一种智能分布合成的区域协同导航欺骗系统及方法技术方案

本申请公开了一种智能分布合成的区域协同导航欺骗系统及方法，所述系统包括地面干扰生成设备、分别安装在K个空域平台上的K个转发设备，地面干扰生成设备用于整个系统的集成控制、以及多天线分别接收的N颗卫星的转发信号生成针对M个干扰目标的M*N个转发干扰信号后，将所有转发干扰信号按照干扰目标的数量M、转发设备的数量K进行组合及预处理输出针对所有干扰目标且分别由对应的转发设备转发进行转发的K个中继发射信号；各转发设备用于接收对应的中继发射信号进行变频处理后，生成M个波束信号按照相应的空间布设位置向M个干扰目标播发，完成干扰发射。本申请可实现远距离干扰，大幅减少转发设备和空域平台的数量、体积小、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种智能分布合成的区域协同导航欺骗系统及方法


[0001]本申请涉及导航欺骗
，特别地，涉及一种智能分布合成的区域协同导航欺骗系统及方法。

技术介绍

[0002]对于非合作卫导信号，其码序列不对外公开，无法仿真生成欺骗干扰信号，只能采取转发式欺骗干扰手段。传统转发式干扰的采用单个接收天线接收所有真实卫星信号，统一延迟、放大和转发，会导致有些导航信号的到达角和相对到达时严重超出合理的范围，这样容易被检测到；采用相控阵天线的转发式干扰通过对接收信号进行空域分离，分别加入不同时延合路输出，对于单天线接收机较为有效，但对于多天线接收机而言，很难逃过接收机信号来波方向的检测。论文《通过区域映射实现诱导的GPS干扰系统》披露了一种多颗转发式干扰器、运载平台和地面控制站，各转发式干扰器安装在运载平台上，每颗转发式干扰器分别转发一颗GPS卫星信号，每颗转发式干扰器根据算法进行时延的方法，实现分区域播发欺骗干扰，实现转发干扰信号空域特性，但该论文存在以下三个问题：问题一：不满足远距离干扰功率的收发隔离问题。为了保证欺骗效果，到达接收天线的欺骗信号功率是高于真实卫星信号功率，而转发式欺骗干扰设备为收发同时工作模式，自身发射的干扰信号会通过空间耦合同路进入转发式欺骗干扰设备内部，当耦合输入的欺骗信号功率够大时，会造成设备自激，因此要求转发式欺骗干扰设备需要采取收发隔离手段。相对于天线后瓣抑制、吸波处理等收发隔离手段，最有效的收发隔离方法是拉开空间距离。该方法中运载平台上的转发式干扰器为收发一体，无法做到足够距离的收发距离，从而导致播发的欺骗信号功率不能太高，因此无法实现远距离干扰需求。
[0003]问题二：单套转发设备只能播发一个目标的某一区域的转发卫星信号的问题，多目标干扰协同控制复杂。对于分区域的空域欺骗干扰，根据导航定位原理，单个目标的干扰实现至少需要个4颗卫星的干扰信号播发，采用本方法实现M个目标干扰时，需要M*4路的干扰信号，需要M*4套转发式干扰设备和1套地面控制站，其中转发式干扰设备部署在空中平台，设备越多，协同集成控制复杂，且维护困难等问题。
[0004]问题三：设备体积大功耗高的问题。对于承载转发式干扰设备的空域平台，承载的设备重量有限，且无法提供附加设备的工作电源或只能提供功耗有限的电源，因此要求转发式干扰设备具备小型化低功耗。本方法的转发式干扰设备采用收发一体技术架构设计，需要进行信息层面和信号层面的接收处理、转发处理以及发射处理等功能，难以做到小型化低功耗，无法满足小型空域平台开展区域干扰播发使用要求。

技术实现思路

[0005]本申请一方面提供了一种智能分布合成的区域协同导航欺骗系统，以解决现有的导航欺骗系统不满足远距离干扰功率的收发隔离、单套转发设备只能播发一个干扰目标的某一区域的转发信号、多目标干扰协同控制复杂、设备体积大功耗高的技术问题。
[0006]本申请采用的技术方案如下：一种智能分布合成的区域协同导航欺骗系统，包括：地面干扰生成设备，在地面使用，用于整个系统的集成控制、以及多天线分别接收的N颗卫星的转发信号生成针对M个干扰目标的M*N个转发干扰信号后，将所有转发干扰信号按照干扰目标的数量M、转发设备的数量K进行组合及预处理输出针对所有干扰目标且分别由对应的转发设备转发进行转发的K个中继发射信号，所有中继发射信号不包含重复转发干扰信号，K小于等于N，N不小于4且不大于使用场地最大可见星数量，M≥1；K个转发设备，分别安装在K个空域平台上，各转发设备用于接收对应的中继发射信号进行变频处理后，生成M个波束信号按照相应的空间布设位置向M个干扰目标播发，完成干扰发射。
[0007]进一步地，所述地面干扰生成设备包括：干扰信号生成模块，用于通过N个天线分别接收N颗卫星的转发信号，为每颗卫星的转发信号分别生成与M个干扰目标对应的转发干扰信号；接着将所有卫星中针对同一干扰目标的转发干扰信号进行组合后输出K组数字信号，各组数字信号包含的转发干扰信号均不重复；中继发射处理模块，用于将干扰信号生成模块组合后输出的各组数字信号中由同一转发设备负责转发的数字信号进行组合及处理后输出K个中继发射信号；系统总控模块，用于向干扰信号生成模块和中继发射处理模块及转发设备下发对应的控制参数。
[0008]进一步地，所述干扰信号生成模块包括：N套接收天线，每套接收天线均用于分别接收某一区域对应一颗卫星的转发信号；N个卫星信号接收采集模块，每个卫星信号接收采集模块均用于根据系统总控模块下发的采集参数采集并数字化输出相应的窄波束接收天线接收的转发信号；N个卫星时延处理模块，每个卫星时延处理模块均用于根据系统总控模块下发的时延参数对相应的卫星信号接收采集模块输出的转发信号进行时延处理，生成并数字化输出与M个干扰目标对应的M个转发干扰信号，其中，第M个干扰目标对应的第N个卫星的转发干扰信号为SMN；M个卫星信号组合输出模块，每个卫星信号组合输出模块均用于将N个卫星时延处理模块生成并数字化输出的所有卫星的M*N个转发干扰信号中针对同一干扰目标的转发干扰信号进行组合后输出K组数字信号，各组数字信号包含的转发干扰信号均不重复；K*M个上变频模块，各个上变频模块用于对M个卫星信号组合输出的相应一组数字信号进行上变频处理。
[0009]进一步地，所述接收天线采用窄波束接收天线，每个窄波束接收天线的波束宽度小于15
°
，所述窄波束接收天线的伺服结构支持方位角0
°
~360
°
、俯仰0
°
~90
°
旋转，所述伺服结构通过系统总控模块控制窄波束接收天线指向，实现接收导航卫星信号协同分区。
[0010]进一步地，所述中继发射处理模块包括：K个平台接收信号合路处理模块，用于将干扰信号生成模块组合后输出的各组数字信号中由同一转发设备负责转发的针对各干扰目标的数字信号合路形成K个宽带信号；K个宽带上变频模块，分别用于根据系统总控模块下发的各个空域平台上的转发
设备对应的不同的上变频本振和滤波参数，将对应平台接收信号合路处理模块合路形成的宽带信号进行上变频、滤波处理，生成K个中继宽度信号；K套中继发射天线，分别用于将对应的宽带上变频模块生成的中继宽度信号播发出去。
[0011]进一步地，所述转发设备安装在K个空域平台上，包括：K个中继接收天线，用于对应接收各路中继发射处理模块发射的中继发射信号；K个变频模块，用于根据系统总控模块下发的变频参数对每路中继发射信号进行变频处理生成M个波束信号，所述M个波束信号对应M个干扰目标在该平台播发的信号；K个相控阵发射天线，用于根据系统总控模块下发的相控阵发射天线波束方向参数将对应变频模块生成的M个波束信号向各干扰目标进行播发，完成干扰发射。
[0012]进一步地，所述空域平台包括无人机。
[0013]进一步地，系统总控模块根据试验场景要求，包括空域平台位置、干扰目标位置，生成对应的控制参数，所述控制参数包括空域平台控制参数、地面干扰生成设备控制参数、转发设备控制参数，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能分布合成的区域协同导航欺骗系统，其特征在于，包括：地面干扰生成设备，在地面使用，用于整个系统的集成控制、以及多天线分别接收的N颗卫星的转发信号生成针对M个干扰目标的M*N个转发干扰信号后，将所有转发干扰信号按照干扰目标的数量M、转发设备的数量K进行组合及预处理输出针对所有干扰目标且分别由对应的转发设备转发进行转发的K个中继发射信号，所有中继发射信号不包含重复转发干扰信号，K小于等于N，N不小于4且不大于使用场地最大可见星数量，M≥1；K个转发设备，分别安装在K个空域平台上，各转发设备用于接收对应的中继发射信号进行变频处理后，生成M个波束信号按照相应的空间布设位置向M个干扰目标播发，完成干扰发射。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面干扰生成设备包括：干扰信号生成模块，用于通过N个天线分别接收N颗卫星的转发信号，为每颗卫星的转发信号分别生成与M个干扰目标对应的转发干扰信号；接着将所有卫星中针对同一干扰目标的转发干扰信号进行组合后输出K组数字信号，各组数字信号包含的转发干扰信号均不重复；中继发射处理模块，用于将干扰信号生成模块组合后输出的各组数字信号中由同一转发设备负责转发的数字信号进行组合及处理后输出K个中继发射信号；系统总控模块，用于向干扰信号生成模块和中继发射处理模块及转发设备下发对应的控制参数。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述干扰信号生成模块包括：N套接收天线，每套接收天线均用于分别接收某一区域对应一颗卫星的转发信号；N个卫星信号接收采集模块，每个卫星信号接收采集模块均用于根据系统总控模块下发的采集参数采集并数字化输出相应的窄波束接收天线接收的转发信号；N个卫星时延处理模块，每个卫星时延处理模块均用于根据系统总控模块下发的时延参数对相应的卫星信号接收采集模块输出的转发信号进行时延处理，生成并数字化输出与M个干扰目标对应的M个转发干扰信号，其中，第M个干扰目标对应的第N个卫星的转发干扰信号为SMN；M个卫星信号组合输出模块，每个卫星信号组合输出模块均用于将N个卫星时延处理模块生成并数字化输出的所有卫星的M*N个转发干扰信号中针对同一干扰目标的转发干扰信号进行组合后输出K组数字信号，各组数字信号包含的转发干扰信号均不重复；K*M个上变频模块，各个上变频模块用于对M个卫星信号组合输出的相应一组数字信号进行上变频处理。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接收天线采用窄波束接收天线，每个窄波束接收天线的波束宽度小于15
°
，所述窄波束接收天线的伺服结构支持方位角0
°
~360
°
、俯仰0
°
~90
°
旋转，所述伺服结构通过系统总控模块控制窄波束接收天线指向，实现接收导航卫星信号协同分区。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述中继发射处理模块包括：K个平台接收信号合路处...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡杰，张勇虎，胡浩，伍俊，徐兰霞，彭武，谢建辉，
申请(专利权)人：湖南卫导信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：