北斗卫星导航欺骗与抗欺骗技术现状探讨

作为全球四大卫星导航系统之一,北斗也容易遭受恶意欺骗干扰.在北斗赋能各行各业的时代,守护北斗就是守护我们的家园.对欺骗技术和抗欺骗技术原理分别进行了介绍,讨论了不同的欺骗手段对接收机的影响,从接收机捕获通道和跟踪通道的欺骗特征详细介绍了几种抗欺骗技术,并重点阐述了当前欺骗和抗欺骗技术的现状,最后展望了未来的欺骗技术和欺骗防御技术,希望对卫星导航接收机的抗欺骗干扰技术工程化应用提供思路.     

卫星导航欺骗式干扰技术发展趋势综述

在信息化条件下的导航战中,卫星导航欺骗式干扰技术比其他类型的故意干扰更具有隐蔽性与威胁性.首先,介绍了卫星导航欺骗式干扰技术的分类,即转发式欺骗干扰和生成式欺骗干扰,分别对应于增加信号传播时延或给出虚假卫星信号.然后,从针对纯卫星导航终端和针对卫星导航系统辅助的组合导航终端两个方面详细阐述了卫星导航欺骗式干扰技术的研究...     

卫星导航欺骗式干扰抑制技术研究与分析

为避免欺骗式干扰对卫星导航构成重大威胁,研究了卫星导航欺骗式干扰抑制技术。首先,根据欺骗式干扰产生原理和实施方式将其分为四类,之后论述了国内外欺骗式干扰和欺骗式干扰抑制技术的研究现状,调研了国内外主要研究机构针对欺骗式干扰抑制采取的技术措施,进一步按照适用接收机的类型对技术进行了分类,并对各类技术对于四类干扰的抑制效果进行了逐一对比分析。在此基础上,展望了未来欺骗式干扰抑制技术的发展趋势,对从事该项技术的研究者具有一定的参考借鉴价值。     

距离近似对计算相干多点源等相位面的影响

在相干两点源基础上，介绍了等相位面的数值计算。并主要就不同点源间距和不同波长情况下距离近似处理对计算等相位面带来的误差进行了定量分析。结果表明，误差与点源间距和波长都有关系，其中波长的影响最大。对厘米波和毫米波而言，在一般情况下可以对距离作近似处理，以简化计算复杂度，且不会造成很大的误差。     

电子干扰技术综述

简述了电子干扰技术的发展现状;介绍了几种主要的干扰方法,分析了各种干扰方法的基本原理;总结了干扰技术的发展方向。     

未来攻击机机械系统综合控制

文章对未来攻击机通用系统实现数字化控制和监测进行说明，使用这一系统的目的在于：1）减小重量和减少与常规系统相关的发动机起 功率因子，2）减小飞行员工作负荷；3）提高维护性。4）提高生存性。5）降低用户费用，本文通过对与通用系统连接的分布式处理器和数据终端的研究来阐述系统设计的各种方法，目前，研究表明两个目标已实现，而且效果明显，例如：在双发攻击机上，能使100kg重量减小大约50％；飞行员工作负荷可以减小1／4。     

绝对同相支路输出的GNSS欺骗检测

针对功率随时间变化,载波同步欺骗场景下,传统检测算法的欺骗检测性能不理想的问题,提出了一种基于绝对同相支路输出求和(SAIBO)的欺骗检测算法,为改善欺骗检测性能,进一步提出了SAIBO滑动平均(SAIBO-MA)算法。SAIBO-MA算法的构建过程使用接收机跟踪环的同相支路的输出结果取绝对值后求和形成SAIBO检测量,再做滑动平均处理后得到SAIBO-MA检测量。实验使用德克萨斯大学奥斯汀分校的德州欺骗测试电池(TEXBAT)的场景7(DS7)为数据集,比较并分析所提算法与传统算法的检测概率、欺骗判决数目和稳健性等欺骗检测性能。实验结果表明,SAIBO-MA具有更高的检测概率和检测精度、更好的即时性和稳健性以及更宽的检测范围。提出的SAIBO-MA算法克服了传统算法的缺点,具有更优的欺骗检测性能。     

欺骗环境下GNSS信号估计与定位修正技术

欺骗信号以其极强的隐蔽性使卫星导航接收机难以察觉并迅速定位到错误位置,严重影响了卫星导航的安全性。现有抗欺骗技术需要其他导航系统辅助来修正受欺骗影响的定位解算,针对该问题,本文提出了一种GNSS欺骗信号参数估计与辨识方法,能够在欺骗干扰环境下估计并辨识出真实信号所对应的伪距,进而解算出接收机真实位置。该方法通过研究欺骗干扰下接收机相关值模型,在信号跟踪阶段建立真实与欺骗双信号状态模型与基于九路相关器输出的观测模型,利用扩展卡尔曼滤波（EKF）估计真实信号与欺骗信号的伪码延时与信号相关幅值,进而获得真实与欺骗伪距,在定位解算阶段利用改进观测量残差检测方法辨识出真实与欺骗伪距,最终使用真实伪距定位获得真实位置。仿真结果表明对相对码延时介于0.3~0.9 chip之间且欺骗/真实信号幅度比介于1~5之间的隐蔽欺骗攻击,所提方法的码延时估计误差约0.1 chip,可有效估计真实信号与欺骗信号参数,辨识出真实伪距,并使被欺骗的定位结果重新回到真实位置结果,改善GNSS接收机抗欺骗能力,提高卫星导航安全性。     

反向交叉眼对单脉冲雷达干扰效果分析及仿真验证

交叉眼干扰被认为是对单脉冲雷达干扰最有效的方式之一。基于雷达方程建立了隔离平台回波下的两点源反向交叉眼干扰模型，推导了交叉眼干扰欺骗角一般性公式，研究了干扰机发射天线间距、干扰平台旋转角和干扰机相对雷达之间距离等参数变化对角度欺骗效果的影响，并依据单脉冲雷达接收机获取角度的信息处理流程，建立了单脉冲雷达接收机仿真模型，对交叉眼数学模型的正确性和局限性进行了分析。研究结果表明：单脉冲雷达越靠近两点源交叉眼干扰机中心线、干扰机两发射天线间距越大、与干扰机距离越近时，角度欺骗效果越好；单脉冲雷达的欺骗角度随着与干扰机距离的接近呈指数式增大；数学模型和仿真模型计算的单脉冲雷达角度误差最大值随干扰机天线与雷达天线中心连线的夹角的增大呈指数化增长。研究可为交叉眼干扰工程设计作参考。     

对SAR欺骗式干扰中差频补偿的研究

根据星载合成孔径雷达（SAR）的接收机工作原理提出一种欺骗式干扰方法,并分析了基准频率不一致这一因素对干扰效果的影响,提出了补偿措施,通过仿真验证了补偿效果。     

Analysis on Development of Air-launched Decoy

空射诱饵是以RCS信号模拟系统、雷达干扰机为载荷,对敌方地空防御武器系统中的雷达探测系统实施欺骗干扰和压制干扰的电子战武器.本文对空射诱饵发展进行了分析.概述了空射诱饵的发展情况,分析了空射诱饵作战使用方式,论述了空射诱饵发展方向和关键技术.     

合成孔径雷达有源欺骗干扰仿真分析

建立了合成孔径雷达假目标反射系数矩阵模型,提出了在方位向进行相位补偿、在距离向进行延时处理的干扰信号生成方法。在确定了干扰机和假目标点的位置关系后,只需知道合成孔径雷达的运行速度、重频等参数即可生成干扰信号,方法简单、运算量小。通过仿真分析,证实了该干扰信号生成方法的可行性。     

相参雷达典型干扰信号产生及关键技术

介绍了一种基于DRFM的相参雷达典型干扰样式信号产生方法,并对其关键技术进行了研究。该干扰信号能够携带雷达发射信号的相位等细微特征信息,可以用于在实验室条件下对相参雷达进行抗干扰性能测试。     

ADS-B系统中的电磁干扰研究

ADS-B系统是一种新型民航空管监视系统,可以显著提高空域飞行容量,在世界民航领域得到了极大的推广应用。然而,其飞速发展的同时也面临着严峻的电磁环境形势,是飞行安全的一个重大隐患。ADS-B系统面临着针对定位系统和ADS-B报文传输数据链2个方面的电磁干扰。本文对ADS-B系统的各类电磁干扰进行了分析研究,并综述了抑制干扰的新技术新方法,为ADS-B系统抗干扰领域的研究提供一定的借鉴和参考。     

激光制导导弹干扰手段及效果评估

激光角度欺骗和烟幕是对抗激光制导导弹的有效干扰手段。义章认真分析了激光角度欺骗干扰与烟幕干扰的机理,建立了激光制导导弹的干扰模型,并通过仿真,评估了对不同目标指示器作用下的干扰效果,对激光精确制导导弹的干扰对抗有一定的指导作用。     

基于VBGMM-DCNN的列车卫星定位欺骗干扰检测方法

面向基于全球导航卫星系统的铁路列车定位实施欺骗干扰的主动检测，在卫星定位解算层次，运用深度学习建模学习方法的优势，提出一种基于变分贝叶斯高斯混合模型-深度卷积神经网络（variational Bayesian Gaussian mixture model-deep convolutional neural network, VBGMM-DCNN）的列车卫星定位欺骗干扰检测方法。该方法首先提取能够充分体现欺骗干扰对定位解算过程作用影响的卫星观测特征参数，构建干扰检测特征矢量；然后，采用VBGMM模型拟合经过预处理的特征向量的概率分布，得到二维概率密度图；最后，将概率密度图用于DCNN模型实施欺骗干扰的检测决策。结合现场实验所得运行场景数据，利用实验室搭建的欺骗干扰测试环境实施了干扰注入测试与检验，结果表明,欺骗干扰检测性能随着DCNN网络深度的增加而提升，相对于常规有监督决策方法F1值最高提升44.68%。基于VBGMM-DCNN的欺骗干扰检测能够适应测试验证中运用的列车运行特征及定位观测条件，所达到的检测性能优于对比算法。     

雷达站站址误差对多机协同航迹欺骗干扰的影响分析

多机协同航迹欺骗干扰是专门针对雷达网的一种新的电子干扰手段。文章在介绍了多机协同航迹欺骗干扰基本原理的基础上,重点对雷达网内雷达站址误差对航迹欺骗干扰的影响进行了分析,推导了有关理论模型,并以融合中心采用K近似域(K-NN)航迹关联准则为背景,仿真分析了雷达站址误差对航迹欺骗干扰的影响,得出了雷达站址误差对航迹欺骗干扰性能有重要影响、但此影响随电子战飞机与雷达站间的距离增大而降低的结论。     

基于地基伪卫星的GPS对抗方法研究

借用伪卫星的概念,提出了一种基于地基伪卫星的GPS对抗方法,该方法充分利用非对抗区域的GPS资源,通过把分布式转发和伪星座技术相结合的方式,对对抗区域内敌方GPS接收机实施欺骗干扰,同时还能确保该区内己方GPS接收机的正常定位。文中着重讨论了该方法的实现原理、组成结构、定位解算方法和对抗实施步骤,并以一计算实例验证了实施的可行性。     

多干扰机InSAR欺骗干扰方法

单航过的干涉合成孔径雷达（InSAR）有很强的抗干扰能力,单部干扰机所发射干扰信号的干涉相位在不同快时间是完全相同的,不同慢时间也近似相等,不能产生具有高程信息的干扰图像。基于此,提出了一种利用双（多）干扰机产生InSAR三维图像欺骗干扰的方法,分析了InSAR的成像机理,给出了假目标模板设置方法,讨论了聚焦后复图像和干涉相位要求的干扰信号调制参数以及干涉相位的估计方法。产生的干扰信号在雷达接收机中可独立实现SAR二维像干扰,经干涉后能生成虚假高程信息,理论分析和仿真结果表明,该方法能实现对SAR二维成像和InSAR三维成像的有效干扰。     

基于载噪比同步变化的北斗欺骗检测方法

欺骗干扰已经成为北斗卫星导航系统安全性的一个严重威胁。针对北斗系统面临的欺骗干扰问题,建立二元假设检验模型。由于施加单一天线发射的欺骗干扰后,当前观测频点下各高俯仰角可见星的载噪比值会产生相同的变化趋势,所以基于此变化规律提出了一种利用K-means聚类算法进行分析的北斗卫星信号欺骗干扰检测方法,并给出了施加欺骗载噪比变化域的定义。最后通过在外场搭建实验环境,对实采数据进行了实验验证。实验结果表明,本方法对于欺骗功率优势≥6 dBm的大功率优势欺骗信号的检测概率可以达到95%以上,为提高接收机抗干扰能力提供了有益参考。