北斗欺骗干扰检测及抑制方法研究

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由于北斗导航系统民用信号编码格式、导航电文的公开性,以及民用信号到达地面接收机的低功率性,很容易制作伪北斗信号源,发射或转发伪卫星信号,对地面北斗接收机进行欺骗干扰。针对北斗接收机易受欺骗干扰这一问题,本文展开了北斗导航系统(BDS)中欺骗干扰检测技术和欺骗干扰抑制技术的研究。首先,论文简介了全球导航卫星系统(GNSS)欺骗干扰检测和抑制技术的背景现状及研究意义;然后,研究了导航卫星信号的产生机制以及接收机根据导航卫星信号进行定位的原理,分析了卫星欺骗干扰中的自主式欺骗干扰及转发式欺骗干扰的特点;之后,提出了两种分布式检测北斗欺骗干扰的方法;最后,本文基于阵列天线,分析了传统RELAX算法的角度分辨率,并在不改变其分辨率的前提下,提出了A-RELAX算法,可以自适应检测欺骗干扰源的数目及其对应的波达角(DOA),继而通过波束成形的方法抑制伪卫星信号,实现北斗欺骗干扰抑制。本文主要工作和创新点如下:1、本文提出了两种分布式检测北斗欺骗干扰的方法。其中,基于信噪比的检测方法提取接收模块解析的信噪比特征,将两个接收模块解析同一卫星信号信噪比之差的方差与判决阈值比较,从而判断北斗接收机是否收到欺骗干扰;基于相对距离的检测方法提取接收模块解析的位置特征,将两点定位位置的距离与实际物理距离进行比较,从而判断北斗接收模块是否受到了欺骗干扰。最后通过实验验证了两种分布式北斗欺骗干扰检测方法的有效性。2、针对多北斗欺骗干扰源DOA检测问题,本章在RELAX基础上做了进一步的研究。首先,提出了通过削弱权值因子估算RELAX算法分辨角度与阵列天线振元数关系的方法。其次,对RELAX算法的运算逻辑进行了研究,将算法依据估算信号数目终止循环的条件更改,使其依据功率判决结果终止循环。本文提出的A-RELAX算法可在不同伪卫星信号源数目的环境中,得出所有伪卫星信号源的DOA。最后,采用构建欺骗式正交干扰子空间的方法可在不影响正常卫星信号接收的情况下,抑制北斗伪卫星信号。
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