一种转发式卫星导航欺骗干扰系统及方法技术方案

本申请公开了一种转发式卫星导航欺骗干扰系统及方法，所述系统包括天线阵装置、若干LNA模块、若干转发处理模块、民码捕获跟踪模块、民码引导军码提纯模块、系统总控及干扰生成模块。本申请采用有若干高增益天线在球面设置来负责接收相应子区域中的卫星信号，从而解决了现有针对军用导航信号欺骗的转发式卫星导航欺骗干扰系统采用抛物线天线和相控阵天线造成的成本贵、功耗高的问题；同时，本申请中在提取军码数据前，先根据所述观测量数据中的卫星编号与相应子空域的映射关系将部分实为欺骗干扰信号的卫星信号予以剔除，从而确保转发信号的质量，保证试验干扰效果。保证试验干扰效果。保证试验干扰效果。

【技术实现步骤摘要】
一种转发式卫星导航欺骗干扰系统及方法


[0001]本申请涉及导航欺骗
，特别地，涉及一种转发式卫星导航欺骗干扰系统及方法。

技术介绍

[0002]导航接收机天线口面的卫星导航信号微弱，非常容易受到压制干扰和欺骗信号影响，民用导航信号是公开信号，可以通过再生信号来对其欺骗，技术非常成熟，网上还有开源的硬件和软件代码，成本也不高。但是军用导航信号由于周期长，码生成方式不公开，因此对于军用导航信号的欺骗是通过空域剥离后延迟转发实现。具体的，现有的方法般采用多个抛物面天线分别跟踪单颗卫星进行空域剥离再延迟转发，或者采用几十个到几百个天线单元组成的平面/球形相控阵生成多个窄波束高增益接收波束对准不同的卫星信号空域分离收集再延迟转发。
[0003]其中单个抛物面天线能够实现窄波束高增益接收，但天线体积庞大，只能固定部署或者放置在多台车上，造价昂贵，而且对使用场地有严格要求，限制了其在转发式诱骗干扰系统中的使用；平面/球形相控阵由多个基本天线单元通过数字波束形成（DBF，Digital Beam Forming）实现多个窄波束高增益接收，其中每个天线单元需选用宽阻带带宽和宽半功率波束宽度的方向特性的天线，能够保障相控阵在大带宽、大空域扫描的过程中增益一致性，但相控阵天线需要对每一路信号在数字域进行高精度移相处理实现动态数字波束形成（DBF，Digital Beam Forming），需要配备高速大容量信号运算处理模块，研发成本是动辄几百万到上千万的价格, 且功耗高, 这些缺点都限制了相控阵天线在转发式诱骗干扰中的普及使用。
[0004]与此同时，现用的转发诱骗干扰信号生成都是直接转发，默认转发场地接收信号为纯净信号，或是通过辅助的干扰监测设备试验开始前检测测试场地信号情况，但是实际试验过程中，使用场地可能会突然增加某一干扰信号，导致转发干扰效果变差，因此要求转发设备能够实时识别转发的信号真实性，并自动剔除干扰信号保证转发信号的质量，保证试验干扰效果。

技术实现思路

[0005]本申请一方面提供了一种转发式卫星导航欺骗干扰系统，旨在解决现有针对军用导航信号欺骗的转发式卫星导航欺骗干扰系统成本贵、功耗高、无法实时剔除存在干扰的区域信号保证干扰效果的技术问题。本申请采用的技术方案如下：一种转发式卫星导航欺骗干扰系统，包括：天线阵装置，所述天线阵装置包括若干高增益天线，将整个上半球空间分为多个子空域，其中每个高增益天线波束覆盖一个子空域，负责接收该子区域中的卫星信号；若干LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)模块，分别与各高增益天线一一
对应地信号连接，用于对各高增益天线接收的来自不同子空域的卫星信号进行放大输出；若干转发处理模块，分别与各LNA模块信号连接，用于对各LNA模块放大输出的各路卫星信号进行下变频、采样处理；民码捕获跟踪模块，与各转发处理模块信号连接，用于对各转发处理模块输出的卫星信号进行民码捕获跟踪，输出民码数据和包含卫星编号在内的观测量数据；民码引导军码提纯模块，与各转发处理模块和民码捕获跟踪模块信号连接，用于根据所述民码捕获跟踪模块输出的民码数据对所述转发处理模块输出的卫星信号的进行相应数据处理，提取军码数据；系统总控及干扰生成模块，分别与民码捕获跟踪模块、民码引导军码提纯模块信号连接，用于根据所述观测量数据中的卫星编号与相应子空域的映射关系将部分实为欺骗干扰信号的卫星信号予以剔除，接着利用民码捕获跟踪模块和民码引导军码提纯模块从剩余卫星信号中提取军码数据后，生成转发式诱骗干扰信号。
[0006]进一步地，所述转发处理模块还用于：对各LNA模块放大输出的卫星信号进行AGC(Automatic Gain Control，自动增益控制)增益值识别出大功率压制信号，当接收的某一路卫星信号的AGC增益值超过预设值时，停止接收对应子空域的卫星信号。
[0007]进一步地，所述天线阵装置中的各高增益天线按如下规则布置：沿经线将360度半球面空间均分为N个子球面，每个子球面内安装X行M列个高增益定向天线，用于接收卫星信号，其中天顶方向安装一个高增益定向天线，用于接收天顶方向的导航卫星信号，其中，所述N、X和M均为整数， N、X和M的确定具体为：若高增益天线波束宽度为a
°
，转发卫星角范围为仰角θ～90
°
，方位角为360
°
，位于天顶方向的高增益定向天线覆盖了仰角90
‑
（a/2）
º
~90
º
，则X＝mod(90
‑
a/2
‑
θ)/a，M= X，N＝mod(360/(a*M))，其中mod表示取整操作。
[0008]进一步地，所述高增益天线波束宽度a不大于30度, 转发卫星仰角θ不低于10度，采用右旋圆极化轴向模螺线天线、宽频段右旋圆极化圆锥螺线天线、或者多个右旋圆极化螺线天线组成的合成阵。
[0009]进一步地，所述系统总控及干扰生成模块还用于：在将部分实为欺骗干扰信号的卫星信号予以剔除之后、从剩余卫星信号中提取军码数据之前，按照位于同一子空域内数量最小和DOP(Dilution of Precision，精度衰减因子)最小的选星策略从剩余卫星信号中选出至少4颗卫星对应的卫星信号。
[0010]进一步地，所述若干LNA模块和若干转发处理模块之间还设置有开关矩阵，所述开关矩阵的输入端数量与LNA模块数量一致，输出端的数量与转发处理模块的数量一致，其中，所述开关矩阵的输出端的数量小于输入端数量。
[0011]本申请另一方面还提供了一种转发式卫星导航欺骗干扰方法，基于所述的系统，包括步骤：S1、天线阵装置中的每个高增益天线根据预设的映射关系接收来自不同子空域的卫星信号，经对应的LNA模块放大输出；S2、各转发处理模块对各LNA模块放大输出的各路卫星信号进行下变频、采样处理后，分别输出给民码捕获跟踪模块和民码引导军码提纯模块；S3、民码捕获跟踪模块对输入的信号进行民码捕获跟踪，输出包含卫星编号在内
的观测量数据；S4、系统总控及干扰生成模块根据所述观测量数据中的卫星编号与相应子空域的映射关系将部分实为欺骗干扰信号的卫星信号予以剔除，接着利用民码捕获跟踪模块和民码引导军码提纯模块从剩余卫星信号中提取军码数据后，生成转发式诱骗干扰信号。
[0012]进一步地，步骤S2中，所述各转发处理模块对各LNA模块放大输出的各路卫星信号进行下变频、采样处理，还包括步骤：各转发处理模块对各LNA模块放大输出的卫星信号进行AGC增益值识别出大功率压制信号，当接收的某一路卫星信号的AGC增益值超过预设值时，停止接收对应子空域的卫星信号。
[0013]进一步地，步骤S4中，所述系统总控及干扰生成模块根据所述观测量数据中的卫星编号与相应子空域的映射关系将部分实为欺骗干扰信号的卫星信号予以剔除，具体包括步骤：S41、系统总控及干扰生成模块实时综合各个高增益天线所接收的卫星信号的观测量数据；S42、若存在相同的卫星编号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转发式卫星导航欺骗干扰系统，其特征在于，包括：天线阵装置，所述天线阵装置包括若干高增益天线，将整个上半球空间分为多个子空域，其中每个高增益天线波束覆盖一个子空域，负责接收该子区域中的卫星信号；若干LNA模块，分别与各高增益天线一一对应地信号连接，用于对各高增益天线接收的来自不同子空域的卫星信号进行放大输出；若干转发处理模块，分别与各LNA模块信号连接，用于对各LNA模块放大输出的各路卫星信号进行下变频、采样处理；民码捕获跟踪模块，与各转发处理模块信号连接，用于对各转发处理模块输出的卫星信号进行民码捕获跟踪，输出民码数据和包含卫星编号在内的观测量数据；民码引导军码提纯模块，与各转发处理模块和民码捕获跟踪模块信号连接，用于根据所述民码捕获跟踪模块输出的民码数据对所述转发处理模块输出的卫星信号的进行相应数据处理，提取军码数据；系统总控及干扰生成模块，分别与民码捕获跟踪模块、民码引导军码提纯模块信号连接，用于根据所述观测量数据中的卫星编号与相应子空域的映射关系将部分实为欺骗干扰信号的卫星信号予以剔除，接着利用民码捕获跟踪模块和民码引导军码提纯模块从剩余卫星信号中提取军码数据后，生成转发式诱骗干扰信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转发处理模块还用于：对各LNA模块放大输出的卫星信号进行AGC增益值识别出大功率压制信号，当接收的某一路卫星信号的AGC增益值超过预设值时，停止接收对应子空域的卫星信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述天线阵装置中的各高增益天线按如下规则布置：沿经线将360度半球面空间均分为N个子球面，每个子球面内安装X行M列个高增益定向天线，用于接收卫星信号，其中天顶方向安装一个高增益定向天线，用于接收天顶方向的导航卫星信号，其中，所述N、X和M均为整数， N、X和M的确定具体为：若高增益天线波束宽度为a
°
，转发卫星角范围为仰角θ～90
°
，方位角为360
°
，位于天顶方向的高增益定向天线覆盖了仰角90
‑
（a/2）
º
~90
º
，则X＝mod(90
‑
a/2
‑
θ)/a，M= X，N＝mod(360/(a*M))，其中mod表示取整操作。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高增益天线波束宽度a不大于30度, 转发卫星仰角θ不低于10度，采用右旋圆极化轴向模螺线天线、宽频段右旋圆极化圆锥螺线天线、或者多个右旋圆极化螺线天线组成的合成阵。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统总控及干扰生成模块还用于：在将部分实为欺骗干扰信号的卫星信号予以剔除之后、从剩余卫星信号中提取军码数据之前，按照位于同一子空域内数...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍俊，张勇虎，戴志春，胡杰，谢淳芳，
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：