理和噪声压制干扰机理;接着通过数字延迟叠加方法和快速卷积算法设计了两种多时延灵巧噪声的数字实现算法;最后以线性调频脉冲压缩信号为例,对两种算法产生的数字多时延灵巧噪声通过匹配滤波器前后的时域、频域、时频域特征进行仿真分析,验证了算法有效性同时直观呈现了数字多时延灵巧噪声对脉压接收机的干扰效果.研究表明多时延灵巧噪声能够有效干扰脉压接收机,并造成脉内多假目标欺骗干扰效果和高效的噪声压制干扰效果.     

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。     

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。     

基于调零天线的无人机抗导航干扰方法

针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。     

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.     

GPS／INS组合导航抗干扰研究

目前GPS／INS制导已成为精确制导武器的核心。本文根据GPS导航的特点及GPS／INS制导机理，分析了压制式干扰对GPS接收机的影响以及自适应调零天线对抗GPS干扰的有效性，最后分析了采用调零天线技术的GPS／INS组合式导航对抗干扰的有效性。     

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。     

实施转发式GNSS欺骗干扰的功率控制策略研究

在实施转发式欺骗干扰时,经转发的干扰信号和直达信号同时进入被干扰接收机,对接收机的信号处理过程造成复杂的影响.转发式干扰根据信号功率的大小,其干扰效果可能会出现信号压制、信号欺骗或无法欺骗等多种情况,目前尚无文献对转发干扰信号功率控制进行定量研究.为推进转发式欺骗干扰在导航战中的实际应用,制定合适的转发式欺骗干扰功率控...     

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。      

提高超宽带冲激无线电信号抗单频干扰能力的参数选择方法

针对三种超宽带冲激无线电信号(TH-PPM、TH-PAM和DS-UWB)在强单频干扰下的存在误码率恶化的情况,通过理论分析和计算机仿真验证,分析了影响超宽带冲激无线信号抗单频干扰能力的主要系统参数,提出了提高三种超宽带无线电信号抗单频干扰能力的系统参数选择方法。采用这种参数选择方法,可主动降低甚至消除干扰信号对超宽带冲激无线电信号的干扰,降低超宽带冲激无线电接收机设计的复杂性。     

基于FPGA的窄带干扰抑制算法在GPS中的应用

针对GPS接收机有效信号弱,易受窄带干扰影响的不足,提出了一种基于FPGA的窄带干扰抑制算法的实现方案。该方案以Xilinx公司的Virtex5芯片为硬件平台,采用重叠加窗频域滤波算法和自适应多门限检测技术实现窄带干扰的实时检测和抑制,最后采用重叠相加的方法进行数据输出。测试结果表明,该设计能为GPS接收机提供至少60dB的抗窄带干扰能力。与其他窄带干扰抑制方法相比,收敛速度和信噪比损耗都得到了改善。     

基于时频域分析的雷达有源干扰识别方法及实现

通过分析雷达压制干扰信号、欺骗干扰信号的时频域特征,设计了一种基于时频域分析的干扰信号识别方法,并描述了其实现方法。为保证干扰信号识别的实时性和准确率,利用数字信道化接收机原理进行信号预处理,获取信号的时频功率谱、高分辨率功率谱以及脉冲描述字(PDW)数据,后续由数字信号处理器(DSP)芯片多核并行处理完成干扰识别分类。     

GPS接收机的迭代处理技术研究

导航接收机系统作为一种卫星导航系统的终端接收,在军事和民用方面都得到重大应用。高精确定位性能是导航接收机应用追求的目标。针对导航接收机工作环境各种复杂干扰,及为进一步提高导航接收机系统的抗干扰性能,提出了一种迭代处理技术的应用方案,并对方案可行性进行分析研究。通过应用迭代处理,在接收混合信号中消除了干扰信号影响,使得捕获跟踪精度提高以此提高GPS接收机的性能。理论分析和仿真结果表明,在GPS接收机中引入迭代处理技术能很好的提高系统抗干扰能力,干扰抑制效果更好。     

移动通信中的CMA阵列抗干扰性能分析

移动通信中的CMA阵列具有抗多径干扰和抗共信道干扰能力。本文理论分析了实际信号环境下CMA阵列的抗多径干扰和抗共道干扰能力，并进行了计算机仿真，仿真结果表明，CMA阵列的抗多径干扰性能受随机相移、信号幅度、信号空间分布等因素的影响，当所需信号与多径干扰信号空间卫离度越大，CMA阵列的抗多径干扰性能越好。CMA阵列的抗共信道干扰性能较抗多径干扰性能要好，只要所需用户信号和共信道干扰信号不在同一入射方向，CMA阵列就可以将干扰信号抑制掉。