GPS欺骗干扰技术研究

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GPS在军用及民用领域的重要作用毋庸置疑,从精确制导导弹到日常随处可见的导航设备无不依赖着GPS的强大支持。GPS为人们的生活带来了巨大的便利,也是军事中信息战、远程作战的坚实基础。与此同时,GPS的广泛运用也为社会带来了负面影响,无人机事故的频发带来了人员伤亡与经济损失。GPS欺骗干扰技术已不仅是军事领域研究的热点,也成为了在社会中应用的重要技术。在深入讨论GPS欺骗干扰技术之前,本文简要介绍了GPS系统的构成,介绍了GPS信号的三大组成部分和GPS信号的产生方式。C/A码是民用GPS设备的唯一测距码,本文详细分析了C/A码的调制原理及其特性;在引入伪距概念及其测量方法的基础上分析了GPS定位的基本原理,得到了解算用户位置的方法并研究了多颗卫星定位的最小二乘法。基于以上的讨论,本文研究了两种不同的欺骗干扰方式,详细阐述了转发式欺骗的基本原理,给出了转发式欺骗干扰的基本设计模型和定点欺骗模型,讨论了负时延的补偿方法,进行了相应的仿真工作;研究了一种基于软件无线电设备的产生式欺骗干扰方案,详细说明了GPS欺骗信号产生的流程并提出了伪距的地球自转矫正算法,分析了多普勒频移的计算方法。实验测试显示,该方案具有较高的欺骗性和准确度。最后,本文研究并提出了无人机的方向诱导模型和偏移诱导模型。方向诱导模型可以通过使无人机错误定位来改变其既定飞行方向,转变为我们想要的方向;偏移诱导模型,在方向诱导模型的基础上,讨论了将无人机诱导至特定点的方法,给出了相对于不同欺骗位置、不同速度大小下偏移矢量的计算方法,最后的仿真结果证实了该模型的可行性。
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