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。      

惯性导航系统/测距机系统辅助的机载全球导航卫星系统欺骗式干扰自主检测算法

全球导航卫星系统(GNSS)欺骗导致目标接收机生成错误的定位结果。利用惯性导航系统(INS)辅助,基于卡尔曼滤波新息序列构造卡方检验统计量是检测机载GNSS欺骗的有效手段。然而,该算法无法给出欺骗的持续时间,从而导致INS/GNSS系统无法依据该算法判断其解算的定位信息是否正确。该文结合测距机系统(DME),提出一种基于重构新息序列的有限记忆卡方检测算法。该算法使用已有的INS,GNSS和DME数据构造一种不参与卡尔曼滤波的新息序列,然后将该新息序列构造成有限记忆卡方检验统计量,从而实现对欺骗式干扰的检测。仿真表明,当机载GNSS欺骗造成250 m及以上的位置偏差时,所设计的算法能够获得较为准确的欺骗持续时间。最后,该文依据所提算法的检测结果,给出了INS/GNSS/DME系统正确的定位信息。     

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.     

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。      

卫星导航授时信号的抗干扰和欺骗检测技术综述

随着全球卫星导航系统在经济、军事、国防、民生等领域的广泛发展,提高卫星导航系统的可靠性、安全性和鲁棒性成为当今研究的热点。本文介绍了卫星干扰信号的类型以及相对应的抗干扰和欺骗检测技术,在此基础上分析比较了各个技术的优缺点、实现难度和抗干扰效果,最后对未来研究的重点和方向进行了展望。     

一种抗密集欺骗式干扰的机载雷达动目标检测方法

密集欺骗式干扰不仅会引起大量虚警,还会抬高恒虚警检测器的门限,导致机载雷达的动目标检测性能严重下降。针对此问题,该文提出一种基于数据拟合的机载雷达抗密集欺骗式干扰的动目标检测算法。该算法选取待检测单元附近的数据样本构造基矩阵,对待处理数据进行最小二乘拟合;同时,对拟合系数的边界进行自适应约束以保护可能存在的目标信号。该算法可以有效滤除密集欺骗式干扰,消除其带来的虚警,能够显著改善机载雷达的动目标检测性能。基于实测数据的实验结果验证了该算法的有效性。     

利用信号重构的全球导航卫星系统欺骗干扰抑制方法

欺骗式干扰通过发射与真实卫星信号相似的信号误导接收机产生错误的定位结果,具有极大的危害。该文针对转发式欺骗干扰,提出一种基于信号重构的单天线欺骗干扰抑制方法。该方法首先通过参数估计方法估计出欺骗信号载波频率和码相位,然后构建欺骗信号子空间正交投影矩阵以抑制干扰。仿真实验结果表明该方法对欺骗干扰具有良好的抑制效果,能够保障接收机在干扰环境中实现有效定位,并具有较低的运算复杂度。

     

基于IIR开环滤波的导航接收窄带滤波器设计

针对快变场景中的卫星导航接收窄带干扰抑制问题,结合自适应滤波原理,提出了一种基于开环滤波的自适应陷波器设计方法,实现了导航接收系统中的窄带干扰自适应抑制,解决传统时域滤波器计算量大或收敛速度慢的问题。仿真结果表明,该算法比最优维纳滤波器的运算量低,相比LMS算法收敛速度快、性能好、窄带强干扰抑制能力优于30 d B。     

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。     

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。      

基于中心对称局部二值模式的合成伪装语音检测方法

针对基于局部二值模式的伪装语音检测方法的合成语音检测准确度较低的情况,提出了一种基于中心对称局部二值模式的伪装语音检测方法。该方法通过短时傅里叶变换得到语音信号的语谱图,再利用中心对称局部二值模式提取语谱图的纹理特征,并用该纹理特征训练随机森林分类器,从而实现真伪语音的判别。该方法综合考虑语谱图中像素点的数值大小和位置关系,包含了更加全面的纹理信息,并将特征维度降低至16维,有利于减少计算量。实验结果表明,在ASVspoof 2019数据集上,与传统的基于局部二值模式的伪装语音检测方法相比,所提方法将合成伪装语音的串联检测代价函数(t-DCF)降低了16.98%,检测速度提高了89.73%。     

Geographical position spoofing detection based on camera sensor fingerprint

Currently, position check-in on mobile devices has become a fashionable social activity. Meanwhile, criminals probably tamper the geographical position (geo-position) information to provide an alibi. Therefore, it is of importance to identify the authenticity of geo-position. To our knowledge, many current methods for geo-position spoofing detection mainly rely on geo-position information in the database. However, these methods possibly fail in the case of missing prior information or lacking rich training samples. To address that challenge, this paper proposes an alternative manner for detecting the geo-position spoofing via camera sensor fingerprint. In particular, the camera sensor fingerprint is first extracted through the images posted by an inquiry user based on the well-designed denoising filter. Second, the authenticity of the geo-position is verified by comparing the consistency of the residual noise from newly-posted images with position check-in and the unique camera sensor fingerprint from an inquiry user. Finally, the extensive experiments are conducted on the image database, that empirically indicates the relevance of our proposed simple but effective method.     

基于GNSS多通道跟踪接收机的阵列反欺骗方法

近年来,基于阵列天线的空域处理方法被认为是最有效的欺骗检测和抑制手段之一。提出了一种基于卫星导航接收机多通道跟踪能力的阵列反欺骗方法。多通道跟踪接收机对每一个捕获到的导航信号在所有阵元通道后均进行跟踪处理并提取信号幅度和载波相位观测量,首先计算载波相位双差平方和进行欺骗检测,然后利用载波相位单差和信号幅度比估计信号导引矢量,从而进行基于子空间投影的欺骗信号抑制或基于波束形成的真实卫星信噪比提升。理论分析和仿真试验证明,该方法可有效检测并消除同一来向的欺骗信号且不影响真实卫星信号质量。由于前端非理想因素带来的幅度和相位偏移都已包含在接收机跟踪通道提取的观测量内,实际应用时对阵列天线校准和射频通道均衡的要求明显降低。     

数据异常值检测及修正方法研究

针对雷达测量数据中存在的异常值,对数据中的时间参数根据其变化规律的等差性进行异常值检测。对雷达发射功率、角度、距离参数异常问题,基于邻近去最值均值滤波原理,采用滑窗方式进行检测并修正。实验结果表明,提出的检测方法能够有效检测并修正数据中的异常跳变点且不改变正常值。     

复杂空间背景下的弱小目标检测方法

空间环境弱小目标检测是光学成像制导的关键技术之一。当目标与探测器相距较远时,获取的光学图像中目标呈现为无纹理结构特征的弱小点光源。由于各种噪声的干扰,很难把目标与噪声区分开来。介绍了一种基于广义似然比检验的弱小目标检测方法。首先,对空间环境和目标灰度分布特性进行分析,把空间成像目标灰度变化建模为一种强度值围绕固定值发生正弦的变化过程。采用行列均值相减法进行背景抑制,校正探测器响应的非线性,提高图像信噪比。对经过能量累积后图像进行广义似然比判决,从噪声中检测出弱小目标,分析了检测性能,验证模型的合理性。实验证明该算法能够有效检测出空间背景下的弱小目标。     

基于序贯概率比检验的自私路径检测方法

根据基于序贯概率比检验的无线传感器网络模型,对基于路由功能的自私路径的检测方法进行了研究.通过分析节点接收到的观测样本值,将计算得出的路径评判值与已知阈值进行比较,从而判定是否为自私路径.仿真结果表明,这种基于序贯概率比检验的序贯抽样方案所需观测值的数量大大减少,运行更快,且具有较高的检测精度.相比于其他固定抽样方案,这种方法无需事先确定检验统计假设所需的样本观测值数量,有利于对危害网络安全的行为做出快速响应,从而限制受损网络的范围.     

一种海杂波背景下雷达信号检测方法的研究

结合相位编码信号和步进频率信号各自的特点,提出了一种脉内相位编码-脉间步进频率的组合调制低截获概率雷达信号（PCSF）。针对海杂波的统计特性,提出了一种可实现的K分布海杂波模型下的距离扩展目标检测器并进行了仿真分析。研究结果表明,在同一信杂比条件下,提出的脉内二相编码-脉间步进频率组合调制信号较单独的相位编码信号和步进频率信号的目标检测性能有较大的改善。     

Efficient error detection and correction method for 1-out-of-3 binary signed digit adders

Binary Signed Digit (BSD) number system has been extensively used in high-speed applications due to taking carry-free adders and high-speed multipliers. The 1-out-of-3 BSD encoding is an inherently fault-tolerant BSD encoding, which is a subset of m-out-of-n codes widely employed for error detection and correction. Although some fault-tolerant methods have been already proposed for 1-out-of-3 BSD adder, an efficient structure with both capabilities of fault detection and correction has not been introduced yet. In this paper, a 1-out-of-3 BSD adder with error detection and correction capabilities is presented. In spite of the negligible penalties in delay, power consumption, and area overhead, synthesis results show that more fault tolerance capability is achieved by the proposed method.     

基于CRC纠错与迭代干扰消除的星载AIS接收机

为了提升星载船舶自动识别系统( AIS)的卫星接收性能,提出了一种采用4 b循环冗余校验( CRC)纠错与迭代干扰消除算法的星载AIS接收方案。针对星载AIS系统中多路信号碰撞明显的情况,首先,通过分析星载AIS系统中CRC错误类型,采用比特反转的方式进行纠错;其次,对纠错后的序列进行AIS数据重构,采用迭代干扰消除方法消除重构信号,并将余下信号作为输入信号再次进入系统进行解调。仿真结果表明,和传统的CRC纠错系统相比,针对典型的两路信号碰撞情况,基于4 b CRC校验与迭代干扰消除的星载AIS系统能够带来1~2 dB的误码率增益,对星载AIS系统的性能提升有重要指导意义。