JP2007232688A - Device and system for restraining gps disturbance wave - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、妨害波発生装置から放射される妨害波の影響を受けないようにするGPS妨害波抑制装置、及びGPS妨害波抑制システムに関する。 The present invention relates to a GPS jamming wave suppression device and a GPS jamming wave suppression system that are not affected by the jamming wave emitted from the jamming wave generator.
米国のGPS(Global Positioning System)をはじめとする全地球測位システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)は、自己の位置を正確に知る手段として様々な用途で利用されている。移動体においても、近年、目標地点に対する誘導精度向上を目的として、GPS測位システムを搭載する移動体が増えている。 2. Description of the Related Art A global positioning system (GNSS) such as GPS (Global Positioning System) in the United States is used for various purposes as a means for accurately knowing its own position. Also in the mobile body, in recent years, the mobile body which mounts a GPS positioning system is increasing for the purpose of the guidance accuracy improvement with respect to a target point.
GPSは衛星からの非常に微弱な電波を利用して測位を行うため、ジャミング信号に対して脆弱であるという欠点がある。例えば、周波数帯がL1帯(1575.42MHz)のC/A(Clear and Acquisition、またはCoarse and Access)コードの場合、信号強度が−130dBm程度であり、GPS測位信号はジャミング信号により容易に埋没する。 Since GPS performs positioning using very weak radio waves from satellites, it has a drawback of being vulnerable to jamming signals. For example, when the frequency band is a C / A (Clear and Acquisition or Coarse and Access) code in the L1 band (1575.42 MHz), the signal strength is about −130 dBm, and the GPS positioning signal is easily buried by the jamming signal. .
また実際のGPS測位信号に似せた欺瞞信号の場合、GPS測位システムは欺瞞信号を正しいGPS測位信号と誤認し、欺瞞信号を用いて測位計算を行うため、誤った測位結果を得る。 In the case of a deception signal that resembles an actual GPS positioning signal, the GPS positioning system misrecognizes the deception signal as a correct GPS positioning signal and performs positioning calculation using the deception signal, so that an incorrect positioning result is obtained.
このことを利用し、相手方移動体に搭載されているGPS測位システムの性能を低減させるために、僚友からジャミング信号及び欺瞞信号等の妨害波を出力することがある。しかし、自己の移動体がGPS測位システムを搭載している場合、僚友からの妨害波が自己の移動体に搭載されているGPS測位システムに影響を及ぼすこととなる。 Using this fact, in order to reduce the performance of the GPS positioning system mounted on the other party mobile body, jamming signals such as jamming signals and deceptive signals may be output from comrades. However, when the own mobile body is equipped with the GPS positioning system, the disturbing wave from the fellow friend affects the GPS positioning system mounted on the own mobile body.
妨害波の一つであるジャミング信号の影響を排除する方法として、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、アンテナより受信された信号を複数の周波数サブバンドに変換する装置と、サブバンドのそれぞれについて適応アレイ処理を行い、それに応答して適応処理された複数のサブバンドを提供する装置と、適応処理されたサブバンドを正規化する装置を備え、ジャミング信号到来方向のアンテナ利得を低下させ、ヌル点を作る、という従来技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a method of eliminating the influence of jamming signals, which are one of jamming waves, each of an array antenna having a plurality of antenna elements, a device for converting a signal received from the antenna into a plurality of frequency subbands, and each subband A device that performs adaptive array processing and provides a plurality of adaptively processed subbands in response thereto, and a device that normalizes the adaptively processed subbands, reduce the antenna gain in the direction of arrival of the jamming signal, and null The prior art of making a point is known (see, for example, Patent Document 1).
また妨害波の一つである欺瞞信号の影響を排除する方法として、第1と第2のアンテナと、GPS信号受信システムと、特定送信器距離差プロセッサを用いて欺瞞信号を判別する、という従来技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, as a method for eliminating the influence of a fraud signal that is one of jamming waves, a conventional method of discriminating a fraud signal by using first and second antennas, a GPS signal receiving system, and a specific transmitter distance difference processor. A technique is known (for example, refer to Patent Document 2).
特許文献1、及び特許文献2は妨害波であるジャミング信号発生位置及び欺瞞信号の種類は未知情報であることを前提とした信号処理である。つまり特許文献1は、ジャミング信号発生位置が未知として適応信号処理を用いてジャミング信号到来方向を推定し、ヌル点操縦を行うものである。また特許文献2は欺瞞信号の種類は未知として、第1と第2のアンテナとGPS信号受信システムと特定送信器距離差プロセッサを用いて欺瞞信号を判別するものである。
このように妨害波対策は未知情報を前提としているため、相手方の移動体に搭載されたGPS測位システムの性能を低減させる目的で、僚友の妨害波発生装置が放射した妨害波も相手方が放射した妨害波と同様に処理される。 In this way, since the countermeasures against jamming are based on unknown information, the other party also radiated the jamming waves emitted by the companion's jamming wave generator for the purpose of reducing the performance of the GPS positioning system mounted on the other party's mobile body. It is processed in the same way as the jamming wave.
未知情報であるジャミング信号到来方向を推定するには適応信号処理の計算負荷が大きく、多くの信号処理器が必要であり、回路規模及び計算処理能力の増大を招くという欠点があった。またジャミング信号と欺瞞信号両方の妨害波に対処する場合、特許文献1と特許文献2を併用する必要があり、更に回路規模及び計算処理能力の増大を招くという欠点があった。
Estimating the arrival direction of the jamming signal, which is unknown information, has a large calculation load for adaptive signal processing, requires many signal processors, and has the disadvantage of increasing the circuit scale and calculation processing capability. Further, when dealing with both jamming signals and fraudulent signals, it is necessary to use both
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、僚友から放射される妨害波の影響を受けず、かつ回路規模及び計算処理能力の負荷を低減させることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has an object to reduce the load on the circuit scale and the calculation processing capacity without being affected by the disturbing wave radiated from the pals.
本発明に係るGPS妨害波抑制装置は、
自己の移動体に搭載され、妨害波による自己のGPS測位装置の誤動作を抑制するためのGPS妨害波抑制装置であって、
相手方移動体に搭載されたGPS測位装置を誤動作させるための前記妨害波を発生する妨害波発生装置から出力される、少なくとも妨害波発生装置の位置情報を含む妨害波対策信号を受信する通信アンテナと、
GPS衛星よりGPS測位信号を受信するGPSアンテナと、
前記GPSアンテナで受信された前記GPS測位信号を用いて前記自己の移動体の位置情報を出力するGPS測位装置と、
前記自己の移動体の姿勢角を求めるための角速度を計測する角速度センサと、
前記通信アンテナで受信された前記妨害波対策信号と、前記GPS測位装置から出力された前記自己の移動体の位置情報と、前記角速度センサから出力された前記角速度を用いて、妨害波到来方向を特定する妨害波到来方向特定部と
を備える。
The GPS jamming wave suppression apparatus according to the present invention is
A GPS interference wave suppressing device mounted on its own mobile body for suppressing malfunction of its own GPS positioning device due to interference waves,
A communication antenna for receiving an interference wave countermeasure signal including at least position information of the interference wave generating device, which is output from the interference wave generating device for generating the interference wave for causing the GPS positioning device mounted on the opponent mobile body to malfunction. ,
A GPS antenna for receiving GPS positioning signals from GPS satellites;
A GPS positioning device that outputs position information of the mobile body using the GPS positioning signal received by the GPS antenna;
An angular velocity sensor for measuring an angular velocity for obtaining a posture angle of the mobile body of the self;
Using the interference wave countermeasure signal received by the communication antenna, the position information of the mobile body output from the GPS positioning device, and the angular velocity output from the angular velocity sensor, the interference wave arrival direction is determined. And an interference wave arrival direction identifying unit for identifying.
本発明によれば、少なくとも前記妨害波発生装置の位置を示す妨害波発生装置位置情報を含む妨害波対策信号をGPS妨害波抑制装置に送信しGPS測位をすることで、妨害波を排除し、GPS測位精度を維持または向上することができる。また上記妨害波対策信号は既知情報であるため、従来技術よりも簡単な信号処理で妨害波を排除することができ、回路規模及び計算処理能力の負荷を低減させることが可能となる。 According to the present invention, the interference wave countermeasure signal including at least the interference wave generator position information indicating the position of the interference wave generator is transmitted to the GPS interference wave suppressor to perform GPS positioning, thereby eliminating the interference wave. The GPS positioning accuracy can be maintained or improved. Further, since the interference wave countermeasure signal is known information, it is possible to eliminate the interference wave by simpler signal processing than in the prior art, and it is possible to reduce the load on the circuit scale and calculation processing capability.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1におけるシステム運用例を示している。GPS衛星11から出力されるGPS測位信号は、GPS測位システムを実現するGPS測位装置にて受信される。図1においてGPS測位装置は、相手方移動体12、妨害波発生装置13、自己の移動体14に搭載されている。なお自己の移動体14としては、飛しょう体、航空機、艦船・船舶、車両・戦車、人が携帯する携帯端末などがある。
FIG. 1 shows an example of system operation in the first embodiment. The GPS positioning signal output from the GPS satellite 11 is received by a GPS positioning device that implements a GPS positioning system. In FIG. 1, the GPS positioning device is mounted on a counterparty
相手方移動体12は、目標地点への誘導を目的として、GPS測位装置を搭載している。相手方移動体12に搭載されるGPS測位装置は、GPS衛星11から出力されるGPS測位信号を受信する。そのGPS測位信号をもとに自己位置を特定し、目標地点と自己位置の相対位置及び自己の姿勢角を計算処理して、目標地点に向かって相手方移動体12を誘導する。
The counterparty
相手方移動体12への対策としては、相手方移動体12のGPS測位性能を低下させることにより、目標地点への到達を妨げる方法が考えられる。相手方移動体12のGPS測位能力を低下させるために、妨害波発生装置13から、相手方移動体12に向けてジャミング信号、もしくは欺瞞信号を出力する。相手方移動体12がジャミング信号を受信した場合は、GPS測位信号が捕捉不能となる。または欺瞞信号を受信した場合は、誤った擬似距離量を算出するため自己位置及び目標地点との相対位置を誤る。よって誘導性能を低下させることができる。
As a countermeasure against the counterparty
しかし自己の移動体14にも、目標地点への誘導を目的としてGPS測位装置を搭載している場合、自己の移動体14も妨害波発生装置13から出力されたジャミング信号、または欺瞞信号の影響を受ける。従って、自己の移動体14のGPS測位性能が低下することを防止するために、妨害波対策信号として妨害波発生装置13の位置情報、または欺瞞信号の種類に関する情報を自己の移動体14に送信して、妨害波の影響を排除する。
However, if the
図1では、妨害波発生装置13が二つあり、妨害波発生装置13の位置情報である妨害波発生装置位置情報16は、妨害波発生装置13から基地局15に送信、及び全妨害波発生装置位置情報17として集約され、基地局15から自己の移動体14へ送信する場合を示している。基地局15が全妨害波発生装置位置情報17を自己の移動体14へ送信した後、妨害波発生装置13は妨害波を放射する。なお実施の形態1では、妨害波18はジャミング信号、欺瞞信号いずれでもよい。
In FIG. 1, there are two
妨害波発生装置13は、例えば半径数100kmの所定領域をカバーするため、または相手方に妨害波発生装置の存在や位置等を特定されにくくするために、通常、妨害波発生装置13を複数用いる。また所定領域を変更するために移動を前提としており、小型化が求められる。そのために、自己の移動体14に妨害波発生装置位置情報16を送信する回路は極力小型化すべきである。
The interference
そこで、妨害波発生装置位置情報16を、自己の移動体14に複数の通信回線を用いて送信するのではなく、基地局15に送信集約した上で、自己の移動体14へ送信する。基地局15へ送信する方が、通信距離が短いため、送信電力が少なくて済み、送信回路規模も小型化を図りやすい。
Therefore, the interference wave
各妨害波発生装置13から基地局15へ、妨害波発生装置位置情報16を送信する手段としては、無線通信、有線通信いずれでも構わない。また無線通信の一例として携帯電話回線や無線LAN(Local Area Network)回線、有線通信の一例としてインターネット回線など、既存の通信回線を用いてもよい。
As means for transmitting the interference wave
なお上記においては、基地局15にて妨害波発生装置位置情報16を集約して、自己の移動体14へ送信する場合を説明したが、自己の移動体14が各妨害波発生装置13から各々の位置情報を直接送信されても全て分離受信でき、妨害波発生装置13の小型化を妨げるものでない場合、基地局15に妨害波発生装置位置情報16を集約させることなく、各妨害波発生装置13が自己の移動体14へ妨害波発生装置位置情報16を直接送信してもよいことはいうまでもない。
In the above description, the case where the base station 15 collects the interference wave
図2は、実施の形態1に用いる妨害波発生装置13のうち、本発明に関する機能構成図を示している。妨害波発生装置13には、GPS衛星11からGPS測位信号を受信するGPSアンテナ部21とGPS受信部22、妨害波発生装置位置情報16を基地局15に送信するための通信処理部23と通信アンテナ部24、また妨害波18を発生する妨害波発生部25と妨害波アンテナ部26を備える。なおGPSアンテナ部21と、通信アンテナ部24と、妨害波アンテナ部26は、送受信する信号を分離できるならば、2つ以上のアンテナ部を兼用しても構わない。
FIG. 2 shows a functional configuration diagram related to the present invention in the
妨害波発生装置13は、常に特定の場所に置いて使うのではなく、移動させて使用することを前提としている。従って、自らの位置を特定するためのGPSアンテナ部21とGPS受信部22を持つ。移動終了後、例えば妨害波の一つであるジャミング信号を発生させる前に、GPSアンテナ部21はGPS衛星11から出力されたGPS測位信号を受信し、GPS受信部22に入力する。GPS受信部22は、入力されたGPS測位信号をもとに自らの位置、つまり妨害波発生装置位置を特定する。
The
妨害波発生装置位置を特定したら、妨害波発生装置位置情報16を通信処理部23に入力し、変調処理及び搬送波帯への周波数アップコンバート等の送信処理を行う。なお、妨害波発生装置13から基地局15へ妨害波発生装置位置情報16を送信する場合、情報内容を傍受等されないように、通信処理部23にて秘匿処理を行っても良い。通信処理部23にて変調処理及び送信処理された妨害波発生装置位置情報16は、通信アンテナ部24を介して基地局15へ送信する。
When the interference wave generator position is specified, the interference wave
なお、ジャミング信号の種類は操作者がその場で操作して決定すればよい。移動終了後、妨害波発生装置位置の特定と基地局15への通信は、ジャミング信号を発生させる前に1度だけ実施すればよく、それ以降、妨害波発生装置13を移動させるまではGPS受信部22は使用しなくてよい。
Note that the type of the jamming signal may be determined by the operator operating on the spot. After the movement is completed, the location of the jamming wave generator and the communication to the base station 15 need only be performed once before the jamming signal is generated. Thereafter, the GPS reception is performed until the
妨害波発生部25は、全妨害波発生装置位置情報17を自己の移動体14へ送信した後、妨害波アンテナ部26を介して妨害波18を相手方移動体12の到来方向に放射する。妨害波18の出力タイミングについては、例えば図2に図示していないが、妨害波発生装置13内の制御部が、妨害波発生装置位置情報16を通信アンテナ部24から出力した時刻を記憶し、制御部内に設けたカウンタ等を用いて時間を計測し、一定時間後に妨害波発生部25に妨害波発生の指示を与えるようにしてもよい。
The interference
図3は、実施の形態1に用いる基地局15のうち、本発明に関する機能構成図を示している。基地局15の通信アンテナ部31は、各妨害波発生装置13より送信された妨害波発生装置位置情報16を受信する。通信アンテナ部31で受信した妨害波発生装置位置情報16は、通信処理部32にて搬送波周波数帯から中間周波数帯もしくはベースバンド周波数帯にダウンコンバートを行うなどの受信処理及び復調処理を行い、秘匿処理部33へ出力する。
FIG. 3 shows a functional block diagram related to the present invention among the base stations 15 used in the first embodiment. The communication antenna unit 31 of the base station 15 receives the interference wave
秘匿処理部33は、各妨害波発生装置13から送信された妨害波発生装置位置情報16を一時蓄積することで全妨害波発生装置位置情報17に集約し、秘匿処理を行う。秘匿処理は、基地局15から自己の移動体14へ全妨害波発生装置位置情報17を送信する場合、情報内容を傍受等されないために行う。
The
もし、妨害波発生装置13から妨害波発生装置位置情報16が秘匿処理されないまま基地局15に送信された場合、上記のとおり妨害波発生装置位置情報16を集約して秘匿処理を行う。もし、妨害波発生装置13から妨害波発生装置位置情報16が秘匿処理されて基地局15に送信された場合、基地局15の秘匿処理部33は一時蓄積し全妨害波発生装置位置情報17に集約する機能だけでもよい。
If the interference wave
また秘匿処理されて基地局15に送信された場合、基地局15の秘匿処理部33は各妨害波発生装置位置情報16を一度秘匿解除し、一時蓄積を行い、傍受対策のためにスクランブル処理等の情報加工処理を行った上で、全妨害波発生装置位置情報17に集約し、再度秘匿処理を行ってもよい。
When the confidential processing is performed and transmitted to the base station 15, the
通信処理部34は、秘匿処理された全妨害波発生装置位置情報17を、自己の移動体14へ送信するための変調処理及び搬送波帯への周波数アップコンバート等の送信処理を行う。通信アンテナ部35では、送信処理された全妨害波発生装置位置情報17を自己の移動体14へ送信する。
The
なお基地局15は、妨害波発生装置13のように移動させての使用を前提としていない。従って基地局15は設置位置を固定としてもよい。また通信アンテナ部31と通信アンテナ部35は、送受信する信号を分離できるならば、アンテナ部を兼用しても構わない。
Note that the base station 15 is not assumed to be used as being moved like the
図4は、実施の形態1において、自己の移動体14に搭載されるGPS妨害波抑制装置41に関する機能構成図である。GPS妨害波抑制装置41にあるGPSアレイアンテナ部42は、GPS衛星11から送信されるGPS測位信号を受信する。
FIG. 4 is a functional configuration diagram relating to the GPS interference
GPS測位装置としての機能を果たすGPS測位処理部43は、RFフロントエンド部44、ビームフォーミング処理部45、GPSベースバンド部46より構成される。GPSアレイアンテナ部42から出力されるGPS測位信号は、GPS測位処理部43内のRFフロントエンド部44に入力され、GPS測位信号を搬送波周波数帯から中間周波数帯もしくはベースバンド周波数帯にダウンコンバートを行う、またアナログ信号であるGPS測位信号をアナログ/ディジタル変換器などを用いてディジタル信号に変換するなどの受信処理を行う。
The GPS
RFフロントエンド部44より出力されたディジタル化されたGPS測位信号は、ビームフォーミング処理部45に入力され、位相と振幅が調整される。このとき、後述する妨害波到来方向特定部47から出力される妨害波到来方向情報をビームフォーミング処理部45に入力し、位相と振幅を調整させることでGPSアレイアンテナ部42の利得を調整し、これにより妨害波到来方向をヌル点とするように利得を低下させる。これにより妨害波18の影響を排除する。
The digitized GPS positioning signal output from the RF
ビームフォーミング処理部45にて妨害波18の影響が排除されたGPS測位信号は、GPSベースバンド部46に入力され、そのGPS測位信号をもとに擬似距離量、ドップラー量、搬送波位相量を求めるGPS測位計算処理を行う。そして、求めた擬似距離量、ドップラー量、搬送波位相量より、自己の移動体14の位置情報、速度情報を計算処理して求める。
The GPS positioning signal from which the influence of the
なお、GPS測位信号より自己の移動体14の位置情報、速度情報を求めるために、擬似距離量は必ず求めなくてはならない。しかしドップラー量、搬送波位相量はいずれか求めることができればよく、擬似距離量とドップラー量、もしくは擬似距離量と搬送波位相量を組み合わせて、自己の移動体14の位置情報、速度情報を求める。求めた自己の移動体14の位置情報、速度情報は妨害波到来方向特定部47に出力される。
Note that in order to obtain the position information and speed information of the
妨害波到来方向特定部47では、GPSベースバンド部46より出力される位置情報、速度情報と、後述する慣性計測部48より出力される加速度情報、角速度情報と、基地局15より送信される全妨害波発生装置位置情報17とを用いて計算処理を行い、妨害波到来方向について特定する。妨害波到来方向特定部47の処理については、図5を用いて後述する。
In the interference wave arrival
慣性計測部48には、例えば加速度センサや、ジャイロセンサ等の角速度センサを搭載し、自己の移動体14の加速度及び角速度を計測し、妨害波到来方向特定部47へ出力する。なお、慣性計測部48に自己の移動体14の位置及び姿勢角に関する初期値が与えられている場合、加速度センサにより計測される加速度情報、及びジャイロセンサ等より計測される角速度を積分処理することにより、自己の移動体14の位置情報と姿勢角情報を求め、妨害波到来方向特定部47に出力してもよい。
The
自己の移動体14の位置及び姿勢角に関する初期値が妨害波到来方向特定部47に与えられている場合、自己の移動体14の位置情報と姿勢角情報を求める上記処理は、妨害波到来方向特定部47で行ってもよい。以下では、慣性計測部48は自己の移動体14の位置情報、速度情報、及び姿勢角を出力するものとして説明を行う。
When the initial values regarding the position and posture angle of the
全妨害波発生装置位置情報17は基地局15より送信され、自己の移動体14に搭載されるGPS妨害波抑制装置41内の通信アンテナ部49で受信される。通信アンテナ部49で受信された全妨害波発生装置位置情報17は、通信処理部50に入力され、搬送波周波数帯から中間周波数帯もしくはベースバンド周波数帯にダウンコンバートを行うなどの受信処理、及び復調処理等が行われる。通信処理部50で復調処理された全妨害波発生装置位置情報17は、秘匿解除処理部51に入力される。
The total interference wave generating
秘匿解除処理部51は、基地局15の秘匿処理部33において秘匿処理された全妨害波発生装置位置情報17の秘匿を解除する。秘匿解除処理部51にて秘匿解除された全妨害波発生装置位置情報17は、妨害波到来方向特定部47に出力される。
The concealment
図5は、本発明を用いた場合の妨害波到来方向特定方法の一例を示す図である。妨害波到来方向を特定するためには、自己の移動体14の位置情報と、妨害波発生装置13の位置情報と、自己の移動体14の姿勢角が必要である。従って妨害波到来方向特定部47には、GPSベースバンド部46から自己の移動体14の位置情報、速度情報が、慣性計測部48から自己の移動体14の位置情報、速度情報、姿勢角情報が、秘匿解除処理部51から全妨害波発生装置位置情報17が入力される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for specifying the direction of arrival of an interfering wave when the present invention is used. In order to specify the interference wave arrival direction, the position information of the own
慣性計測部48がGPS妨害波抑制装置41に搭載されている場合、センサにより計測された加速度情報や角速度情報を積分処理することで自己の移動体14の位置情報、及び姿勢角等を求めることができる。しかしセンサにより計測された加速度情報、及び角速度情報には誤差が含まれているので、積分処理を行うことで時間とともに誤差が累積され、目標地点への誘導を誤ることもある。
When the
従って自己の移動体14の位置情報は、慣性計測部48から得られるセンサの計測値をもとにした位置情報、速度情報と、GPSベースバンド部46から得られるGPS測位信号をもとにした位置情報、速度情報を複合して計算処理を行い、求める。
Therefore, the position information of the
なおGPS測位信号より求めた位置情報の精度が良いと判断できる場合、GPS測位信号のみで自己の移動体14の位置情報を求めてもよい。その場合、慣性計測部48における加速度センサをもとにした加速度情報、速度情報、位置情報は用いなくてもよい。
If it can be determined that the accuracy of the position information obtained from the GPS positioning signal is good, the position information of the
これにより、GPS妨害波抑制装置41により求められた自己の移動体14の位置情報と、基地局15から入力された全妨害波発生装置位置情報17より得られる各妨害波発生装置位置情報16を用いて、自己の移動体14から見た妨害波発生装置13の向きを求めることができる。なお、図5では簡便のため2次元平面の場合での説明とする。自己の移動体14には姿勢角θ1を得るための基準、例えば姿勢角初期方向が与えられている。よって、姿勢角初期方向と自己の移動体14から見た妨害波発生装置13の向きのなす角度θ2を求めることができる。
As a result, the
従って図5に示すように、妨害波到来方向特定部47において、自己の移動体14から見た妨害波発生装置13の角度θ1+θ2、つまり妨害波到来方向を求めることができる。求めた妨害波到来方向情報をビームフォーミング処理部45に出力する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the interference wave arrival
実際には3次元空間に対する妨害波到来方向の特定を行うため、角度も伏角、方位角に対して同様な計算処理を行えばよい。 In practice, in order to specify the direction of interference wave arrival in the three-dimensional space, the same calculation process may be performed for the angle and the azimuth and azimuth.
このように、GPS測位信号と、角速度と、妨害波発生装置位置情報16を用いて、妨害波到来方向を特定することができるため、妨害波到来方向をヌル点とするようにGPSアンテナ42の利得を低下させ、GPS測位信号に対する妨害波18の影響を排除することができる。
As described above, since the interference wave arrival direction can be specified by using the GPS positioning signal, the angular velocity, and the interference wave
また、妨害波発生装置位置情報16は既知情報として自己の移動体14のGPS妨害波抑制装置41に送信しているため、妨害波発生装置位置情報16を未知として適応信号処理を行う従来技術と比較して、妨害波到来方向の推定精度は維持または向上するとともに、信号処理の回路規模及び計算処理能力の負荷を低減させることが可能となる、という効果を奏する。
Further, since the jamming wave
実施の形態2.
図6は、実施の形態2に用いる妨害波発生装置13のうち、本発明に関する機能構成図を示している。図2と異なる点は、妨害波発生部25より通信処理部23に、どのような種類のGPS測位欺瞞信号を発生させるかという、欺瞞信号情報を出力する点である。
FIG. 6 shows a functional configuration diagram related to the present invention in the
妨害波発生部25より出力された欺瞞信号の種類に関する情報は、通信処理部23に入力され、妨害波発生装置位置情報16を加えて欺瞞信号情報61として、妨害波発生装置位置情報16と同様、変調処理及び搬送波帯への周波数アップコンバート等の送信処理、及び必要に応じて秘匿処理を行う。通信処理部23にて変調処理及び送信処理された欺瞞信号情報61は通信アンテナ部24を介して基地局15へ送信する。
Information regarding the type of the deceiving signal output from the interference
また実施の形態1と同様、後述する全欺瞞信号情報71を自己の移動体14へ送信した後、妨害波発生部25は、妨害波アンテナ部26を介して、欺瞞信号62を相手方移動体12の到来方向に放射する。欺瞞信号62の出力タイミングについては、実施の形態1と同様でよい。
Further, as in the first embodiment, after transmitting all the deceiving signal information 71 described later to its own
基地局15では、各妨害波発生装置13から送信された欺瞞信号情報61に対し、実施の形態1と同様の処理を行い、自己の移動体14へ欺瞞信号情報61を集約した全欺瞞信号情報71を送信する。
The base station 15 performs the same processing as in the first embodiment on the
図7は、実施の形態2において、自己の移動体14に搭載されるGPS妨害波抑制装置41に関する機能構成図である。図4との相違点は、基地局15から送信された全欺瞞信号情報71をGPS妨害波抑制装置41内の秘匿解除処理部51にて秘匿解除し、全欺瞞信号情報71のうち、欺瞞信号の種類に関する情報72をGPSベースバンド部46に出力する点である。
FIG. 7 is a functional configuration diagram relating to the GPS interference
基地局15より送信された全欺瞞信号情報71は、自己の移動体14に搭載されるGPS妨害波抑制装置41内の通信アンテナ部49で受信される。通信アンテナ部49で受信された全欺瞞信号情報71は、通信処理部50に入力され、搬送波周波数帯から中間周波数帯もしくはベースバンド周波数帯にダウンコンバートを行うなどの受信処理、及び復調処理等が行われる。
All deceiving signal information 71 transmitted from the base station 15 is received by the
通信処理部50で復調処理された全欺瞞信号情報71は、秘匿解除処理部51に入力される。秘匿解除処理部51は、基地局15の秘匿処理部33において秘匿処理された全欺瞞信号情報71の秘匿を解除する。秘匿解除処理部51にて秘匿解除された全欺瞞信号情報71は、全妨害波発生装置位置情報17と欺瞞信号の種類に関する情報72が含まれており、欺瞞信号の種類に関する情報72はGPSベースバンド部46に出力される。また全妨害波発生装置位置情報17は妨害波到来方向特定部47へ出力される。
All fraud signal information 71 demodulated by the communication processing unit 50 is input to the secrecy
GPSベースバンド部46は、入力された欺瞞信号の種類に関する情報72をもとに、例えば各GPS衛星11からのGPS測位信号を分離受信できるように割り当てているPRN番号(Pseudo Random Noise code number:擬似雑音符号番号)の情報から、欺瞞信号のPRN番号に該当するGPS測位信号を計算処理から除外する。
The
妨害波到来方向特定部47に全妨害波発生装置位置情報17を与えることで、実施の形態1と同様、GPS測位欺瞞信号の排除ができる。加えて、欺瞞信号の種類に関する情報72を得ているため、GPSベースバンド部46にても排除できる。よって、GPS測位及び妨害波到来方向特定の精度を向上させることができる。
By giving the total interference wave
なお、GPS妨害波抑制装置41で全妨害波発生装置位置情報17と欺瞞信号の種類に関する情報72を分離受信できるように、例えば妨害波発生装置13の通信処理部23において、各々に分離用ヘッダをつけてもよい。
For example, in the
そして、GPS妨害波抑制装置41の秘匿解除処理部51に、妨害波装置位置情報のヘッダか、欺瞞信号の種類に関する情報のヘッダか判定するヘッダ判定機能を付加する。ヘッダ判定機能により判定された情報が、妨害波発生装置位置情報であるならば妨害波到来方向特定部47へ、欺瞞信号の種類に関する情報ならばGPSベースバンド処理部46へ出力させればよい。
And the header determination function which determines whether it is the header of the interference wave device position information or the header of the information regarding the type of the fraud signal is added to the concealment
このように、妨害波発生装置13から、基地局15を経由して自己の移動体14のGPS妨害波抑制装置41に妨害波発生装置位置情報だけでなく欺瞞信号の種類に関する情報も送信することにより、GPS測位欺瞞信号に該当するGPS測位信号をGPS測位計算処理から除外することで欺瞞信号の影響を排除し、GPS測位精度を向上させるとともに、欺瞞信号を除いたGPS測位信号を用いて妨害波到来方向特定を行うことができる。
As described above, not only the interference wave generator position information but also the information regarding the type of the fraud signal is transmitted from the
またGPS測位計算時、不要である欺瞞信号に該当するGPS測位信号を用いて計算処理を行う必要がないため、計算処理能力の負荷を低減することが可能となる、という効果を奏する。 Moreover, since it is not necessary to perform calculation processing using a GPS positioning signal corresponding to an unnecessary deception signal at the time of GPS positioning calculation, there is an effect that it is possible to reduce the load of calculation processing capability.
また欺瞞信号は既知情報として自己の移動体14のGPS妨害波抑制装置41に送信しており、ジャミング信号対策で用いた実施の形態1とほぼ同様の構成で欺瞞信号対策を行うことが可能となるため、ジャミング信号を未知とした対策(例えば特許文献1)と、欺瞞信号を未知とした対策(例えば特許文献2)の構成、機能を併合した装置と比較して、信号処理回路、装置規模の増大を防ぐことができる、という効果を奏する。
Further, the deception signal is transmitted as known information to the GPS jamming
なおGPS測位を行うためには、4つのパラメータ、つまり緯度、経度、高度、GPS測位装置に搭載されている時刻計測器の時刻補正量を求める必要があるため、GPS測位信号は4つ以上必要である。しかし観測衛星数が測位計算に最低限必要な4個を上回ることが多いので、欺瞞信号に該当するGPS測位信号を除外したとしても、4個以上のGPS測位信号があれば、それを用いて自己の移動体14の位置情報を求めることは可能である。
In order to perform GPS positioning, it is necessary to obtain four parameters, that is, latitude, longitude, altitude, and time correction amount of the time measuring device mounted on the GPS positioning device. Therefore, four or more GPS positioning signals are required. It is. However, since the number of observation satellites often exceeds the minimum four required for positioning calculation, even if the GPS positioning signal corresponding to the deception signal is excluded, if there are four or more GPS positioning signals, use them It is possible to obtain the position information of the own
また、受信したGPS測位信号が4個しかなく、その中の少なくとも1個以上が欺瞞信号である場合、使用可能なGPS測位信号が3個以下となる。よって、GPS測位結果が誤っている可能性があるため、GPS測位信号を用いた妨害波到来方向特定も誤る可能性がある。この場合は、GPSベースバンド部46におけるGPS測位計算処理をやめ、慣性計測部48の加速度情報、角速度情報のみを用いて自己の移動体14の位置情報を求め、妨害波到来方向を特定するように制御させてもよい。
Further, when there are only four GPS positioning signals received and at least one of them is a deception signal, the number of usable GPS positioning signals is three or less. Therefore, since there is a possibility that the GPS positioning result is incorrect, there is a possibility that the interference wave arrival direction specification using the GPS positioning signal is erroneous. In this case, the GPS positioning calculation process in the
なお、上記実施の形態においては米国にて開発されたGPSを用いて説明を行ったが、本発明は、自己位置を正確に測定可能である全地球衛星測位システムであるロシアのGLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、現在欧州で進行中のGALILEOについても同様に適用可能である。 Although the above embodiment has been described using the GPS developed in the United States, the present invention is based on the Russian GLONASS (GLOBal NAvigation) which is a global satellite positioning system capable of accurately measuring its own position. Satelite System) and GALILEO currently in progress in Europe are equally applicable.
11.GPS衛星
12.相手方移動体
13.妨害波発生装置
14.自己の移動体
15.基地局
16.妨害波発生装置位置情報
17.全妨害波発生装置位置情報
18.妨害波
21.GPSアンテナ部
22.GPS受信部
23.通信処理部
24.通信アンテナ部
25.妨害波発生部
26.妨害波アンテナ部
31.通信アンテナ部
32.通信処理部
33.秘匿処理部
34.通信処理部
35.通信アンテナ部
41.GPS妨害波抑制装置
42.GPSアレイアンテナ部
43.GPS測位処理部
44.RFフロントエンド部
45.ビームフォーミング処理部
46.GPSベースバンド部
47.妨害波到来方向特定部
48.慣性計測部
49.通信アンテナ部
50.通信処理部
51.秘匿解除処理部
61.欺瞞信号情報
62.欺瞞信号
71.全欺瞞信号情報
72.欺瞞信号の種類に関する情報
11. GPS satellites12. 10. Opponent mobile
Claims (7)
相手方移動体に搭載されたGPS測位装置を誤動作させるための前記妨害波を発生する妨害波発生装置から出力される、少なくとも妨害波発生装置の位置情報を含む妨害波対策信号を受信する通信アンテナと、
GPS衛星よりGPS測位信号を受信するGPSアンテナと、
前記GPSアンテナで受信された前記GPS測位信号を用いて前記自己の移動体の位置情報を出力するGPS測位装置と、
前記自己の移動体の姿勢角を求めるための角速度を計測する角速度センサと、
前記通信アンテナで受信された前記妨害波対策信号と、前記GPS測位装置から出力された前記自己の移動体の位置情報と、前記角速度センサから出力された前記角速度を用いて、妨害波到来方向を特定する妨害波到来方向特定部とを備えたこと
を特徴とするGPS妨害波抑制装置。 A GPS interference wave suppressing device mounted on its own mobile body for suppressing malfunction of its own GPS positioning device due to interference waves,
A communication antenna for receiving an interference wave countermeasure signal including at least position information of the interference wave generating device, which is output from the interference wave generating device for generating the interference wave for causing the GPS positioning device mounted on the opponent mobile body to malfunction. ,
A GPS antenna for receiving GPS positioning signals from GPS satellites;
A GPS positioning device that outputs position information of the mobile body using the GPS positioning signal received by the GPS antenna;
An angular velocity sensor for measuring an angular velocity for obtaining a posture angle of the mobile body of the self;
Using the interference wave countermeasure signal received by the communication antenna, the position information of the mobile body output from the GPS positioning device, and the angular velocity output from the angular velocity sensor, the interference wave arrival direction is determined. A GPS interfering wave suppressing device comprising: an interfering wave arrival direction specifying unit for specifying.
前記通信アンテナで受信された前記妨害波発生装置の位置情報と、前記GPS測位装置から出力された前記自己の移動体の位置情報を用いて、前記自己の移動体に対する前記妨害波発生装置の向きを求め、
前記自己の移動体に対する前記妨害波発生装置の向きと前記角速度から得られた前記自己の移動体の姿勢角を用いて妨害波到来方向を特定すること
を特徴とする請求項1記載のGPS妨害波抑制装置。 The jamming wave arrival direction identifying unit is
Using the positional information of the jamming wave generator received by the communication antenna and the positional information of the mobile unit output from the GPS positioning unit, the direction of the jamming wave generator with respect to the mobile unit Seeking
2. The GPS interference according to claim 1, wherein an interference wave arrival direction is specified by using a direction angle of the interference wave generator with respect to the mobile body and an attitude angle of the mobile body obtained from the angular velocity. Wave suppression device.
前記GPS測位装置は、
前記通信アンテナで受信された前記GPS測位欺瞞信号の種類を表す情報を用いて前記欺瞞信号に該当するGPS測位信号を除外して前記自己の移動体の位置情報を出力すること
を特徴とする請求項2記載のGPS妨害波抑制装置。 The jamming countermeasure signal includes information indicating the type of GPS positioning deception signal emitted by the jamming wave generator,
The GPS positioning device is
The information indicating the type of the GPS positioning deception signal received by the communication antenna is used to exclude the GPS positioning signal corresponding to the deception signal and output the position information of the mobile unit. Item 3. The GPS interference wave suppressing device according to Item 2.
前記妨害波到来方向特定部で特定された妨害波到来方向の情報を前記ビームフォーミング処理部に入力させ、妨害波到来方向のGPSアンテナの利得を調整して妨害波を抑制すること
を特徴とする請求項2または請求項3記載のGPS妨害波抑制装置。 The GPS positioning device has a beam forming processing unit for adjusting the gain of the GPS antenna,
The interference wave arrival direction information specified by the interference wave arrival direction specifying unit is input to the beamforming processing unit, and the interference wave is suppressed by adjusting the gain of the GPS antenna in the interference wave arrival direction. The GPS jamming wave suppression apparatus of Claim 2 or Claim 3.
自己の移動体に搭載され、複数のGPS衛星から出力するGPS測位信号と、妨害波発生装置から出力される前記妨害波対策信号を受信する請求項1記載のGPS妨害波抑制装置とを備えることで、
前記自己の移動体が、前記GPS測位信号と前記妨害波対策信号を用いて前記妨害波を抑制すること
を特徴とするGPS妨害波抑制システム。 Interference wave for causing malfunction of GPS positioning device mounted on the other party mobile body, and interference wave countermeasure signal including position information of at least interference wave generator for suppressing malfunction of own GPS positioning device due to said interference wave An output interference generator,
The GPS interference wave suppression device according to claim 1, wherein the GPS positioning signal is mounted on its own mobile body and is output from a plurality of GPS satellites, and the interference wave countermeasure signal output from the interference wave generator is received. so,
The GPS interference wave suppression system, wherein the mobile body suppresses the interference wave using the GPS positioning signal and the interference wave countermeasure signal.
を特徴とする請求項5記載のGPS妨害波抑制システム。 6. The GPS jamming wave suppression system according to claim 5, wherein the jamming wave generation device generates a jamming wave after transmitting the jamming wave countermeasure signal to the GPS jamming wave suppression device.
を特徴とする請求項5または請求項6記載のGPS妨害波抑制システム。 There are a plurality of the interference wave generating devices, and all the interference wave countermeasure signals output from the interference wave generating device are transmitted to one base station, and the interference signal countermeasure signals are aggregated at the base station, and the GPS interference wave The GPS interference wave suppression system according to claim 5, wherein the GPS interference wave suppression system is transmitted to a suppression device.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101366819B1 (en) | 2013-12-31 | 2014-03-12 | 국방과학연구소 | Method and apparatus for overcoming of gps signal disturbance of system using the data link, and computer readable recording medium thereof |
KR101513100B1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-04-17 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for spoofing detection with single antenna gnss receiver and inertial measurement unit |
KR101912526B1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-10-26 | 국방과학연구소 | Spoofing system for satellite navigation |
KR101930354B1 (en) | 2013-11-04 | 2018-12-18 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for detecting deception signal in global navigation satellite receiver |
KR20190001054A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 국방과학연구소 | Spoofing system for satellite navigation and method thereof |
US11086026B2 (en) | 2018-06-14 | 2021-08-10 | Subaru Corporation | Navigation system, navigation method, and aircraft |
WO2022186354A1 (en) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 株式会社Preferred Networks | Information processing device and autonomous mobile robot |
US11681049B2 (en) | 2017-01-19 | 2023-06-20 | Nec Corporation | Mobile body control system, mobile body control device, mobile body control method, and recording medium |
-
2006
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101930354B1 (en) | 2013-11-04 | 2018-12-18 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for detecting deception signal in global navigation satellite receiver |
KR101366819B1 (en) | 2013-12-31 | 2014-03-12 | 국방과학연구소 | Method and apparatus for overcoming of gps signal disturbance of system using the data link, and computer readable recording medium thereof |
KR101513100B1 (en) * | 2014-01-29 | 2015-04-17 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for spoofing detection with single antenna gnss receiver and inertial measurement unit |
US11681049B2 (en) | 2017-01-19 | 2023-06-20 | Nec Corporation | Mobile body control system, mobile body control device, mobile body control method, and recording medium |
KR101912526B1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-10-26 | 국방과학연구소 | Spoofing system for satellite navigation |
KR20190001054A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 국방과학연구소 | Spoofing system for satellite navigation and method thereof |
KR101986766B1 (en) | 2017-06-26 | 2019-06-07 | 국방과학연구소 | Spoofing system for satellite navigation and method thereof |
US11086026B2 (en) | 2018-06-14 | 2021-08-10 | Subaru Corporation | Navigation system, navigation method, and aircraft |
WO2022186354A1 (en) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 株式会社Preferred Networks | Information processing device and autonomous mobile robot |
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