牵引式欺骗对矢量跟踪环路的影响

牵引式欺骗能够在不引起跟踪环路失锁的条件下诱使接收机跟踪欺骗信号,是一种隐蔽性很高的欺骗干扰方式。对于标量接收机,由于其跟踪环路相互独立,因此针对单个信号进行牵引式欺骗时,不会受其他信号的影响。而矢量接收机的跟踪环路通过接收机状态耦合,存在相互影响,即牵引式欺骗对矢量和标量跟踪环路的影响存在差异。本文基于无噪声且欺骗信号与真实信号载波频率和载波相位相等的假设条件,分析牵引式欺骗对矢量跟踪环路的影响,推导出欺骗成功条件,并利用信号源模拟器和软件接收机对分析结果进行验证。研究结果表明,对矢量跟踪环路成功实施牵引式欺骗的条件较标量跟踪环路更为严苛,反映出矢量跟踪环路固有的抗欺骗干扰能力。     

卫星导航欺骗干扰检测与抑制技术综述

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)欺骗式干扰具有隐蔽性强、危害性大的特点,对GNSS造成了严重的安全威胁。介绍了生成式和转发式欺骗干扰的原理和关键技术,总结了现有的欺骗式干扰检测方法和抑制方法,并从成本、性能、复杂度、研究重点等方面对现有技术进行了详细分析。以性能和成本为指标,对比分析了现有干扰攻击、检测和抑制方法。最后,对未来欺骗式干扰防御研究值得关注的问题进行了展望,以期为后续研究提供思路。     

GNSS智能相干跟踪欺骗干扰方法及效能分析研究

针对叙利亚战场和美军伊朗战场发生的多起无人机被欺骗干扰诱捕事件,本文分析说明了 GNSS 生成式和转发式两种不同欺骗干扰的方法、实现机理及效能,提出智能相干跟踪欺骗方法。通过智能相干跟踪欺骗干扰机理及其对卫星导航用户接收机的影响分析,研究了该欺骗干扰对用户接收机的智能跟踪和相关牵引效果。最后完成了仿真和实际场景模拟试验,验证了该欺骗干扰的诱骗能力、破坏性及隐蔽性。     

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。

     

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。     

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。      

基于初相匹配滤波的有源欺骗干扰抑制

针对有源欺骗干扰提出了一种新型的基于初相匹配滤波的干扰抑制方法.首先,基于相参雷达接收机匹配滤波器得到脉压信号矩阵.其次结合该矩阵中目标和干扰脉压尖峰矢量,基于最大平均信号干扰能量比（信干比）输出推导出了初相匹配滤波的响应函数解析式,形成了基于有源欺骗干扰抑制的初相匹配滤波算法.该算法在保证目标脉压尖峰矢量不损失的前提下具有较好的抗干扰改善因子.仿真结果表明当雷达发射脉冲串脉冲数为60时,在Swerling I目标起伏下,该算法抗干扰改善因子（干扰抑制深度）为20dB左右.在SwerlingⅡ目标起伏下,该算法干扰抑制深度为19dB左右.     

一种基于慢时域盲分离的欺骗干扰抑制方法

针对单脉冲比幅雷达的距离假目标欺骗干扰,研究了一种基于慢时域盲分离的欺骗干扰抑制方法。该方法在慢时域上建立雷达信号接收模型,首先验证了回波与干扰的可分离性,然后采用二阶统计盲源分离技术完成了回波和干扰的分离,最后通过微多普勒频率特征完成对真假目标的鉴别。仿真结果表明,该算法对欺骗干扰具有较好的抑制性能。当SNR>0dB时,回波相似系数大于98%,延迟时间测量误差小于0.03μs。     

基于四通道SAR欺骗式干扰抑制算法

研究了SAR干扰抑制算法特别是基于多通道干扰抑制算法,提出了一种基于四通道欺骗式干扰抑制算法。首先对欺骗式干扰信号模型及其产生机理进行介绍,并对其信号形式进行分析,接着从四通道信号处理角度出发对欺骗式干扰信号的形式和场景回波信号进行分析并比较其异同点。对于场景回波信号而言,各个通道的方位多普勒谱仅有固定相位差,而对于欺骗式干扰各个通道方位多普勒谱是随欺骗场景发生变化。基于上述差异,文中提出利用场景回波的多普勒谱具有固定相位差来构造通道的导向矢量,进而达到对欺骗式干扰进行抑制。最后通过仿真实验证实文中方法的有效性和可行性。     

距离假目标欺骗干扰下雷达网目标跟踪技术

距离假目标欺骗干扰下,雷达接收到高逼真度的虚假信号,从信号层面无法有效将其滤除,致使虚假信号进入雷达数据处理器形成虚假点迹,进而经过滤波跟踪后形成虚假航迹.为此,提出了基于雷达网数据融合的跟踪技术.首先,对雷达网中各部雷达的位置量测数据分别进行预处理;然后,在融合中心进行关联处理,计算出等效位置量测,实现目标的精确定位...     

一种矢量跟踪环路及其抗干扰性能分析

针对GPS信号在接收端的功率较弱,接收机在载噪比低的环境中很容易受到其他信号的干扰,该文提出一种基于矢量跟踪环路的接收机设计方法,在跟踪环路环节对干扰信号进行抑制。以实际的伪距、伪距率误差为状态量,量测得到的伪距、伪距率误差为观测量构建跟踪环路滤波器,利用更新后的接收机位置,计算出接收机与可视卫星间的观测矢量,完成闭合反馈回路。接收机的信号跟踪与导航解算部分融合一体,改变了传统接收机的结构。对比分析标量和矢量跟踪环路的预测伪距方差,来研究矢量跟踪环路对干扰信号的抑制性能。采用实际卫星星历进行仿真实验,验证了矢量跟踪环路比标量跟踪环路的预测伪距方差小,抗干扰能力强。     

利用TDOA相关系数的ADS-B欺骗式干扰检测

目前,为了检测飞机位置异常点,已安装的ADS-B系统通过比较飞机广播位置与两个基站计算获得的TDOA(Time Difference of Arrival,TDOA)和由两基站实际接收信号的TDOA来达到目的,该方法简单,但性能受基站同步误差和飞机报告位置误差影响较大。本文提出了一种利用TDOA相关系数的ADS-B欺骗式干扰检测方法,同样使用两个基站来接收ADS-B信号,首先根据飞机报告的位置和两基站的位置计算信号到达两基站的TDOA,然后通过两基站接收信号时刻计算TDOA,集合同一架飞机的各个航迹点,则得到一组由报文计算的时间差和一组由基站计算得到的时间差,最后通过两组时间差的相关系数来识别真实目标和欺骗干扰。本文方法不需要反推飞机位置,对基站同步误差和飞机报告位置误差稳健。仿真实验验证了方法的有效性。      

少星环境下的矢量跟踪接收机增强技术研究

卫星导航系统已经成为最常用的导航和定位手段,地面车辆、智能手机等都依靠卫星导航接收机提供高精度导航和定位信息.然而在城市复杂环境下,卫星导航信号常常被环境遮挡,接收机接收不到足够数量的卫星信号,导致接收机定位误差变大或者不能输出导航信息.矢量跟踪接收机采用卡尔曼滤波估计导航定位信息,能够在少星环境下提供一定精度的定位信...     

基于扩展卡尔曼滤波器的矢量跟踪算法研究

该文针对矢量跟踪算法缺乏定量分析的问题,对线性化模型与跟踪误差进行了研究.为了提高矢量跟踪环的动态跟踪性能,修正了已有线性化观测矩阵忽略接收机伪距率对位置的偏导项的问题;提出了新的环路反馈量,简化了运算过程.推导出了矢量跟踪环的热噪声跟踪误差,与标量跟踪环相比跟踪门限明显降低,并且在相同条件下,观测卫星数越多,矢量跟踪环的跟踪门限越小;推导了矢量跟踪环的动态应力跟踪门限,证明矢量跟踪环可以处理高动态微弱信号.通过 Monte Carlo 仿真验证了理论分析结果的正确性.     

基于结构支持向量机的目标检测跟踪同步算法

目标检测跟踪同步算法通过对视频帧的目标实时检测来达到跟踪的目的,该算法主要是为了维持一个能够在线训练的分类器,把从背景采样的样本作为负样本,从目标区域采样的样本作为正样本,然后通过分类器把二者区分开,以达到跟踪效果。然而当目标产生形变以及目标区域发生遮挡的时候,如何对样本采样和精确标记成为跟踪成败的关键。在结构支持向量机的框架下,提出一种基于结构支持向量机的目标检测跟踪同步算法。由于结构支持向量机的输出可以是复杂的数据结构,因此采用结构支持向量机,把目标位置估计作为结构支持向量机的输出,避免了对样本标记精确估计的需要,克服了当目标发生遮挡和大范围变形时导致的跟踪失败。仿真实验表明,该算法有良好稳定的跟踪效果。     

声探测多传感器多目标定位与跟踪方法

常用的多传感器多目标算法需要3个以上的传感器来完成目标的定位与跟踪。声探测受声传感器探测距离近的限制．无法保证每个目标都被3个以上传感器同时探测到。在无源定位与跟踪的理论基础上,提出了一种简化的、易于工程实现的方法,解决了声探测中数据关联和目标定位与跟踪等问题。     

利用双天线相位差的ADS-B欺骗式干扰检测方法

广播式自动相关监视技术相比于传统监视系统具有定位精度高、更新速率快和设备成本低等优点，受到国际民航组织的大力推广。但由于其共享开放式的特点使得系统容易受到各种欺骗式干扰的影响，严重威胁空中交通安全。本文提出了一种利用双天线相位差进行欺骗式干扰检测的方法:对同一信源广播的一组位置消息，首先根据其广播内容计算一组表征目标相对于接收机方向变化的量；其次根据双天线之间的相位差计算一组同样表征此方向变化的量；最后通过两组变量的相关系数判别真实目标和欺骗干扰。此外，针对与空中真实目标ICAO地址相同的虚假ADS-B消息可能导致的误检测，我们也提出了信源一致性检测方法。本文方法不需要估计信号来向，对天线的幅相误差稳健，仿真实验和实测数据均验证了方法的有效性。