文档介绍：利用轨迹诱导的欺骗式 GPS 干扰技术
航空航天学院
201521190230
刘琦
为了干扰敌方GPS卫星导航设备,使其无法提供正常的导航信息,提出了一种根据探测到的飞行器轨迹,通过在每颗卫星上施加不同的传播时延和多普勒控制量来实现位置和速度同时欺骗的方法。该干扰技术适用于GPS民码和军码方式下的导航欺骗,且不易被检测和抑制,为导航战下的卫星对抗提供了有效的干扰手段。
欺骗式干扰技术:
1、GPS自主式欺骗干扰
2、GPS转发式欺骗干扰
实现原理
干扰系统组成
欺骗控制量算法
卫星导航转发式干扰示意图
第一步:
设地面接收控制站A的位置坐标为(xA,yA,zA)、欺骗目标点 B 的位置坐标为(xB,yB,zB),第i颗卫星的位置坐标为(xi,yi,zi)。在地面接收控制站A测得的对第i颗卫星的伪距ρAi可表示为:
根据卫星导航定位原理,对位置欺骗的本质就是要改变伪距测量值。每颗卫星对应的转发延迟量为:
第二步:
1、计算卫星多普勒
设图中卫星速度(vix ,viy ,viz ),A 点到卫星的方向余弦为:
则在 A 点的多普勒为(忽略 A 点接收机钟漂影响):
2、计算欺骗多普勒
设雷达探测到的载体位置为(xB,yB,zB),速度为(vBx ,vBy ,vBz),欺骗的速度变化量为(Δvx,Δvy,Δvz),则其相对于卫星的径向多普勒计算如下:
则相对于 A 点接收的数据,需要调整的多普勒为:
实现方法
根据实现原理框图可将实现过程分为时延与频率控制量计算、信号接收与存储、转发信号的生成(对存储信号的处理与发送)3个部分。
这种方式,其最大优点是可实现将GPS定位结果逐点拉偏的目的,从而不易被惯导识别并剔除,达到拉偏组合系统定位结果、降低攻击武器杀伤力的目的。但由于需要拟合被欺骗目标的飞行轨迹,对于小目标或飞行时间较短的目标实用性较差,但对大型载体(如无人机、大型导弹)实施诱导欺骗(从而达到诱捕)是有可能的。由于任何一个转发式欺骗干扰都会造成信号延迟,对大的延迟信号卫星导航接收机可以根据自身的时钟将其剔除,因此缩短转发信号的延迟时间量,也是能否达到欺骗效果一个重要环节。