本文主要研究了GNSS欺騙干擾信號的相關(guān)檢測算法以及慣性信號/衛(wèi)星欺騙干擾信號綜合模擬仿真。隨著衛(wèi)星導航技術(shù)的發(fā)展,尤其是我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)覆蓋范圍的日益擴大,有意或無意的欺騙干擾將影響GNSS的應(yīng)用安全,尤其是有意的欺騙干擾,將直接導致定位終端產(chǎn)生“錯誤”的位置信息,導致授時終端產(chǎn)生“錯誤”的時間信息,擾亂正常的生產(chǎn)、生活秩序。論文從實際需求出發(fā)首先研究了在現(xiàn)有條件下（即不改變終端硬件設(shè)計）如何實現(xiàn)對欺騙干擾信號的檢測問題。以信號傳輸路徑的不同分別建立了真實信號和欺騙干擾信號偽距模型,并以此為基礎(chǔ),建立了真實信號場景和欺騙干擾信號場景的偽距差分模型。論文首先提出了基于雙接收機的欺騙干擾信號檢測算法,通過差分計算和迭代求解,將兩接收機位置結(jié)果之間的距離與真實基線距離進行比較,從而實現(xiàn)對信號真?zhèn)蔚呐袆e。對于單接收機雙差的檢測算法,利用泰勒近似展開將偽距雙差（偽距時間差分和星間差分）模型線性化,得到了基于偽距時間差分和星間差分的位置求解算法的理論表達式。將其與基于偽距的最小二乘位置求解算法的理論表達式進行對比,推導分析了兩種算法在面對不同信號場景時的差異,為確認信號的真?zhèn)翁峁┝酥С�。對�?.. 

【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：277 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

論文總體框架結(jié)構(gòu)圖

模型分別在真實信號場景和欺騙干擾信號場景下對兩接收機（天線）采用基于偽距的最小二乘位置求解算法進行迭代求解得到的位置結(jié)果進行對比分析，對欺騙干擾信號檢測算法的實現(xiàn)原理進行解釋。最后，通過多組實際實驗（包含轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾和生成式欺騙干擾）對算法的檢測性能進行驗證。本章主要討論三類場景，欺騙場景中只有一個欺騙者且所有衛(wèi)星信號均被欺騙。三類場景分別是：（1）一直是真實信號場景；（2）一直是（轉(zhuǎn)發(fā)式）欺騙干擾信號場景；（3）先真實信號場景，再切換到欺騙干擾信號場景。2.1信號偽距模型根據(jù)圖2.1的偽距測量示意圖可以看出，理論的偽距是一個與衛(wèi)星和接收終端之間的真實距離、衛(wèi)星鐘差和接收機鐘差等有關(guān)系的，用于表示衛(wèi)星與接收終端之間的距離的量。信號在傳輸?shù)倪^程中在穿越大氣層時還要受到電離層和對流層的影響，因而存在電離層延遲和對流層延遲，且測量過程還存在測量噪聲等非模型誤差。綜上所述，實際的偽距是一個不僅與衛(wèi)星和接收終端之間的真實距離、衛(wèi)星鐘差和接收機鐘差等有關(guān)系的量，還是一個與電離層延遲、對流層延遲以及測量噪聲等非模型誤差有關(guān)系的量。圖2.1偽距測量示意圖

國防科技大學研究生院博士學位論文第14頁,1/22,1cos11.001tropjnuj（2-4）當采用NovAtel接收機時，可以通過設(shè)置指令“LOGSATXYZONTIME1”并結(jié)合數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件，直接在轉(zhuǎn)換得到的ASCII文件中提取衛(wèi)星鐘差補償量、電離層延遲校正量和對流層延遲校正量[117]。在接下來的信號偽距模型建立中，默認已經(jīng)進行了衛(wèi)星鐘差校正、電離層延遲校正和對流層延遲校正，且不考慮校正殘差和測量噪聲等非模型誤差。偽距模型的建立主要根據(jù)真實信號和欺騙干擾信號不同的傳輸路徑來進行。圖2.2真實信號傳輸路徑示意圖真實信號的傳輸過程可以理解為：衛(wèi)星發(fā)出電磁波信號，在穿越大氣層后，由接收機直接捕獲接收，在不考慮信號穿越大氣層時的折射的情況下，可以將其視為一條直線，如圖2.2藍色線條所示。因此，真實信號經(jīng)改正后的偽距模型可以表示為()()()()(),,sastjjeteeCesstjeasarcsaet=Crtrt+t（2-5）式中，(),eesstjrt表示stt時刻第j顆衛(wèi)星在Earth-Centered,Earth-Fixed(ECEF)坐標系下的位置，等于()()(),,,Teeeesstjesstjesstjxtytzt，()rcsat表示sat時刻接收機鐘差等效距離誤差，()()()()Teeeeeasaeasaeasaeasat=xtytztr表示sat時刻載體在ECEF坐標系下的位置。衛(wèi)星信號自stt時刻發(fā)出后sat時刻被接收機捕獲，信號在傳輸過程中衛(wèi)星仍然處于運動狀態(tài)，因此需要對衛(wèi)星位置進行地球自轉(zhuǎn)改正，也稱為Sagnac校正。通過對衛(wèi)星位置(),eesstjrt左乘()(),sastjetetC實現(xiàn)在stt時刻ECEF坐標系和sat時刻

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3604463