基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的GPS抗欺騙干擾方法的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-02 22:02
近年來,衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GPS)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來越重大的作用,不僅應(yīng)用于軍事方面,而且已經(jīng)廣泛地滲透到經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)領(lǐng)域。但是,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由于面臨著復(fù)雜惡劣的信道環(huán)境,易受到多種形式的干擾,其中欺騙式干擾發(fā)射與GPS信號相類似的干擾信號,誤導(dǎo)GPS接收機(jī)偏離準(zhǔn)確的導(dǎo)航和定位,所需干擾功率小,具有很好的隱蔽性。因此如何對欺騙干擾進(jìn)行判斷、抑制越來越受到關(guān)注。本課題主要針對GPS欺騙式干擾,深入研究基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的GPS抗干擾方案。首先,考慮單個(gè)卡爾曼濾波器,針對接收機(jī)中接收到的信號受到欺騙式干擾的影響后,使偽距的測量產(chǎn)生誤差,影響導(dǎo)航定位效果。本文提出了一種基于新息正交的Sage-Husa自適應(yīng)卡爾曼濾波法,該方法首先利用卡爾曼濾波過程中的新息矩陣正交性原理對欺騙式干擾的存在性與否做出判斷。在存在干擾的情況下引入Sage-Husa卡爾曼濾波法,并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中活化函數(shù)的思想,對更新過程進(jìn)行修正,抑制干擾產(chǎn)生的影響,從而達(dá)到抗欺騙干擾的目的。仿真結(jié)果證明了該方法具有較好的抗干擾能力,能夠有效的提高定位精度。其次,在GPS抗欺騙干擾系統(tǒng)中,單個(gè)卡爾曼濾波器所受干擾強(qiáng)...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
GPS的三個(gè)組成部分
2 章 GPS 抗欺騙式干擾基本原理稱為 GPS,GPS 是由美國國防部研制建立的一種具度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),能為全球用戶提供低成本、高精課題主要研究利用自適應(yīng)卡爾曼濾波的 GPS 抗欺度考慮問題,制定合理的 GPS 抗欺騙干擾方案。行分析,建立系統(tǒng)模型,論述欺騙式干擾的基本原濾波的改進(jìn)角度,以此作為課題研究的基礎(chǔ)。系統(tǒng)模型理包括空間星座、地面監(jiān)控和用戶設(shè)備三個(gè)部分組成。GPS 衛(wèi)星系統(tǒng)的星座如圖所示。
第 2 章 GPS 抗欺騙式干擾基本原理 小時(shí)的地球自轉(zhuǎn),那么相對于地面上的一個(gè)固定觀測點(diǎn)來講,衛(wèi)星的運(yùn)行約每隔 23 小時(shí) 56 分重復(fù)一次[66]。面上一觀測點(diǎn)處可見衛(wèi)星的數(shù)目及其分布狀況隨時(shí)間和地點(diǎn)的不同而異, 4 顆。多則可達(dá) 11 顆。GPS 衛(wèi)星星座之所以設(shè)計(jì)成如上所述的框架,其地面上的任一點(diǎn)在任一時(shí)刻都能同時(shí)觀測到足夠數(shù)量的衛(wèi)星以供定位之用考慮了它的容錯性能。也就是說,如果某一軌道面上的一顆衛(wèi)星因發(fā)生故么由于相鄰軌道面上鄰近衛(wèi)星的存在,GPS 的衛(wèi)星信號覆蓋性能和定位性到劇烈破壞而大幅度下降;同時(shí),3 顆備用衛(wèi)星可在必要時(shí)替代固定故障衛(wèi)?臻g星座部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也起到了相當(dāng)重要的作用。GPS 接收機(jī)在接收號后就可以進(jìn)行后續(xù)的導(dǎo)航定位工作[67]。何學(xué)的角度,GPS 導(dǎo)航定位原理采用的是三球定位原理。衛(wèi)星A 衛(wèi)星B
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自適應(yīng)調(diào)零GPS導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾性能仿真[J]. 楊明. 無線電通信技術(shù). 2017(06)
[2]基于偽距信息的GNSS雙接收機(jī)抗轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾檢測算法[J]. 劉科,吳文啟,唐康華,武智佳,張施豪. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2017(11)
[3]基于時(shí)延控制的GPS轉(zhuǎn)發(fā)欺騙干擾技術(shù)[J]. 王上月,高敬鵬,王悅,劉佳琪,李虎. 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2017(02)
[4]無人機(jī)GPS欺騙干擾方法及誘導(dǎo)模型的研究[J]. 戴博文,肖明波,黃蘇南. 通信技術(shù). 2017(03)
[5]A Dual-Satellite GNSS Positioning Algorithm of High Accuracy in Incomplete Condition[J]. Bing Hou,Xiaolin Zhang. 中國通信. 2016(10)
[6]GPS轉(zhuǎn)發(fā)欺騙式干擾時(shí)延控制算法研究[J]. 劉天慶. 現(xiàn)代導(dǎo)航. 2016(03)
[7]GPS接收機(jī)的一種空時(shí)零陷抗欺騙式干擾方法[J]. 葛大江,周光彬,胥大川,毛榮. 四川兵工學(xué)報(bào). 2015(08)
[8]GPS生成式欺騙干擾關(guān)鍵技術(shù)[J]. 馬克,孫迅,聶裕平. 航天電子對抗. 2014(06)
[9]高動態(tài)GNSS自適應(yīng)二階卡爾曼濾波矢量跟蹤環(huán)[J]. 任曉岳,盧虎,王立志,王旭婧. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(06)
[10]基于修正卡爾曼濾波的目標(biāo)跟蹤[J]. 楊永建,樊曉光,王晟達(dá),禚真福,徐洋. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2014(05)
博士論文
[1]高動態(tài)環(huán)境下衛(wèi)星導(dǎo)航信號跟蹤技術(shù)研究[D]. 王文靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]高動態(tài)GNSS信號處理及解算關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李立言.浙江大學(xué) 2012
[3]高動態(tài)GPS載波跟蹤技術(shù)研究[D]. 向洋.華中科技大學(xué) 2010
[4]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗干擾關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于北斗/GPS雙頻差分信標(biāo)臺的無驗(yàn)潮水深測量技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 吳波.東南大學(xué) 2016
[2]基于卡爾曼濾波的高動態(tài)GPS載波跟蹤算法研究[D]. 張雪麗.華東交通大學(xué) 2015
[3]GPS定位技術(shù)及高層建筑中的應(yīng)用[D]. 黃偉.杭州電子科技大學(xué) 2015
[4]應(yīng)用于GPS軟件接收機(jī)的抗干擾技術(shù)研究[D]. 袁超.南京航空航天大學(xué) 2014
[5]基于空時(shí)聯(lián)合的衛(wèi)星通信系統(tǒng)抗干擾性能研究[D]. 俞志斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:2895647
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
GPS的三個(gè)組成部分
2 章 GPS 抗欺騙式干擾基本原理稱為 GPS,GPS 是由美國國防部研制建立的一種具度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),能為全球用戶提供低成本、高精課題主要研究利用自適應(yīng)卡爾曼濾波的 GPS 抗欺度考慮問題,制定合理的 GPS 抗欺騙干擾方案。行分析,建立系統(tǒng)模型,論述欺騙式干擾的基本原濾波的改進(jìn)角度,以此作為課題研究的基礎(chǔ)。系統(tǒng)模型理包括空間星座、地面監(jiān)控和用戶設(shè)備三個(gè)部分組成。GPS 衛(wèi)星系統(tǒng)的星座如圖所示。
第 2 章 GPS 抗欺騙式干擾基本原理 小時(shí)的地球自轉(zhuǎn),那么相對于地面上的一個(gè)固定觀測點(diǎn)來講,衛(wèi)星的運(yùn)行約每隔 23 小時(shí) 56 分重復(fù)一次[66]。面上一觀測點(diǎn)處可見衛(wèi)星的數(shù)目及其分布狀況隨時(shí)間和地點(diǎn)的不同而異, 4 顆。多則可達(dá) 11 顆。GPS 衛(wèi)星星座之所以設(shè)計(jì)成如上所述的框架,其地面上的任一點(diǎn)在任一時(shí)刻都能同時(shí)觀測到足夠數(shù)量的衛(wèi)星以供定位之用考慮了它的容錯性能。也就是說,如果某一軌道面上的一顆衛(wèi)星因發(fā)生故么由于相鄰軌道面上鄰近衛(wèi)星的存在,GPS 的衛(wèi)星信號覆蓋性能和定位性到劇烈破壞而大幅度下降;同時(shí),3 顆備用衛(wèi)星可在必要時(shí)替代固定故障衛(wèi)?臻g星座部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也起到了相當(dāng)重要的作用。GPS 接收機(jī)在接收號后就可以進(jìn)行后續(xù)的導(dǎo)航定位工作[67]。何學(xué)的角度,GPS 導(dǎo)航定位原理采用的是三球定位原理。衛(wèi)星A 衛(wèi)星B
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自適應(yīng)調(diào)零GPS導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾性能仿真[J]. 楊明. 無線電通信技術(shù). 2017(06)
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[3]基于時(shí)延控制的GPS轉(zhuǎn)發(fā)欺騙干擾技術(shù)[J]. 王上月,高敬鵬,王悅,劉佳琪,李虎. 導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù). 2017(02)
[4]無人機(jī)GPS欺騙干擾方法及誘導(dǎo)模型的研究[J]. 戴博文,肖明波,黃蘇南. 通信技術(shù). 2017(03)
[5]A Dual-Satellite GNSS Positioning Algorithm of High Accuracy in Incomplete Condition[J]. Bing Hou,Xiaolin Zhang. 中國通信. 2016(10)
[6]GPS轉(zhuǎn)發(fā)欺騙式干擾時(shí)延控制算法研究[J]. 劉天慶. 現(xiàn)代導(dǎo)航. 2016(03)
[7]GPS接收機(jī)的一種空時(shí)零陷抗欺騙式干擾方法[J]. 葛大江,周光彬,胥大川,毛榮. 四川兵工學(xué)報(bào). 2015(08)
[8]GPS生成式欺騙干擾關(guān)鍵技術(shù)[J]. 馬克,孫迅,聶裕平. 航天電子對抗. 2014(06)
[9]高動態(tài)GNSS自適應(yīng)二階卡爾曼濾波矢量跟蹤環(huán)[J]. 任曉岳,盧虎,王立志,王旭婧. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(06)
[10]基于修正卡爾曼濾波的目標(biāo)跟蹤[J]. 楊永建,樊曉光,王晟達(dá),禚真福,徐洋. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2014(05)
博士論文
[1]高動態(tài)環(huán)境下衛(wèi)星導(dǎo)航信號跟蹤技術(shù)研究[D]. 王文靜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]高動態(tài)GNSS信號處理及解算關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李立言.浙江大學(xué) 2012
[3]高動態(tài)GPS載波跟蹤技術(shù)研究[D]. 向洋.華中科技大學(xué) 2010
[4]衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗干擾關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于北斗/GPS雙頻差分信標(biāo)臺的無驗(yàn)潮水深測量技術(shù)應(yīng)用研究[D]. 吳波.東南大學(xué) 2016
[2]基于卡爾曼濾波的高動態(tài)GPS載波跟蹤算法研究[D]. 張雪麗.華東交通大學(xué) 2015
[3]GPS定位技術(shù)及高層建筑中的應(yīng)用[D]. 黃偉.杭州電子科技大學(xué) 2015
[4]應(yīng)用于GPS軟件接收機(jī)的抗干擾技術(shù)研究[D]. 袁超.南京航空航天大學(xué) 2014
[5]基于空時(shí)聯(lián)合的衛(wèi)星通信系統(tǒng)抗干擾性能研究[D]. 俞志斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:2895647
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