一种民用GPS卫星导航接收机干扰信号构造方法与流程

本发明属于卫星导航对抗领域，是一种防止利用民用gps卫星导航接收机对敏感区域进行非法测绘和入侵的方法。

背景技术：

民用gps卫星导航接收机已广泛应用于各行业的定位、授时和导航，并发挥着重要的作用。但是今年来也被部分不法分子利用，对我国军事区域进行非法测绘以及搭载商用小型无人机对重点敏感区域进行非法入侵。对我国军事敏感信息以及社会治安构成严重威胁。

目前，对敏感区域的保护主要采用与卫星导航信号同频带的大功率压制干扰信号进行保护，常规干扰信号类型包括：连续波干扰、窄带噪声干扰、宽带噪声干扰、扫频干扰和脉冲调制干扰。常规压制干扰方法简单易行，在干扰区域内可以使民用gps卫星导航接收机失效，从而起到区域保护作用。但是，随着卫星导航抗干扰技术的发展，使得常规压制式干扰信号功率被有效抑制，导致大功率压制干扰方法对敏感区域的有效保护范围急剧减小。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种民用gps卫星导航接收机干扰信号构造方法，利用视野内导航卫星的星座和时间信息以及公开的民用导航信号编码调制格式重构对应于某一虚假位置坐标的卫星导航干扰信号，并通过功率调节使得干扰信号传播到达保护区域边界的功率电平值保持在-90dbmw量级。相比常规压制式干扰方法，本发明方法构造的干扰信号不易被抗干扰天线检测感知并抑制，但可以破坏并接管入侵保护区域的民用gps卫星导航接收机的跟踪环路，最终使民用gps卫星导航接收机产生错误的定位结果或者无法定位，从而起到对敏感区域的保护作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

第一步，通过民用gps卫星导航接收机获取当前视野内gps卫星数量n、t时刻每颗gps卫星与通过普通民用gps卫星导航接收机天线之间的伪距ρn(t)、扩频码cn(t)、多普勒频偏δfn(t)、载波初相位θn、每颗卫星在直角坐标系中的空间位置和导航电文dn(t)，下标n＝1，2，…，n，上标s表示卫星；

第二步，设置虚假位置在直角坐标系中的坐标p^(j)＝[x^(j),y^(j),z^(j)]，上标j表示干扰，计算该坐标点与每颗gps卫星之间的伪距

第三步，计算每颗gps卫星信号传播到通过民用gps卫星导航接收机天线处与传播到指定的虚假坐标p^(j)处的时间差值其中，c＝3×10⁸m/s，为电磁波传播速度；

第四步，根据需要保护范围半径r计算干扰信号功率电平其中，λ为gpsl1频点中心频率对应的波长；

第五步，构造针对视野内n颗gps卫星的n路干扰信号，

其中，n＝1,2,…,n，f0为gps卫星民用信号发射载波频率；

第六步，将生成的n路干扰信号叠加，形成干扰输出信号

本发明的有益效果是：

1)实现相同保护范围条件下，本发明方法信号功率远小于常规干扰信号功率；

2)相同发射功率条件下，本发明方法生成的干扰信号形成的保护区域远大于常规干扰信号形成的保护范围；

3)在民用gps卫星导航接收机具备抗压制干扰条件下，即使本发明方法生成的干扰信号被抗干扰处理装置抑制，其抑制后的剩余残差信号仍可诱使民用gps卫星导航接收机产生错误定位结果或无法定位。

本发明方法经过参数修改后还适用于北斗系统民用信号接收机干扰。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明实现步骤如下：

第一步：通过普通民用gps卫星导航接收机获取当前视野内gps卫星数量n、t时刻每颗gps卫星与通过普通民用gps卫星导航接收机天线之间的伪距ρn(t)、扩频码cn(t)、多普勒频偏δfn(t)、载波初相位θn、每颗卫星在直角坐标系中的空间位置和导航电文dn(t)(下标n＝1，2，…，n，上标s表示卫星)。

第二步：设置虚假位置在直角坐标系中的坐标p^(j)＝[x^(j),y^(j),z^(j)](上标j表示干扰)，并计算该坐标点与每颗gps卫星之间的伪距计算方法如下：

第三步：计算每颗gps卫星信号传播到通过普通民用gps卫星导航接收机天线处与传播到指定的虚假坐标p^(j)处的时间差值δtn(t)，计算方法如下：

其中，c＝3×10⁸m/s，为电磁波传播速度。

第四步：根据需要保护范围半径r(单位为米)计算干扰信号功率电平ptrans(单位为dbmw)，计算方法如下：

其中，λ为gpsl1频点中心频率对应的波长，单位为米。

第五步：构造针对视野内n颗gps卫星的n路干扰信号，方法如下：

其中，n＝1,2,…,n，f0为gps卫星民用信号发射载波频率。

第六步：将生成的n路干扰信号叠加，形成干扰输出信号s^(j)，方法如下：

本发明方法针对民用gps卫星导航接收机进行干扰，适用于对重点敏感区域进行保护，是一种防止利用民用gps卫星导航接收机对敏感区域进行非法测绘和入侵的方法。以针对民用gpsl1频率卫星导航接收机的干扰为例阐述本发明的具体实施方式。

步骤1：假设当前视野内可视gps卫星数n＝12，通过普通民用gps卫星导航接收机获取当前视野内t时刻每颗gps卫星与通过普通民用gps卫星导航接收机天线之间的伪距ρn(t)、多普勒频偏δfn(t)、载波初相位θn、每颗卫星在直角坐标系中的空间位置和导航电文dn(t)(下标n＝1，2，…，12，上标s表示卫星)。

步骤2：设置虚假位置在直角坐标系中的坐标p^(j)＝[x^(j),y^(j),z^(j)](上标j表示干扰)，并采用式(1)计算该坐标点与12颗gps卫星之间的伪距n＝1,2,…,12。

步骤3：采用式(2)计算12颗gps卫星信号传播到通过普通民用gps卫星导航接收机天线处与传播到指定的虚假坐标p^(j)处的时间差值δtn(t)，n＝1,2,…,12。

步骤4：假设需要保护范围半径r＝500米，采用式(3)计算干扰信号功率电平ptrans＝0.3885dbmw，计算过程如下：

其中，0.19为gpsl1频点中心频率对应的波长，单位为米。

步骤5：采用式(4)构造针对视野内12颗gps卫星的12路干扰信号，过程如下：

其中，n＝1,2,…,n。

步骤6：采用式(5)将步骤5中生成的12路干扰信号叠加，形成针对民用gps卫星导航接收机的干扰信号s^(j)。