GPS干扰和抗干扰技术教材课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,GPS,干扰和抗干扰技术,14,空间,在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：“你知道去轰炸哪个城市吗？”,飞行员回答：“不知道。”,“,那你怎么去轰炸呢？”,“,容易，上级给我一个坐标，我按计算机的指引，投下采用,GPS,导航的炸弹掉头就走，跟我玩游戏机没啥两样。”,这两个例子是现代战争中引用,GPS,系统的典型案例。我们反对战争，但要想能更好的维护世界和平，我们也需要了解,GPS,全球定位系统这种现代地理信息技术。,在美国发动的第二次海湾战争中，大量使用了精确制导武器，而这些武器中的,80%,都采用了,GPS,精确制导系统。由于伊拉克使用了据说是从俄罗斯购进的,GPS,干扰系统，使多枚美国导弹偏离了轨道，从而引起了世人广泛的关注。自伊战以来，随着,GPS,技术在战场上的广泛应用，,GPS,干扰战术也开始活跃在战争的历史舞台上。,GPS,全称是,Global Position System,，直译为“全球定位系统”，是美国从上世纪,70,年代开始研制，历时,20,年，耗资,200,亿美元，于,1994,年建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。,【,阅读指导,】,GPS,在航海、航空导航中的应用,应用类型,应用领域,应用作用,航海,应用,航空,应用,向用户提供船舶位置、,航速、航向信息、海,图、海迹显示,避免船只冲撞，,确保航行安全,把自己的位置,和航向发送到,航海管理 中 心,便于中心的跟,踪、搜寻和救援,空域航路、着,陆、机场监视,和管理,实现空域划分、空,中交通流量管理、,飞行路径管理,GPS,的干扰分类,1,对星座的干扰,2,对中继的干扰,3,对接收系统的干扰,4,欺骗式干扰,对星座的干扰,(1),发射专用卫星对地面注入站发送的信号进行截获分析，使导航卫星不能正常工作或发射错误导航信息，使用户得不到精确的导航信息甚至是错误的导航信息。,(2),扰乱导航卫星上的对日定向系统，使其不能让太阳能电池帆板始终对准太阳，致使整个卫星电子设备因缺乏能源而不能正常工作。,(3),扰乱卫星姿态三轴稳定系统或推进系统，使卫星天线辐射不能对准地面，从而使地面接收不到,GPS,的导航电文或使卫星偏离正确轨道位置，降低,GPS,精度。,(4),通过干扰使卫星微处理器无法处理和存储数据，或使存储器产生溢出。,(5),通过干扰，降低卫星时钟校准参数精度及卫星星历中的有关卫星位置数据的精度。,对中继的干扰,对中继的干扰是通过对,GPS,地面监控系统的通信数据的截获和分析研究，寻求对其卫星中继的有效干扰，可以使其地面站之间无法传递信息和数据，导致地面监控系统不能正常工作，从而达到干扰的目的。,对接收系统的干扰,对接收系统的干扰通常指,GPS,接收机在接收有用信号的同时，不可能完全抑制外部干扰以及特征参数与有用信号相同或相似的其他信号，,GPS,接收机检测有用信号时必然存在一些不确定因素。利用这一特点，可以施放干扰信号，迫使对方获得的有用信息量降至最小。因此，对,GPS,的干扰就是通过辐射干扰信号，来压制或欺骗敌方的,GPS,接收机,。,欺骗式干扰,欺骗式干扰是指发射与,GPS,干扰信号具有相同参数,(,只有信息码不同,),的假信号，干扰,GPS,接收机，使其产生错误的定位信息。它的实质就是破坏,GPS,接收机的码同步电路，使其捕获假信号。,GPS,的抗干扰技术与方法,美军实施导航战的措施主要分为空间部分和接收机部分。,GPS,空间部分：在,GPS,空间段部分，主要采取,3,种措施以提高,GPS,的抗干扰能力，分别为增大,GPS,卫星发射信号功率、研制新型导航卫星、建立独立军用,GPS,系统。,增大卫星发射信号功率可以提高,GPS,信号幅度及与干扰信号的信噪比，使敌方现有干扰机失效 。,研制新型,GPSIIF,导航卫星。,GPSIIF,导航卫星具有较强抗干扰能力和防截获能力。 美国在未来的“,GPS,现代化”计划中，将建立独立的军用,GPS,，即将民用和军用信号的频谱分离开。,GPS,接收机部分：对,GPS,进行干扰的主要目的是干扰,GPS,接收机的正常工作，使其无法提供正确的导航信息。所以,GPS,接收机的抗干扰技术，是,GPS,系统抗干扰措施的最重要的组成部分。在接收端主要采取以下两项技术以减轻对,GPS,接收机的干扰，他们分别是,:,研制抗干扰,GPS,接收机天线和采用先进的接收信号处理技术。,GPS,接收机综合抗干扰技术,1,空间时域自适应处理：时域滤波器可以以低的成本抑制多个窄带干扰，而空间调零天线可以抑制所有类型的干扰，这就是空间时域自适应处理。,2,空间频率自适应处理：将,STAP,中的自适应滤波器从时域改为在频域上实现时，便称作空间频率自适应处理（,SFAP,）。,3,自适应调零与波束形成结合：将自适应调零与波束形成结合，在不知道卫星的方位和俯仰时采用自适应调零算法，使接收机一开始工作就具有一定的抗干扰能力 。,新型的,GPS,接收机中使用了各种各样的抗干扰措施，这些技术正被模块化实现，如空域和时域抗干扰接收机（,G-STAR,）就是对联合滤波的成功应用，它使用了选择可用性反欺骗模块和干扰抑制单元。在新型卫星上将使用一种可抗干扰的灵活功率系统，它利用独特的多路复用信号或混合信号技术，可提高卫星的信号发射强度。其他的技术还有安装多信道天线、安装多天线单元、零点控制、干扰抑制技术等。,抗干扰技术,的发展前景,目前,GPS,技术正日益应用到各个领域，随着,GPS,技术的广泛应用，对,GPS,的抗干扰能力提出了越来越高的需求。,GPS,接收机的抗干扰已不能满足市场的需求，提高,GPS,接收天线的抗干扰能力已成为提高,GPS,抗干扰能力不可避免的趋势。,已有的抗干扰方案各有其技术优势和缺陷，如何有效的将各种抗干扰措施结合起来，充分发挥各自的优越性，同时降低系统的复杂性，做到多功能、小型化，是今后面临的关键问题。单一的技术不能有效地抑制各种,GPS,的干扰，相比之下，空时联合处理和级联接收机技术更具有潜力，且技术上已渐成熟。空域和时域联合处理在,GPS,抗干扰接收中的研究已取得丰硕成果。,国内研究现状,我国在,GPS,对抗方面的研究起步较晚，目前尚无自主生产的成品化,GPS,干扰机，目前部队配备的干扰机大多从俄罗斯购买，这对于我们建设现代化国防是一个很大的障碍。但是近年来中国自己也生产了部分的,GPS,干扰器。“北京安方高科”研制了,GPS,干扰系统，安装在重要楼宇的顶部，使用电池供电，能设置成连续干扰，无线电指令控制干扰，定时干扰等模式。,谢谢！,