CN110658535A - 一种针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法 - Google Patents

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杜辉
王玉林
薛智浩
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Abstract

本发明公开了一种针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法,包括:测量从信号发射天线相位中心到目标授时接收机天线相位中心的距离,实时接收导航卫星信号中的导航电文,根据导航电文生成欺骗信号并与真实信号同步,发送再生欺骗信号至目标接收机天线,增加再生信号功率,逐渐再生信号使目标接收机授时结果产生错误，达到欺骗目标接收机授时输出的目的。

Description

一种针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法
技术领域
本发明属于卫星导航对抗技术领域，涉及针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法。
背景技术
在卫星导航对抗技术领域，利用卫星导航信号容易受到干扰的特性，可对导航卫星接收机进行干扰和欺骗，使其获得错误的时间和位置。
目前，导航卫星授时接收机一般都采用固定点授时，且一般都与高精度原子钟进行组合增强授时的精度和可靠性。在这种情况下，位置或时间的较大变化都可能被授时接收机内部完好性算法所检测，从而转入守时模式，进而导致欺骗失败。
部分导航卫星授时接收机为提高授时精度，会采用定点授时模式，即固定使用时采用载波相位平均的方式进行定位，从而提高定位精度，进而获得更高的授时精度。对此类接收机进行欺骗时，如位置发生较大改变，易被接收机所检测，也会转入守时模式，导致欺骗失败。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法，能够对导航卫星授时接收机的时间输出进行欺骗。
本发明采用的技术方案为：
一种针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法，包括以下步骤：
(1)测定再生欺骗设备的信号发射天线相位中心位置和目标授时接收机天线相位中心位置，计算两者之间的距离并核算电磁波传输时间T0；
(2)导航接收机接收并解析卫星导航信号中的导航电文，再生欺骗设备对导航电文进行扩频、调制、变频形成全部可见导航卫星的再生信号，同时将再生欺骗设备时间同步至导航接收机时间；
(3)根据目标授时接收机天线相位中心与各个导航卫星的距离，核算出目标授时接收机与各个导航卫星的电磁波传输时延T1，并计算出各个导航卫星对应再生信号的发射时延Ti＝T1-T0；
(4)在再生欺骗设备系统时间的基础上按计算出的再生信号的发射时延，设置各路再生信号的发射时延并根据接收的载噪比对各路再生信号进行加权合路；
(5)再生欺骗设备对步骤(4)得到的合路信号进行低功率发射，发射时逐渐提升发射功率使目标授时接收机天线口面接收功率比真实导航卫星信号高；
(6)将再生欺骗设备中各路再生信号的发射时延均增加或减少统一的值，返回步骤(4)不断进行再生信号的发射；
完成针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法。
其中，所述步骤(5)中，根据目标授时接收机天线与再生欺骗设备的信号发射天线之间的距离，估算并调整发射功率。
本发明相比现有技术的优点为：
(1)与现有的授时欺骗技术相比，能对导航卫星授时接收机进行无感欺骗，欺骗信号的相位和幅度都与真实信号接近，被授时接收机完好性算法识别的概率低；
(2)与现有的授时欺骗技术相比，不改变欺骗目标的定位结果，适用于进入定点授时模式的授时接收机。
附图说明
图1为本发明其中一具体实施例的再生欺骗设备原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的解释说明。
本发明一种针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法，通过再生导航卫星信号，精确控制再生信号到达接收机天线的时间，使接收机跟踪在再生信号并在定位结果不发生变化的情况下逐渐拉偏再生欺骗信号，从而达到欺骗目标接收机授时的目的。本发明包括以下步骤：
(1)测定再生欺骗设备的信号发射天线相位中心位置和目标授时接收机天线相位中心位置，目标接收机天线位置可用全站仪进行标定，计算两者之间的距离并核算电磁波传输时间T0；
(2)再生欺骗设备组成如图1所示，导航接收机接收并解析导航卫星信号中的导航电文，再生欺骗设备再用公开的扩频码对导航电文进行扩频、调制、变频形成全部可见导航卫星的再生信号，同时将再生欺骗设备时间同步导航接收机时间；
(3)根据目标授时接收机天线相位中心与各个导航卫星SVi距离核算出目标授时接收机与各个导航卫星的电磁波传输时延T1，并计算出各个导航卫星对应再生信号的发射时延Ti＝T1-T0；图1中每个再生卫星信号通道对应显示的一颗导航卫星；
(4)在再生欺骗设备系统时间的基础上按计算出的再生信号的发射时延，设置各路再生信号的发射时延并根据接收的载噪比对各路再生信号进行加权合路；如图1所示；
(5)再生欺骗设备对步骤(4)得到的合路信号进行低功率发射，发射时根据目标授时接收机天线与再生欺骗设备的信号发射天线之间的距离，估算并调整发射功率，使目标授时接收机天线口面接收功率比真实导航卫星信号高；在这个过程中由于已完成再生信号与真实导航卫星信号的同步，目标授时接收机将跟踪再生信号；
(6)将再生欺骗设备中各路再生信号的发射时延均增加或减少统一的值，返回步骤(4)不断进行再生信号的发射；附加时间调整不应过快，以免为授时接收机检测为欺骗信号。
由于再生发射信号比真实信号功率更高，可能会对欺骗设备本身的信号的接收造成影响，可采用定向发射天线结合接收天线置于发射天线上方的方式。
本发明原理为：测量从信号发射天线相位中心到目标授时接收机天线相位中心的距离,实时接收导航卫星信号中的导航电文,根据导航电文生成再生信号并与真实信号同步,发送再生信号至目标授时接收机天线,增加再生信号功率,逐渐拉偏再生信号使目标接收机授时结果产生错误，达到欺骗目标授时接收机授时输出的目的。

Claims (2)

1.一种针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)测定再生欺骗设备的信号发射天线相位中心位置和目标授时接收机天线相位中心位置，计算两者之间的距离并核算电磁波传输时间T0；
(2)导航接收机接收并解析导航卫星信号中的导航电文，再生欺骗设备对导航电文进行扩频、调制、变频形成全部可见导航卫星的再生信号，同时将再生欺骗设备时间同步至导航接收机时间；
(3)根据目标授时接收机天线相位中心与各个导航卫星的距离，核算出目标授时接收机与各个导航卫星的电磁波传输时延T1，并计算出各个导航卫星i对应再生信号的发射时延Ti＝T1-T0；
(4)在再生欺骗设备系统时间的基础上按计算出的再生信号的发射时延，设置各路再生信号的发射时延并根据接收的载噪比对各路再生信号进行加权合路；
(5)再生欺骗设备对步骤(4)得到的合路信号进行低功率发射，发射时逐渐提升发射功率；
(6)将再生欺骗设备中各路再生信号的发射时延均增加或减少统一的值，返回步骤(4)不断进行再生信号的发射；
完成针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法。
2.根据权利要求1所述的针对导航卫星授时接收机的再生式欺骗方法，其特征在于，所述步骤(5)中，根据目标授时接收机天线与再生欺骗设备的信号发射天线之间的距离，估算并调整发射功率。
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