【摘要】：廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B,Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)是一種基于機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)與機(jī)載廣播發(fā)射系統(tǒng)的航空器運(yùn)行監(jiān)視技術(shù),作為未來(lái)民航監(jiān)視領(lǐng)域內(nèi)的重要組成部分,當(dāng)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(huì)對(duì)空中的交通管制造成嚴(yán)重影響。針對(duì)這一問題,本文對(duì)基于空間相關(guān)的ADS-B欺騙干擾檢測(cè)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(hào)處理平臺(tái)等已有的硬件設(shè)備對(duì)優(yōu)化后的方法做了硬件實(shí)現(xiàn),從而形成了理論向?qū)嶋H實(shí)現(xiàn)的一個(gè)轉(zhuǎn)化,為抗干擾ADS-B接收機(jī)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(cè)方法的基本原理,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)和實(shí)采數(shù)據(jù)的驗(yàn)證結(jié)果對(duì)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(shí)現(xiàn)。其次,利用已有的硬件平臺(tái)對(duì)ADS-B欺騙干擾檢測(cè)方法的硬件實(shí)現(xiàn)做具體設(shè)計(jì),介紹ADS-B欺騙干擾檢測(cè)系統(tǒng)的硬件組成,根據(jù)所用算法結(jié)構(gòu)和各個(gè)硬件模塊的特點(diǎn),對(duì)整體的硬件平臺(tái)做功能劃分,硬件功能的設(shè)計(jì)主要分為FPGA和DSP兩部分,分別對(duì)FPGA和DSP做了具體的功能設(shè)計(jì)。之后,根據(jù)所做的設(shè)計(jì)方案在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了干擾檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)過程中對(duì)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果做了具體分析。最后,對(duì)實(shí)現(xiàn)后的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,用真實(shí)目標(biāo)信號(hào)與虛假目標(biāo)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試,外界飛機(jī)發(fā)射的ADS-B信號(hào)是真實(shí)目標(biāo)信號(hào),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(hào)為虛假目標(biāo)信號(hào)。測(cè)試結(jié)果表明,硬件實(shí)現(xiàn)后的系統(tǒng)可有效檢測(cè)ADS-B欺騙干擾,該硬件實(shí)現(xiàn)可為未來(lái)ADS-B欺騙干擾檢測(cè)的具體實(shí)施提供參考。
【圖文】：

圖 1-1ADS-B 運(yùn)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(huì)使得監(jiān)控系統(tǒng)中出現(xiàn)飛機(jī)的飛行航跡有可能被修改，虛假目標(biāo)還可能顯示在駕駛艙顯示器做出錯(cuò)誤判斷，攻擊者還可以通過發(fā)射干擾信號(hào)來(lái)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(xiàn)[13]-B 欺騙干擾影響做了初步研究。更為嚴(yán)重的是，如果這些攻擊方式被中的交通管制工作更是會(huì)受到極大的影響，這將會(huì)給航空運(yùn)輸帶來(lái)巨ADS-B 在最初被指定為民用航空監(jiān)視領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在安全方面它高的級(jí)別[11]，航空無(wú)線電技術(shù)委員會(huì)（RTCA）的官方標(biāo)準(zhǔn)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(huì)上曾對(duì)其進(jìn)行了廣泛的討論[11]，國(guó)際

圖 2-2 十字陣列天線實(shí)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(hào)波長(zhǎng)。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(hào)交織ADS-B 陣列信號(hào)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(hào)，斯白噪聲。另外， 由信號(hào)到達(dá)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(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V355.1

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本文編號(hào)：2654623