张喜合 开题报告2003

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1、杭州电子科技大学毕业设计（论文）开题报告题目转发式GPS欺骗干扰机的仿真建模与实现学院通信工程学院专业信息对抗技术姓名张喜合班级09083511学号09083132指导教师孙闽红转发式GPS欺骗干扰机的仿真建模与实现一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1.1选题的根据和意义自1957年前苏联将世界第一颗人造卫星送入环地轨道以来，针对卫星信号的干扰与抗干扰技术的发展日新月异。GPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系统）的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。卫星导航系统最基本也最重要的功能，是在广达5.1亿平方公里的

2、巨大地球表面，给任意一个物体定位，由此而来，衍生了测速、轨迹描绘、导航、防盗反劫、服务救援、远程监控等等重要的应用。目前，世界上主要的卫星导航系统包括：美国的GPS、欧盟的GALILEO、俄罗斯GLONASS和中国的北斗导航系统，其中美国的GPS应用最为广泛。卫星导航系统不仅在民用领域（如个人位置服务、气象应用、道路交通管理、铁路智能交通、海运和水运、航空运输、应急救援等）得到广泛应用并产生具大社会和经济效益，而且在军事领域更具重要性。卫星导航系统由于卫星信号功率较低，GPS信号的能量大约相当于在数千公里以外一盏家用电灯的能量，要比广播电视的信号要弱1,000,000,000倍，正是因为

3、它过于微弱，因而极易受到多种形式的有意或无意干扰，导致接收机导航定位性能下降，甚至无法正常工作。在美国发动的第二次海湾战争中，由于伊拉克使用了据说是从俄罗斯购进的GPS干扰系统，使多枚美国精确制导导弹偏离了轨道，从而使得GPS干扰问题引起了世人广泛的关注。美国政府、工业部门和学术界对GPS受干扰的问题进行了大量研究和模拟，提出即使没有掌握先进技术的敌方也能容易、快速、廉价地制造和使用许多GPS干扰机，以摧毁依靠GPS制导的美国武器和其它平台。如1994年9月，在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室举行的一次航空航天工程师和其它专业人员的研讨会上，首次公开展示了一种得烟盒大小的自制干扰机，它采

4、用12伏电池作动力，产生100毫瓦的输出功率，通过一根细小的全向天线发射信号。据设计者称，该装置足以干扰半径16公里范围内的任何采用CA编码的GPS接收机。俄罗斯设计的廉价GPS干扰机现在到处可以买到，甚至可通过因特网采购到这种装置。这种干扰机重3-10公斤(不含电池)。价格低于5万美元，能对美国现有GPS系统的四个频段实施有效干扰。目前，俄罗斯的GPS干扰技术已进步到第六代，不但重量轻，便携式，而且作用距离达到数百公里。但是GPS卫星信号抗电子干扰方面异常脆弱,传输功率小，信号频率公开,是GPS易受干扰的重要原因。通过发射与GPS信号相类似的干扰信号，误导GPS接收机偏离准确的导航和定

5、位，这个过程就是GPS欺骗干扰。本文主要概括转发式GPS欺骗式干扰的发展与应用。1.2国内外研究动态1997年，GlisieS等[1]提出了GPS系统采用典型的CDMA体制，这种扩频调制信号具有低截获概率特性，系统以码分多址形式区分各卫星信号。2000年，周义，王自焰[2]在论文中概括出了转发式GPS干扰系统图，如图所示。并提到，对GPS进行欺骗性干扰可从两方面入手:给出虚假导航信息或增加信号延时时间,可分别采用产生式和转发式干扰。文中预测，对欺骗式干扰而言,干扰机的趋势是智能化。即能准确估算目标所接收到的卫星测量值大小,并随机给这些测量信号加上适当的不可检测的偏差值,以较小的偏差值实施

6、有效干扰。2001年，孙智信[3]在其论文中提出，转发式干扰利用信号的自然时延容易实现,关键在于解决收发隔离问题。转发式干扰还要从-20~-30dB的信噪比中提取、放大信号,以保证信号不畸变或较少畸变,并提高输出信噪比。2005年，范俊辉等[4]指出，转发式干扰是通过利用信号的自然延迟,对敌方的GPS接收机进行干扰,这种方法不需要知道信号的形式和伪码结构，实现简单。显然，转发式干扰优于产生式干扰,欺骗式干扰的研究的重点应该放在转发式干扰上。2006年，张翰林等[5]在论文中提出，对现代化GPS实施有效干扰难度越来越大,随着新频段和新码的使用,从信噪比中提取高保真有用信号时,接收机很容易被

7、欺骗信号所欺骗。在使用了新频段和新码的现代化GPS中,干扰技术相对比较容易实现。为实现GPS转发式欺骗干扰，有以下几个关键问题：1，收发隔离问题2002年，为解决这个问题，Rabbany[6]首次给出经典的双星协同的二级转发机制，但是它比较复杂。2，降低信号畸变和提高信嗓比为降低信号畸变、提高信噪比，应考虑使用具有较宽天线波束的天线，并在带通滤波器后面加装低噪放大器。3，动态时延控制先通过A／D转换将模拟信号转换成数字信号，然后采用