基于异源信息互耦合的北斗接收机主动抗欺骗干扰方法研究

基本信息
批准号:61601228
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:19.00
负责人:谢非
学科分类:
依托单位:南京师范大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:康国华,钱伟行,李娜,刘瑶,吴茜,王云涛,朱帅
关键词:
卫星导航接收机惯性导航信息融合基带信号处理抗欺骗干扰
结项摘要

Satellite navigation is a kind of satellite-based radio navigation technology that is easily affected by spoofing interference signals under a complicated electromagnetic environment. As a result, the receiver is deceived and gets a false navigation and positioning solution. Aiming at the current situation of our nation’s requirements for reliable application of Beidou satellite navigation system, the active anti-spoofing interference technology of satellite receivers has a pressing demand. Therefore, this project studies the new theory and new methods of anti-spoofing interference for BeiDou satellite navigation receivers. The research focuses on the following three parts: 1) analysis of multi-mode spoofing mechanism of satellite navigation signals, and the pinning control methods and false navigation influence for Beidou receiver’s loops caused by spoofing signals. 2) taking the advantage of the characteristic that the inertial system is unaffected by the spoofing signals, an active anti-spoofing strategy for Beidou receiver based on mutual coupling of inertial and satellite navigation information from two different sources is proposed to study. 3) revealing the intrinsic relationships of inertial navigation and Beidou receiver’s baseband signals, and the scientific problem contained in the highly nonlinear fusion scheme of inertial navigation information and signals of satellite receiver’s vector loops will be studied. Moreover, the related experiments are ready to carry out. The project aims to break through the spoofing interference mechanism of BeiDou satellite navigation signals and research on acive anti-spoofing interference approaches of BeiDou receivers. The research can be helping to provide theoretical and algorithmic support for the development of BeiDou satellite navigation technology with better adaptability.

卫星导航作为一种星基无线电导航技术极易受复杂环境下导航欺骗干扰信号影响而导致错误导航及定位。结合当前国家对面向北斗卫星导航系统可靠应用的卫星接收机抗欺骗干扰技术的迫切需求现状,探索研究北斗接收机抗欺骗干扰的新理论与新方法。本项目涉及如下三方面研究内容:1)分析卫星导航信号多模式欺骗干扰机理,研究欺骗信号对北斗接收机环路的牵制控制方法及误导航影响;2)利用惯性导航不受外部欺骗信号干扰的特性,提出一种基于惯性与卫星导航异源信息互耦合的北斗接收机主动抗欺骗干扰方法;3)揭示惯性导航与北斗接收机基带信号的本质关联,研究惯性导航信息与卫星矢量环路信号高度非线性互耦合蕴含的科学问题,并进一步开展相应的实验研究。旨在突破北斗卫星导航欺骗信号干扰机理及北斗接收机主动抗欺骗干扰方法研究,为发展适应能力更强的北斗卫星导航技术奠定理论与方法基础。

项目摘要

项目针对卫星导航接收机面临的潜在干扰手段问题,面向复杂环境下卫星导航接收机受信号干扰情况下的导航需求,以探索复杂环境下基于惯性/卫星高阶非线性导航信息互耦合的北斗接收机抗干扰方法为研究目标,开展了卫星导航信号多模式干扰机理分析、干扰信号建模方法及基于异源信息互耦合的北斗接收机主动抗欺骗干扰方法研究。.首先,分析干扰信号对卫星接收机跟踪环路状态影响分析,提出基于调制伪码及载波参量可变的卫星导航欺骗信号建模方法;其次,在卫星导航接收机基带信号处理原理分析基础上,提出适于NH码调制的北斗接收机滑动相干积分捕获方法,消除了NH码相位的影响,并实现了对积分时间的加长,提出基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测算法,可对欺骗干扰环境下的卫星接收机欺骗信号进行检测及辨识;另外,开展了阵列配置下多MEMS惯性传感器的误差模型研究,并完成了基于惯性/卫星高阶非线性互耦合的北斗接收机基带抗干扰方法研究;最后,考虑到FPGA具有高速并行处理能力和强大的逻辑控制能力以及丰富的集成内核单元,完成了基于FPGA+DSP的非线性信息互耦合北斗接收机抗干扰系统设计研究,设计了信号干扰环境及变加速度、高机动环境下的仿真试验,试验结果表明惯性/北斗互耦合方法由于利用惯导信息对环路复制信号控制参量进行精确估计,有效缩小了环路的等效带宽,环路多普勒频移维持稳定估计,定位结果中仅出现较小抖动,惯性/北斗互耦合方法相对于紧组合方法具有较好抗干扰性能及高动态适应性能,在信号干扰环境下具有约7dB的抗干扰能力。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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