CN113204031B - 一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法，属于导航欺骗技术领域。本方法首先根据导航欺骗干扰发射天线位置与目标导航接收机位置，计算出要生成欺骗干扰信号的码相位；然后根据目标位置的模糊程度计算出欺骗干扰的码相位滑动范围；最后根据码相位滑动范围生成导航欺骗干扰，该欺骗干扰信号包含了多个相关峰。本发明针对导航牵引式切入法在目标接收机位置不明确的情况下欺骗生效时间较长的问题，提出了导航欺骗更为快速的切入目标导航接收机跟踪环路的方法，从而弥补了现有基于牵引式切入法的导航诱骗的不足。

Description

一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法
技术领域
本发明涉及一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法，属于导航欺骗技术领域。
背景技术
随着卫星导航装备应用的日益广泛，卫星导航欺骗攻击手段的研究也日益受到重视，例如导航欺骗攻击技术在民用无人机管控领域得到了广泛应用。
常用的导航欺骗干扰介入手段有压制式切入和牵引式切入两种。其中，牵引式切入法因其具有攻击隐蔽性强、欺骗有效性高的优势被认为是一种相较于压制式切入法更为高级的欺骗干扰方法。但是，牵引式切入法在欺骗方对欺骗目标位置不精确的情况下需要有较长的欺骗起效时间，因而阻碍了牵引式切入法的广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法。本方法针对导航牵引式切入法在目标接收机位置不明确的情况下欺骗生效时间较长的问题，提出了导航欺骗更为快速的切入目标导航接收机跟踪环路的方法，从而弥补现有基于牵引式切入法的导航诱骗装备的不足。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法，包括以下步骤：
(1)通过欺骗式干扰源接收空间卫星导航信号，获取当前可见卫星信号的接收功率、伪距与多普勒参数，并利用接收到的可见卫星信号进行定位，获取欺骗式干扰源自身的位置；
(2)根据欺骗目标接收机的位置调整欺骗信号的发射功率、伪距、多普勒参数，根据欺骗目标接收机位置的不确定度，确定欺骗信号牵引模糊范围；
(3)根据欺骗信号牵引模糊范围，确定欺骗干扰源要需要生成的欺骗信号相关峰数量：
γ＝Δσ/δ
式中，Δσ为欺骗信号牵引模糊范围，δ为欺骗信号的相关峰时域宽度，γ为欺骗信号相关峰数量；
(4)对目标接收机发射欺骗信号，通过欺骗干扰源控制欺骗信号在时域上前后滑动，实现对目标接收机跟踪环路的欺骗介入；具体方式为，调整欺骗干扰伪码生成码速率c相较于真实信号码速率
Figure GDA0003687493160000023
值快Δc，即
Figure GDA0003687493160000024
等待欺骗生效时间t后，即完成对目标卫星导航接收机跟踪环路的欺骗介入：
t＝δ/Δc。
进一步的，步骤(2)中，欺骗信号的发射功率为：
Figure GDA0003687493160000021
其中，Ps为欺骗信号的发射功率，
Figure GDA0003687493160000022
为无线信号传输衰减，Pr为当前卫星信号接收功率，A为欺骗信号大于真实信号功率的倍数；
欺骗信号的伪距的模糊范围Δρ∈(l1cosθ，l2cosθ)，其中，l∈(l1，l2)为欺骗干扰源与欺骗目标接收机的距离范围，θ为卫星俯仰角；
欺骗信号的多普勒与可见卫星信号的多普勒参数一致。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
1、本发明通过增加欺骗信号相关峰数量的方式，缩短了牵引式欺骗信号对目标接收机的欺骗介入时间，实现了在目标位置存在较大不确定度的情况下的牵引式欺骗干扰快速介入。
2、本发明解决了欺骗方对欺骗攻击的目标导航接收机位置获取不精确的情况下导航牵引式欺骗干扰对欺骗目标起效较慢的问题，能够在欺骗方不能精确获知欺骗目标接收机位置的情况下，实现导航牵引式欺骗的快速生效。
附图说明
图1为本发明实施例中导航欺骗快速介入方法的实现原理图。
图2为本发明实施例中导航欺骗快速介入方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法，该方法首先根据导航欺骗干扰发射天线位置与目标导航接收机位置，计算出要生成欺骗干扰信号的码相位；然后根据目标位置的模糊程度计算出欺骗干扰的码相位滑动范围；最后根据码相位滑动范围生成导航欺骗干扰，该欺骗干扰信号包含了多个相关峰。这种改进的牵引式欺骗方式可大大降低在不能精确获知欺骗目标接收机位置的情况下的欺骗介入时间。具体包括以下步骤：
(1)欺骗式干扰源接收空间卫星导航信号，获取当前可见卫星信号的接收功率、伪距与多普勒参数，并利用接收到的可见卫星信号进行定位，获取欺骗式干扰源自身的位置；
(2)根据欺骗目标接收机的位置调整欺骗信号的发射功率、伪距、多普勒等参数，根据欺骗目标接收机位置的不确定度，确定欺骗信号牵引模糊范围；
(3)根据欺骗信号牵引模糊范围，确定欺骗干扰源要需要生成的欺骗信号相关峰数量。
(4)对目标接收机发射欺骗信号，欺骗干扰源控制欺骗信号在时域上前后滑动，以此实现对目标接收机跟踪环路的欺骗介入。
其中，步骤(2)中，欺骗信号发射功率为：
Figure GDA0003687493160000041
式中，
Figure GDA0003687493160000042
为无线信号传输衰减，Pr为当前卫星信号接收功率，A为欺骗信号大于真实信号功率倍数。
欺骗目标接收机位置是一个不精准的位置，所以欺骗干扰源与欺骗目标接收机的距离是一个范围值l∈(l1，l2),则欺骗干扰源模拟伪距也是一个范围值，其模糊范围为Δρ∈(l1cosθ，l2cosθ)，θ为卫星俯仰角。
欺骗干扰源生成欺骗的多普勒参数直接与可见星信号多普勒参数一致即可。
步骤(3)中，具体相关峰数量确认的方式为，设欺骗信号牵引模糊范围为Δσ，欺骗信号的相关峰时域宽度为δ，欺骗信号相关峰数量为γ，则γ＝Δσ/δ。
步骤(4)中，通过调整欺骗干扰源码生成速率来实现欺骗干扰信号的相关峰在时域上的滑动，从而实现多相关峰牵引式欺骗对目标卫星导航接收机跟踪环路的欺骗介入。这种方式相较于单相关峰欺骗干扰的优势在于大大降低了欺骗干扰介入的时间。
以下为一个更具体的例子：
一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法，如图1所示，实现该方法的设备包括卫星导航接收机、卫星导航欺骗干扰源、发射天线三部分。其中，卫星导航接收机负责接收空间卫星导航信号，解调出当前可见卫星的卫星星历，并利用空间卫星导航信号进行设备自身的定位与授时，这些信息均为对卫星导航欺骗干扰源的初始化信息；多相关峰欺骗干扰源根据卫星导航接收机、目标接收机位置和用户设置的欺骗策略发射卫星导航欺骗信号；发射天线将卫星导航欺骗干扰源生成的欺骗信号进行信号发射。
如图2所示，详细欺骗干扰流程包括以下步骤：
(1)卫星导航接收机接收空间卫星导航信号，根据当前接收到的空间卫星导航信号解算出当前可见卫星的卫星星历、卫星信号载噪比以及卫星导航欺骗干扰源自身位置；
(2)利用上一步中解算出的信息对卫星导航欺骗干扰源进行初始化，并根据目标导航接收机位置计算生成的欺骗信号的码相位，具体步骤如下：
(201)确定卫星导航接收机收到导航卫星伪距为ρ；
(202)确定欺骗干扰源的位置与欺骗目标接收机位置，折算出欺骗干扰源和欺骗目标接收机的直线距离l，由于此时欺骗目标接收机位置获取并不精确，所以设l∈(l1，l2)，其中l1、l2为欺骗目标接收机直线距离可能出现的最大值和最小值,设当前可见卫星俯仰角为θ，则欺骗干扰源的生成欺骗信号的伪距为
Figure GDA0003687493160000061
(203)将欺骗信号伪距模糊范围进行折算，欺骗信号伪距的模糊范围为Δρ∈(l1cosθ，l2cosθ)，对应的欺骗信号码相位模糊范围Δσ＝(l1-l2)cosθ/τ,其中τ为对应的1码片折算的距离；
(3)根据目标导航接收机位置的模糊度确定相关峰数量γ，具体方法为：
γ＝Δσ/δ
其中，δ为该类型码片的时域宽度。
(4)卫星导航欺骗干扰源控制欺骗干扰伪码生成速率c完成对目标卫星导航接收机跟踪环路的欺骗介入。具体方法为：首先调整欺骗干扰伪码生成码速率c相较于真实信号码速率
Figure GDA0003687493160000062
值快Δx，即
Figure GDA0003687493160000063
设δ为相关峰时域宽度，欺骗生效时间为t，则有：
t＝δ/Δc
等待时间t即可完成对目标卫星导航接收机跟踪环路的欺骗介入。
总之，本发明主要针对导航牵引式切入法在目标接收机位置不明确的情况下欺骗生效时间较长的问题，提出了导航欺骗更为快速的切入目标导航接收机跟踪环路的方法，从而弥补了现有基于牵引式切入法的导航诱骗的不足。

Claims (2)

1.一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过欺骗式干扰源接收空间卫星导航信号，获取当前可见卫星信号的接收功率、伪距与多普勒参数，并利用接收到的可见卫星信号进行定位，获取欺骗式干扰源自身的位置；
(2)根据欺骗目标接收机的位置调整欺骗信号的发射功率、伪距、多普勒参数，根据欺骗目标接收机位置的不确定度，确定欺骗信号牵引模糊范围；
(3)根据欺骗信号牵引模糊范围，确定欺骗干扰源要需要生成的欺骗信号相关峰数量：
γ＝Δσ/δ
式中，Δσ为欺骗信号牵引模糊范围，δ为欺骗信号的相关峰时域宽度，γ为欺骗信号相关峰数量；
(4)对目标接收机发射欺骗信号，通过欺骗干扰源控制欺骗信号在时域上前后滑动，实现对目标接收机跟踪环路的欺骗介入；具体方式为，调整欺骗干扰伪码生成码速率c相较于真实信号码速率
Figure FDA0003687493150000011
值快Δc，即
Figure FDA0003687493150000012
等待欺骗生效时间t后，即完成对目标卫星导航接收机跟踪环路的欺骗介入：
t＝δ/Δc。
2.根据权利要求1所述的一种针对模糊目标的导航欺骗快速介入方法，其特征在于，步骤(2)中，欺骗信号的发射功率为：
Ps＝Pr+Lfs+A，
其中，Ps为欺骗信号的发射功率，Lfs为无线信号传输衰减，Pr为当前卫星信号接收功率，A为欺骗信号大于真实信号功率的倍数；
欺骗信号的伪距的模糊范围Δρ∈(l1cosθ，l2cosθ)，其中，(l1，l2)为欺骗干扰源与欺骗目标接收机的距离范围，θ为卫星俯仰角；
欺骗信号的多普勒与可见卫星信号的多普勒参数一致。
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