【摘要】：廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(ADS-B,Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)是一種基于機載導(dǎo)航系統(tǒng)與機載廣播發(fā)射系統(tǒng)的航空器運行監(jiān)視技術(shù),作為未來民航監(jiān)視領(lǐng)域內(nèi)的重要組成部分,當前,ADS-B技術(shù)得到了極大的發(fā)展和應(yīng)用。然而,由于ADS-B系統(tǒng)的廣播特性,并且其協(xié)議公開,因此它容易受到欺騙式干擾的威脅,這會對空中的交通管制造成嚴重影響。針對這一問題,本文對基于空間相關(guān)的ADS-B欺騙干擾檢測方法做了優(yōu)化,利用十字陣列天線和以FPGA、DSP為核心的信號處理平臺等已有的硬件設(shè)備對優(yōu)化后的方法做了硬件實現(xiàn),從而形成了理論向?qū)嶋H實現(xiàn)的一個轉(zhuǎn)化,為抗干擾ADS-B接收機的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。首先,介紹基于空間相關(guān)的ADS-B欺騙干擾檢測方法的基本原理,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合硬件實現(xiàn)的特點和實采數(shù)據(jù)的驗證結(jié)果對算法做了優(yōu)化,優(yōu)化后的算法降低了原算法的復(fù)雜度且更適于硬件實現(xiàn)。其次,利用已有的硬件平臺對ADS-B欺騙干擾檢測方法的硬件實現(xiàn)做具體設(shè)計,介紹ADS-B欺騙干擾檢測系統(tǒng)的硬件組成,根據(jù)所用算法結(jié)構(gòu)和各個硬件模塊的特點,對整體的硬件平臺做功能劃分,硬件功能的設(shè)計主要分為FPGA和DSP兩部分,分別對FPGA和DSP做了具體的功能設(shè)計。之后,根據(jù)所做的設(shè)計方案在硬件平臺上實現(xiàn)了干擾檢測系統(tǒng),實現(xiàn)過程中對數(shù)據(jù)處理的結(jié)果做了具體分析。最后,對實現(xiàn)后的系統(tǒng)進行測試,用真實目標信號與虛假目標信號對系統(tǒng)進行測試,外界飛機發(fā)射的ADS-B信號是真實目標信號,利用自主研制的ADS-B發(fā)射系統(tǒng)向外界發(fā)射出的ADS-B信號為虛假目標信號。測試結(jié)果表明,硬件實現(xiàn)后的系統(tǒng)可有效檢測ADS-B欺騙干擾,該硬件實現(xiàn)可為未來ADS-B欺騙干擾檢測的具體實施提供參考。
【圖文】：

圖 1-1ADS-B 運行示意圖S-B 技術(shù)在其開發(fā)初期并沒有考慮安全因素，它的協(xié)議是公開的，具有廣 ADS-B 系統(tǒng)容易受到欺騙式干擾的威脅[10]，攻擊者可以輕易獲得廣信息或者將非法信息注入通信系統(tǒng)，這些攻擊會使得監(jiān)控系統(tǒng)中出現(xiàn)飛機的飛行航跡有可能被修改，虛假目標還可能顯示在駕駛艙顯示器做出錯誤判斷，攻擊者還可以通過發(fā)射干擾信號來刪除消息，，從而導(dǎo)[11-12]提到了多種 ADS-B 欺騙式干擾產(chǎn)生的方式及其影響，文獻[13]-B 欺騙干擾影響做了初步研究。更為嚴重的是，如果這些攻擊方式被中的交通管制工作更是會受到極大的影響，這將會給航空運輸帶來巨ADS-B 在最初被指定為民用航空監(jiān)視領(lǐng)域的新標準時，在安全方面它高的級別[11]，航空無線電技術(shù)委員會（RTCA）的官方標準和其他要這方面的安全性。然而，關(guān)于 ADS-B 安全問題的研究已經(jīng)吸引了很大 DEFCON 和 Black Hat 安全峰會上曾對其進行了廣泛的討論[11]，國際

圖 2-2 十字陣列天線實物圖 如圖 2-3 所示，O 為中心參考陣元，A陣元 O 周圍，陣列半徑 d = 2 λ 4，A、B、示信號波長。根據(jù)基于空間相關(guān)的 ADS-B 欺騙干擾流形，因此，在不考慮 ADS-B 信號交織ADS-B 陣列信號可表示為：x (t ) a s (t ) n( t )其中： x (t )為陣列天線接收到的信號，斯白噪聲。另外， 由信號到達各陣元的相1 2 34T[1,e ,e ,e ,e ]j j j j a 其中： ( 1,2,3,4)i i 為十字陣列天線中
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V355.1

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本文編號：2654623