对gps接收机实施欺骗式干扰的定位误差研究

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1、对CPS接收机实施欺骗式干扰的定位误差研究焦逊,陈永光，孙云辉（解放军电子工程学院，合肥230037）摘要:本文介绍了一种对GPS接收机实施欺骗式干扰的定位误差研究方法，并在伪距测量定位模型的基础上,建立了转发式欺骗干扰的数学模型。通过分析和计算定位误差的标准差，得出欺骗式干扰时的CDOP值。模拟试验结果初步验证了评估方法的合理性。尖键词:欺骗式干扰;数学模型;CDOP;模拟试验StudyontheLocationErrorforDeceptionAgainstGPSReceiversJIAOXun,CHENY)ng・guang,SUN

2、Yun・hui(HectionicEngineeringInstituteofFLA,HeFei230037,China)Abstract:ThispaperintroducesalocationeriurresearchmethodofdeceptionagainstGPSreceivers・Amathematicalirodelforrepeatingdeceptionisconstructedbasedonthelocationiwdelofpseucb-rangemeasuiement・Thepapergivesthevalue

3、ofCDOPbyanalyzingandconputingthestandardde2viationoflocationerror.Theresultofsimulationtestprimarilyvalidatesthereasonabilityofthiseval2uationmethod.Keywords:deception[mathematicalnndel;GX)P;simulationtest0引言CFS（GobalFbsitioningSystem）的应用范围板其广泛，应用领域正不断拓宽。它在军事方面笊应用已经得到证实，

4、在现代战争中的重要意义不言而喻。为此，一方面要硏究己方如何更有效地使GPS服务于各种军事用途，另一方面还要研究展得比较多的是对压制式干扰的分析和研究，而对欺骗式干扰的定量分析则显得不够深入。CPS测量定位实质上是一个测时-测距定侑系统，是以卫星位置作为已知的基准值，来确定待定点的位置。从GPS测量定位原理可以看出，刘GPS定位系统进行欺骗可以从两方面入手，一是给出虚假的导航信息（笫I颗卫星Si的假坐标位置Xsi、Ysi、Zsi），即产生式欺骗干扰；二是增加信号传播时延（使观测到的伪距发生偏差），即转发转发式干扰利用信号的自然延时，对于没

5、有专门针对措施的PPS(精密定位服务)接收机而言，很容易被这种欺驼信号所欺驼，同时技术上也相对容易实现。在解决干扰机的收发隔离问题并从-20dB~-30dB的信噪比中提取高保真有用信号的基础上，即可有针对性地实施转发式欺1转发式欺骗干扰模型111伪距测量定位的基本模型GPS利用伪随机码测距的原理,从实质上说就是通过接收机的本地码与卫星信号的伪随机码讲行相尖处理.测得信号从卩星至接收机的传播号

6、:T(GPS)为统一的GPS标准时；F为卫星s•时钟的表面时；ik为接收机k时钟的表面时。设卫星钟和接收机时钟相对于T(GPS)标准时的钟差分别为

7、『和涙。则淖,<(1)I71•-弘•H现设卫星S于卫星钟f时刻发射信号(相对于GPS时7；)，于接收机时钟tk时刻(相对于GPS时TQ到达接收机，通过伪随机码测定基本观测量侧T=仁.(T.丄XI-

8、(以))2⑷112转发式欺骗干扰模型转发式欺骗干扰就是人为地使信号延时△r,在伪距测量定位基本模型的基础上，可以建立相应的转发式欺骗干扰模型：所处的空间位置造成的延时懊为伴星钟差。现设一测站K点上，在观测时刻”同时测得4颗以上的GPS卫星Sj的伪距^心二1,2,••丿，如图1所示，则依上式可列得方程：BFRiIf八％丿+加-+c+c△仁+c=1,2,…(6)将出用(4)式表达，且省略时间标志，同时考虑到电离层延迟d坎对流层延迟和網测随机误差3a•，则最后转发式欺骗干扰模型为：bk=J(^-Xk)2+(Y-Yk)2+(^-Zt)2+bk-

9、6j+/匕%&++c&7)=1,2,…图1伪距测量转发式欺骗干扰示意图2欺骗式干扰定位误差分析211误差分析方法定付谋爭三伪距谋爭少间的矣秦•可从(7)式导出2，写成矩阵形式是：dP=HdRdXk,dR=d