基于残留信号检测的GNSS导航信号抗欺骗干扰技术研究

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随着全球卫星导航技术的不断发展,卫星导航技术在人类的生产生活中得到了越来越广泛的应用。但是,由于卫星距离地面遥远,到达地面时的卫星信号强度已经受到较大的衰减,同时由于民用信号的结构公开,使得卫星接收机容易受到各种干扰的影响。相比于自然环境中存在的干扰,人为的欺骗干扰具有更大的危害。针对各种类型的欺骗干扰,本文以全球卫星导航系统(GNSS)中的GPS系统为研究对象,对抗欺骗干扰技术展开研究。本文首先对GNSS的定位原理进行介绍,然后研究分析了多种欺骗干扰的原理以及所采取的干扰策略,明确了在不同功率策略下欺骗干扰的作用过程,并对欺骗干扰对接收机的影响进行具体的阐释。总结了现阶段可行的抗欺骗干扰技术并对抗欺骗干扰技术的作用阶段进行了划分。接着,分别分析了在欺骗检测阶段和欺骗消除阶段所采取的各种技术的作用原理及其存在的问题。基于上述分析对比,在欺骗检测阶段,选择残留信号检测技术作为来检测是否存在欺骗信号,并对残留信号检测的有效性进行仿真验证。在欺骗消除阶段,指出了现有方法在欺骗信号的判断上依赖信号功率大小的缺陷,并分析这一缺陷所导致的失效问题。提出了针对功率缺陷的改进技术策略,并结合不同的欺骗策略,定性分析这一改进抗欺骗策略的有效性。基于抗欺骗干扰的应用场景,改进了分解处理模块所采用的经验模态分解方法,提高了分解的效率,降低了因为分解模块的时间开销带来的误差。设计了分类判决模块所采用的分类方法,保证最终选择的数据的准确性。在改进的抗欺骗策略基础上,给出完整的基于残留信号检测的抗欺骗干扰技术总体方案和各个模块,将欺骗信号消除从信号层面转向了数据处理层面,有效的解决了原有的抗欺骗干扰技术存在的缺陷。
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