对GPS接收机实施压制干扰的效能评估研究_焦逊[1].pdf

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1、航天电子对抗,2003(3)11¹对GPS接收机实施压制干扰的效能评估研究焦逊,陈永光,沈阳(解放军电子工程学院,合肥230037)摘要:介绍了一种对GPS接收机进行压制干扰的效能评估方法。压制干扰时,GPS接收机性能的基本度量标准是位置协方差,而干扰对接收机的根本影响是降低信号/噪声功率密度比(C/N0)。以C/N0为基础,分析和计算了位置误差的方差,从而对压制式干扰的效能进行了评估。仿真试验结果初步验证了评估方法的合理性。关键词:压制式干扰;误差协方差;效能评估;模拟仿真中图分类号:P22814文献标识码:A(DLL)、载波跟踪环

2、(PLL)和数据鉴别器的带宽1引言各不相同,这些带宽可用软件调校到预期的动态视线上。所以,这里我们将信噪比归一化到1HzGPS在现代战争中的应用范围相当广泛,而的带宽上,用信号/噪声功率密度比(C/N0)来描且还在不断拓宽。为此,我们除了要研究如何更述信号质量。压制干扰对接收机的根本影响也正有效地使GPS服务于各种军事用途外,还要研究是降低了C/N0。干扰机的配置和运行、射频如何破坏或干扰对方的GPS系统,使其无法正常(RF)传播环境等因素均以独特的方式影响C/使用。就目前的国内外情况来看,GPS干扰技术N0。所以,C/N0对于伪距和

3、载波相位测量精度主要有压制式和欺骗式两种干扰样式。来说是很重要的。同时,也是对噪声压制干扰压制干扰是用电子噪声来阻止GPS接收机GPS接收机的效果进行评估的重要依据。接收卫星导航信息。电子欺骗较为复杂且难于探GPS接收机性能的基本度量标准是位置协测,其机理是模拟或转发由卫星发送至GPS接收方差。在卫星性能和信号路径特性给定的情况机的信号,但对该信号做了小的改变,这些微小的下,协方差直接取决于测量时的接收机通道跟踪改变将使GPS接收机计算出错误的估值。精度和位置精度因子(PDOP)。由于干扰环境直通常情况下,我们都是通过信噪比(S/N)

4、来接影响C/N0和测出伪距的噪声特性,所以前者描述接收机接收到的信号质量。但是,噪声功率显得更重要。N与带宽成正比,而且GPS接收机的延迟锁定环¹国家自然科学基金资助项目(69931040)2压制干扰条件下GPS定位误差的协方差收稿日期:2002-08-26,09-24修回。作者简介:焦逊(1978-),男,军事运筹学专业在读硕士研究本文限于篇幅,仅讨论压制干扰对GPS接收生,研究方向军事卫星对抗,计算机作战模拟等;陈永光(1962机的干扰效能,并以机载GPS导航系统受干扰后-),男,教授,博士生导师,1995年获国防科技大学通信与电

5、子系统专业博士学位。2000-08~2002-02赴美进修,发表论文产生的导航误差分析为例,以仿真试验手段初步85篇,研究方向:电子战作战模拟,作战效能评估和ATM交换机验证评估方法之合理性。等。沈阳(1978-),在读硕士研究生,研究方向为组网雷达,计算为了计算因干扰而出现的测量误差的方差,机作战模拟等。可以采取以下步骤:12航天电子对抗,2003(3)GPS接收机输入端上来自所有干扰源的总I0=[a(fJ)J]/fc(4)干扰功率,可根据干扰源等效全向辐射功率式中,a(fJ)为归一化的总频率响应;fJ为干扰信(EIRP)、GPS接

6、收机与干扰源的距离、视线方向号的频率;J为接收到的干扰机功率(W);fc为码上的干扰源和接收机天线增益的函数来计算;时钟频率(1.023MHz用于GPS的C/A码;10.23GPS接收机天线输入端接收到的卫星信号功率,MHz用于GPS的P(Y)码)。可作为卫星仰角和接收机到卫星视线方向上的接因数a(fJ)是天线和DLL(延迟锁定环)之间收机天线增益的函数计算出来;接收机跟踪环输信号路径增益相对于信号频率fs的最大值的频入端的信号噪声密度则作为接收机有效系统噪率响应。它包括了天线、低噪声放大器(LNA)、声、温度、干扰源功率和信号处理增

7、益的函数来计天线电缆和接收机本身的归一化频率响应。根据算;而伪距和载波相位测量噪声方差可作为信号参考文献[1]中提及到的在德国境内做的一次试噪声密度和接收机跟踪环参数的函数进行计算。验,下面给出了三种不同接收机的总归一化频率接收到的干扰机功率由下式确定:响应a(fJ)的比较,如图1所示,这三种接收机分EIRPGrjc2别是P/Y码接收机、有窄相关器的C/A码接收J=2(1)RL4Pf机和标准C/A码接收机。8式中,c为光速(2.99792458@10m/s);f为GPS的L1频率(1575.42MHz)或L2频率(1227.6MHz)

8、;Grj为GPS接收机天线在干扰方向上的增益;EIRP是干扰源等效全向辐射功率;L为实现损失;R为干扰机到接收机的距离。EIRP=JTGT(2)式中,JT为干扰机输出功率;GT为干扰机天线在接收机方向上的增益。由于热噪声