GPS导航系统的电子攻防对抗研究综述
基于舰艇导航的GPS电子攻防对抗技术的研究
（ ｏ ａ Ｓ ｉｂ ｉ ｉｇＰｒ ｆｓｉｎ ｌ ｎ ｔ ｕ ｅ Ｂ ｈ ｉ ｈｐ ｕｌ ｎ ｏ ｅｓｏ ａ ｓｉ ｔ ，Ｈｕｕ ａ １ ５ ０ ） ｄ Ｉ ｔ ｌｄ ｏ ２ ０ ５
Ａ ｔ ａ ｔ Ｇｌ ｂ ｌ ｏ ｉｉｎ ｎ ｙ ｔ ｍ（ Ｓ ｈ ｓ ｔ ｅ ｈ ｇ ｃ ｕ ａ ｙ ｎ ｖ ｇ ｔｏ ｎ ｏ ｉｉ ｉ ｇ ｐ ｒ ａ ｃ ．Ｗ ｉ ｈ Ｓ ｂｓ ｒ ｃ ｏ ａ ｓ ｔ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ＧＰ ） ａ ｈ ｉ ｈ ａ ｃ ｒ ｃ ａ ｉａ ｉｎ ａ ｄ ｐ ｓｔｏ ｎ ｎ ｅ ｍ ｎ ｅ ｐ ｏ ｔ ｔ ｅ ＧＰ ｈ ｏ ｄ ａ ｇ ｆａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ ｈ ｐ ，ｔ ｅｓ ｕ ｙ ｏ ｌ ｃ ｒ ｎ ｃ ａ ｔ ｃ － ｅ ｅ ｓ ｏ ｎ ｅｍ ｅ ｓ ｒ ｅ ｈ ｉ ｕ ａ ｅ ｏ ｅａ ｔ ｐ ｎ ａ ｗｉ ｅｒ ｎ ｅ ｏ ｐ ｌ ｔ ｓ ｉ ｗａ ｓ ｉ ｓ ｈ ｔ ｄ ｆ ｅ ｔ ｏ ｉ ｔａ ｋ ｄ ｆ ｎ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒ ａ ｕ ｅｔ ｃ ｎ ｑ ｅｈ ｓｂ ｃ ｍ ｏ ｃ ｏ ｎ ｅ
艇 、 艇 以及巡 航 导 弹 的导 航 和 定 位 等 方 面 ， 未 潜 在 来 战争 中发挥着 越 来越 重要 的作 用 ， 并将 导 致新 一
轮更 高级 的电子 战形 成 ， ＧＰ 即 Ｓ导航 战 。因此 ， 开
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Ｃｌｓ ｍ ｂ ｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱＴＮ９ ２ ａ ｓ Ｎｕ ｅ ７
１ 引言
卫 星技 术用 于海 上 导 航 可 以追 溯 到 上 世 纪 ６ Ｏ 年代 的第 一代 卫 星 导航 系统 Ｔ ＲＡＮＳ Ｔ， 该 系统 Ｉ 但
GPS导航系统的信号干扰及其解决方案研究
GPS导航系统的信号干扰及其解决方案研究一、GPS导航系统概述GPS(Global Positioning System)，全球定位系统，是一种基于卫星发射的信号进行位置、速度等导航信息的定位和速度测量系统。
GPS发射的信号经过三个部分进行测量和定位：空间部分、控制部分和用户部分。
GPS可以用于军事、航空、海洋、测量等各个领域。
二、GPS信号干扰介绍当使用GPS进行定位和导航时，有时会受到许多外部因素的影响，如障碍物，大气层，天气，射频干扰等。
射频干扰是一种电磁兼容性问题，通常表现为电信号或电磁波的传输或辐射，导致接收器性能下降，数据错误等问题。
通常，射频干扰可分为以下几类：1.情况1由其他发射设备的频率误差或扰动产生的干扰。
针对这种干扰情况，需要加强对GPS接收器的滤波器设计。
2.情况2设备之间的干扰，尤其是GPS接收设备和移动通信设备之间的干扰。
这种干扰情况通常还涉及移动通信设备的基站、天线等硬件系统，使GPS接收设备受到强电磁波干扰，导致定位接收机的性能严重受损。
3.情况3由于某些特殊环境产生的信号干扰，如雷电、电力线、工业射频等因素产生的干扰。
在面对这种环境干扰的时候，需要采取减少电气设备或工业射频干扰的措施，以减少GPS接收机的干扰。
三、GPS信号干扰的影响1.导致定位不准确GPS信号干扰会影响卫星信号接收的质量，从而导致导航和定位不准确。
2.导致信号丢失GPS信号干扰严重的时候，会导致卫星信号的丢失，使变得无法定位导航。
3.导致接收端性能下降GPS信号干扰也会导致GPS接收机的性能下降，如信噪比和接收灵敏度降低等。
四、GPS信号干扰的解决方案为了解决GPS信号干扰问题，我们可以采用以下方法:1.进行硬件设计加强GPS接收器的滤波器设计是解决GPS信号干扰的重要手段之一。
此外，合理配置天线系统、选择合适的接收模式以及保持接收机清洁以防止损坏等措施都有助于避免接收机的干扰。
2.加强软件升级软件升级也是解决GPS信号干扰的重要方法之一。
GPS干扰及其反制措施
模块：被动定位模块，主动雷达探测模块，复杂信号检测与分选处理模块以及电子干扰模块。
2．1 单机被动定位技术辐射源的精密定位技术是电子战领域的一个重要组成部分，被动（无源）探测在远程侦察定位中是 主要手段之一，具有隐蔽性强、机动性好、作用距离一般比主动探测技术远得多等优点。
由单个或多个分布设置的无源深测器，在探测到目标体辐射参数的基础上，利用适当的数据处理手段，确定出目标在三维空间中的位置点。
（1）双站或多站被动定位双站或多站被动定位系统利用测向一交叉定位来对目标进行定位。
它通过高精度测向设备，在2个或多个侦察站对辐射源进行测向，其方位线的交点即为辐射源的位置。
多站侦察测向交叉定位要求多个侦察站在同一时刻对辐射源测向，这一要求在实施时难以做到，因为不可避免会产生不同时测向误差，降低定位精度。
由于多站侦察需要多个侦察站点，对于星载设备，这意味着需要多颗卫星进行配合工作，增加了卫星系统的复杂性，而且一旦其中的某颗卫星受到攻击，则多站定位系统可能失效。
因此基于单站的被动定位技术在星载侦察中具有重要的地位。
维普资讯--------------------------------------------------------------------------------Page 22006（4）张峰会等：星载电子侦察与电子对抗23 （2）单站被动定位单站无源被动定位避免了双站或多站需要的多个卫星配合工作的问题，只需要一颗卫星就可完成对远距离目标的侦察、完成角度和距离等重要参数的测量。
单站被动定位技术使用相位干涉体制来测量目标的角度及相位差变化率（角度变化率），同时精确测量目标的多普勒变化率，利用这些信息经过适当的高速数据处理就可以给出目标的运动参数和位置参数，另加一个分析通道可对侦察到的信号进行分选，实现对多个目标进行相关识别与跟踪，给出信号特征及参数、威胁等级，然后向主控计算机实时告警，并为软杀伤（干扰）所采取的干扰样式、干扰参数提供依据，为硬杀伤提供初始的制导数据。
GPS在导航战中的作用及其干扰对抗研究
!"# 在导航战中的作用及其干扰对抗研究
谭 显 裕
$$%%&$） （华中精密仪器厂研究所， 湖北 宜都
!
要： 论述导航战的作用和军用范围， 进攻导航战的目标和防御导航战的措施以及 !"# 系统中 ’ ( ) 码的扩展和加密应用， 新码的发展和抗干扰能力。并通过应用实例进一步论述对 !"# 接收机的干扰原理和 干扰效果分析以及美、 俄两国发展 !"# 干扰机的技术现状。 关键词： 全球定位系统； 导航战； 加密应用； 新码发展 * ； 干扰对抗 !"# 抗干扰能力；
+&&&4&,43& ! 收稿日期：
作者简介： 谭显裕 （3/$% \ ） ， 男， 湖南涟源人， 高工， 博士， 主要研究激光测距仪、 激光雷达及光电子物理和技术。 通信地址： （&232） （]） $$%%&$ 湖北宜都 3$ 号信箱技术处 电话： $2/3&$2
谭显裕： ・ >= ・ !"# 在导航战中的作用及其干扰对抗研究 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
［’］ 码 !"# 系统的增强信号 。 &） !(! "#$ 系统中新码的发展趋势
*
"#$ 系统在导航战中的作用
根据美国的导航战计划、 发展和部署， 首先在地
（’）新码中提出用第 . 个民用频段 （ /* ） 并辅助 第一建议是 ., 世纪 (, 年代中期由 /’ 频段的建议， 美国 防 部、 运输基地部 （ 123456-276 89 :547;385646<87 和导航执行委员会等 = 家联合提出的 （因 /= "8;<6<87） 频段已有特殊用途即用于核试验控制条约； /> 频段
导航系统设计中的安全性与抗干扰技术研究
导航系统设计中的安全性与抗干扰技术研究导航系统在现代社会中扮演着重要角色，广泛应用于航空、航海、汽车导航等领域。
然而，由于导航系统的复杂性和对外界环境的高度依赖，导航系统的安全性和抗干扰性成为设计中的重要考虑因素。
本文将探讨导航系统设计中的安全性和抗干扰技术，以保证系统的可靠性和稳定性。
首先，导航系统设计中的安全性是一个关键问题。
在航空和航海领域，导航系统的安全性直接关系到乘客和船员的生命安全。
因此，确保导航系统不受外部干扰和攻击是至关重要的。
一种常见的安全威胁是GPS信号干扰和欺骗。
这些被称为GPS伪装攻击，可能导致导航系统接收到错误的位置信息，从而引发事故。
为了防止这种情况发生，设计人员可以考虑使用多种技术来提高系统的安全性。
例如，使用密码学技术对导航信号进行加密，使其难以被攻击者伪装或干扰。
此外，还可以使用系统冗余来确保即使部分组件受到攻击，整个系统依然可靠运行。
通过采用这些安全措施，可以有效改善导航系统的安全性，减少潜在的安全风险。
其次，导航系统设计中的抗干扰技术也是至关重要的。
导航系统可能面临各种干扰，包括电磁信号干扰、自然环境干扰和设备故障等。
为了保证导航系统的稳定性和可靠性，设计人员需要采取一系列抗干扰措施。
一种常见的方法是使用干扰检测和抑制技术。
通过监测和识别干扰源，设计人员可以及时采取对应措施来抑制干扰信号，从而保持系统的正常运行。
此外，通过使用系统冗余和备份，即使某些组件出现干扰，其他组件也可以继续工作，确保整个系统的可用性。
此外，设计人员还可以利用信号过滤和增强算法来提高抗干扰能力，有效降低干扰对导航系统性能的影响。
除了以上提到的方法，设计人员还可以考虑使用地面基础设施进行辅助。
在城市环境中，高层建筑物和天际线可能会产生信号遮挡，并降低导航系统的精度。
为了解决这个问题，设计人员可以使用地基增强系统（GBAS）、增强型惯导系统（EINS）和增强型传感器系统等技术。
这些技术可以通过与地面基础设施的通信来提供更准确和稳定的导航信息，降低外界干扰对系统性能的影响。
GPS导航与对抗技术
作用 ， 将 导 致 新 一 轮 更 高 级 的 电 子 战 形 成 ， 并 即
Ｇ Ｓ导 航 战 。 Ｐ
１ 导 航 战
导 航 战 是指 在 战 场 环境 下 ， 证 己方 充分 利 用 保
技术 的研 究 ， 具有 重大 的军 事价 值和 现实 意义 。
卫星导航 （ 位 ） 同 时阻止 敌军 利用 卫 星进行 导 航 ， 定 ，
射， 并有 控制 到达 目标 的 能力 。Ｇ Ｓ能全 天候 地 在 Ｐ 全球 范 围 内提供 精 确 的 位 置 、 度 、 间信 息 ， 速 时 在未 来 以信息 战 为主要 特 点 的局 部 战争 中其重 大意 义不
言 而 喻 。 因 此 ， 展 对 导 航 战 即 ＧＰ 电子 攻 防 对 抗 开 Ｓ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｇ ｌ ｂａ ｐ ｉｉ ｉ ｙｓ ｅ ｓ ｒ ｃ ： ｏ ｌ ｏｓｔｏｎ ｎｇ ｓ ｔ ｍ （ ＰＳ） ｈ ｓ ｔ ｅ ｈｉ ｈ ａ ｃ ａ ｙ ｎ ｖ ｇａ ｉ ｎ ａ ｓｔｏ ｎ ｅ — Ｇ ａ ｈ ｇ ｃ ｕｒ ｃ ａ ｉ ｔｏ ｎｄ ｐｏ ｉｉ ｎｉ ｇ ｐ ｒ
类 军舰 、 艇 、 程 弹 道 导 弹 、 潜 远 巡航 导 弹等 精 确 导航
导航 和定 位服 务 。后 来 美 国 国 防部 用 了 ２ Ｏ多 年 时 间花 费上 百亿美 元研 制并 装 备 了第 ２代导 航卫 星 系 统全球 定位 系统 （ ｓ 。 由此 卫 星导 航 系统 从 民用 ＧＰ ） 扩展 到 了军 用飞 机 、 作战 舰艇 、 艇 以及巡航 导 弹 和 潜
罗 明 肖燕 勋 ， ， 魏 铭 ， 韩 俊
（ ． 放 军 ９ ７ ２部 队 ， 州 ３ ０ ２ ； ． １解 ４８ 杭 １ ０ １ ２ 空军 雷 达 学 院 ， 汉 ４ ０ １ ） 武 ３ ０ ９
GPS制导技术浅析及对抗策略
摘
要 ：Ｐ Ｇ Ｓ导航技 术应 用 于武 器精 确 制 导 ， 大提 高 了武 器的 制 导 能力 和 打 击 精度 。卫 星 大
制 导 武 器 已逐 渐 成 为 战争 的主 要 打 击兵 器 ， 动 着作 战样 式 的新 发 展 。通 过 对 ＧＰ ／ Ｎ （ 性 导 推 Ｓ ＩＳ 惯
航） 组合 制导 技 术进 行分 析 ， 对弱 点提 出 了干 扰 对策 。 针 关键 词 ： 确制 导 武器 ； Ｓ 惯性 组合 制 导技 术 ；压制 干扰 ；欺骗 干扰 精 ＧＰ ／ 中图分 类号 ： ６ Ｕ６ ６ 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ８９ ６ （０ ６ ０ —０ ６０ １０ —２ ８ ２ ０ ）３０ ４ —３
陀 螺 的随机 漂 移 、 速 度 计 的误 差 ， 为 状 态 变 量 加 作 列 出离 散 化 的状 态方 程 ， 立 描述 系统 的统计 数 学 建
模型 ， 然后 用该 状 态方 程 和测 量方 程共 同描述 卫 星
定 位／ 惯性 导 航 （ Ｓ Ｉ Ｓ 组 合 系统 的动态 特 性 ， ＧＰ ／Ｎ ）
维普资讯
ＧＰ Ｓ制 导 技 木 浅 析 及 对 抗 策 路
丁 志 国 魏 本 杰 杨 志 强。 ， ，
（ ． 埠 坦 克 学 院 训 练 部 ， 徽 蚌 埠 ２０ １ ；．解 放 军 电 子 工 程 学 院 ， １蚌 安 ３０３２ 安徽 合 肥 ２ ０ ３ ） ３ ０ ７
惯 导 系统 进行 校 正综 合 ， 使组 合 系统 的导航 定 位误
差为 最小 。由于 卡 尔 曼 滤 波 器 是 一 种具 有 无 偏 性
的递 推线 性 最小 方差 估计 ， 即其估 计误 差 的均 值 或
收 稿 日期 ：０ ６ ０ — ０ ２ ０ — ２２
卫星导航系统抗干扰技术的探讨
卫星导航系统抗干扰技术的探讨在当今的科技时代，卫星导航系统已经成为我们日常生活和众多领域不可或缺的一部分。
从汽车导航帮助我们准确到达目的地，到飞机的精确飞行，再到农业中的精准作业，卫星导航系统发挥着至关重要的作用。
然而，卫星导航系统在实际应用中并非一帆风顺，干扰问题一直是其面临的严峻挑战。
为了确保卫星导航系统的可靠性和稳定性，抗干扰技术的研究与应用显得尤为重要。
卫星导航系统容易受到多种类型的干扰。
首先是自然干扰，比如太阳活动产生的电磁辐射可能会对卫星信号造成影响。
其次是人为干扰，这包括无意干扰和有意干扰。
无意干扰可能来自其他电子设备的电磁辐射，而有意干扰则是某些恶意行为，通过发射特定频率的电磁波来扰乱卫星导航信号。
为了应对这些干扰，众多抗干扰技术应运而生。
其中，天线抗干扰技术是常见的一种。
通过采用特殊设计的天线，如自适应天线阵列，可以根据干扰信号的方向和特征，自动调整天线的方向图，增强对有用卫星信号的接收，同时抑制干扰信号。
这种技术能够有效地提高系统的抗干扰性能，但其成本相对较高，且在复杂的干扰环境中可能存在一定的局限性。
滤波技术也是卫星导航系统抗干扰的重要手段之一。
通过对接收的信号进行滤波处理，去除干扰信号的频率成分，保留有用的卫星导航信号。
常见的滤波方法包括数字滤波和模拟滤波。
数字滤波具有灵活性高、可调整性强等优点，但计算复杂度相对较高；模拟滤波则在处理速度上具有优势，但调整和优化相对较为困难。
扩频技术在卫星导航抗干扰中也发挥着关键作用。
通过将有用信号的频谱扩展到较宽的频带上，降低了信号功率谱密度，使得干扰信号难以对其产生有效的影响。
同时，接收端可以通过相应的解扩处理恢复出原始的有用信号。
这种技术具有良好的抗干扰性能，但需要系统具备较高的同步精度和处理能力。
空时自适应处理技术是一种较为先进的抗干扰方法。
它结合了空间和时间上的信息，对干扰信号进行更精确的估计和抑制。
通过在空间和时间维度上对信号进行处理，可以有效地应对复杂多变的干扰环境。
GPS综述及对其实施电子干扰浅析
GPS综述及对其实施电子干扰浅析X贾仁耀1何俊2,刘湘伟2,邵国培2(解放军电子工程学院:1,1系1队;2,103室,合肥230037)摘要:简介GPS系统的组成、工作方式、性能、特点及其在军事上的运用情况,并从电子对抗的角度分析了对其实施电子干扰的途径和方法。
关键词:全球定位系统(GPS);卫星导航;电子干扰中图分类号:P228.4文献标识码:A1引言GPS(Global Position System)/全球定位系统0,亦称/导航星系统0(NAVSTAR2Navigation Satellite T iming and Ranging,即导航星测时与测距),是美国第二代卫星导航系统。
海湾战争中, GPS首次披挂上阵,就大展身手,被多国部队广泛应用在部队行军、集结、空降行动、炮兵射击、飞机导航、空中加油、指示攻击目标、/战斧0巡航导弹导航和飞行员救生等各个方面,并发挥了十分重要的作用,被多国部队指挥官誉为无价之宝。
在北约对南联盟的野蛮空袭中,GPS在对防区外发射的远程巡航导弹的导航与制导、飞机导航和搜索营救飞行员(如搜索营救被南联盟击落的F2 117隐形战斗机飞行员)行动中起到了突出作用,引起了世界各国军方的密切关注和重视。
2GPS简介从1959年开始,美国第一代卫星导航系统)))T ransit系统(子午仪海军导航卫星系统)投入使用,显示了卫星用于导航的优越性。
不久,美国空军和陆军陆续加入着手进行新一代卫星导航系统的研究工作。
1973年美国国防部正式批准陆、海、空三军共同研制全球定位系统导航星(GPS2NAVSTAR),目标是为美国三军统一建立一个战略性的高精度全球定位系统。
从1978年2月发射第一颗GPS BLOCKÑ卫星至1994年3月发射第15颗BLOCKÒA卫星,星座中已布满24颗GPS BLOCKÒ/ÒA卫星供导航使用,达到了完全工作能力,标志着GPS计划的完成。
GPS导航系统的电子攻防对抗研究综述
收稿日期:2000-06-21作者简介:孙智信(1965~),男,山西万荣人,国防科技大学战略研究室副研究员,硕士,从事电子战和电子工程专业科研教学工作十余年。
现从事国防科技发展战略研究。
GPS 导航系统的电子攻防对抗研究综述孙智信(国防科技大学电子科学与工程学院,长沙 410073)摘要: 以精确制导武器(如巡航导弹)为主的中远程精确打击已成为未来高技术战争的重要形式。
而利用GPS 导航系统则已成为精确制导的主要手段之一。
在综合研究GPS 系统和该系统采取的抗干扰技术与措施的同时,分析研究了对GPS 导航和应用的电子干扰技术与措施,并提出了进一步研究的思路和方法。
关键词: 全球定位系统,+导航战,电子对抗,模拟中图分类号: TN967.1,P228.4 文献标识码: A1 GPS 系统及导航战的概念GPS(全球定位系统)是美国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位要求而建立的。
经历了近30年的建设、应用与发展。
GPS 不仅在军事方面取得巨大成功,而且在民用领域已广泛渗透到了经济建设和科学技术的方方面面。
诸如大地测量、精密工程测量、地壳运动监测、资源勘探和城市控制网等方面的广泛应用,充分体现了GPS 技术的优越性和巨大潜力。
GPS 的军事应用引发了导航战。
这表现在两个方面:一是GPS 导航在精确打击中的应用。
从海湾战争开始的各次战争中,美国或多国部队每次都是用 战斧 (Tom ahaw k)巡航导弹作为首批和重要的进攻武器。
战斧 巡航导弹已发展了三代,从第二代起采用了GPS 制导,第三代(Block C)则在GPS 设备中加上了抗干扰措施,使其能在任何气象条件下发射,并有控制到达目标的能力。
现在Raytheon 公司正在研制更新的战斧导弹,即Block ,这种导弹可在空中飞行期间更换目标,或在战场上空转游,时间长达2小时,主要靠GPS/INS 组合导航。
值得一提的是,轰炸我驻南联盟大使馆的JDAM (联合直接攻击弹药)也是采用GPS 制导的。
卫星导航终端对抗技术综述
卫星导航终端对抗技术综述一、背景与概述：卫星导航终端逐渐成为人们生活、生产和军事等领域不可或缺的工具，卫星导航技术不仅可以进一步提高效率，也可以保证安全。
然而，卫星导航终端对抗技术（GNSS对抗技术）也逐渐发展壮大。
GNSS对抗技术是的指利用各种手段破解、攻击、干扰卫星导航终端，从而影响其正常功能的一系列技术手段。
这种被攻击的方式可能来自于个人攻击者，组织或政府等的攻击和干扰，都可能有意或无意对GNSS造成危害。
随着卫星导航终端应用的不断增加和GNSS对抗技术的不断成熟，如何有效地保障卫星导航系统（如GPS系统）的安全和可靠性成为了一个重要的问题。
本文对GNSS对抗技术的攻击方式、现有的防护措施、未来的改进方向等方面进行了分析和总结，以便防止实际应用过程中的攻击和干扰。
二、攻击方式：GNSS对抗技术主要包括以下方式：1. 信号干扰。
通过在GPS系统上发送误导信息或误导无线电信号，干扰接收端信号的传播，从而达到干扰卫星导航终端的目的。
2. 信号欺骗。
通过伪造卫星信号，虚假指令或其他方式欺骗卫星导航终端，从而影响其正常功能。
3. 信号屏蔽。
通过将卫星导航终端放在屏蔽物的后面或强制关闭其接收设备来屏蔽信号。
4. 信号传递延迟。
通过将信号传递到卫星导航终端之前延迟信号传播时间，从而使卫星导航终端计算位置时出现错误。
三、现有防护措施：1. 信号过滤器。
信号过滤器可以帮助在GPS接收端内部识别和过滤非法的GPS信号，从而消除信号的干扰和欺骗。
2. 区域限制。
区域限制是通过对需要保护的区域进行划分，限制某些卫星信号（如特定频率）的传播。
当系统检测到非法信号时，将使非法信号无法传播到被保护的区域。
3. 外部干扰检测。
外部干扰检测技术可以对GPS接收端进行实时检测，并且在检测到干扰时向用户发出相关警报。
这种技术可以对抗来自信号发送者们的大范围干扰。
四、未来的改进方向：随着技术的不断发展，如何进一步提升卫星导航系统的安全与可靠性成为研究呼声的一个重要领域。
电子对抗手段干扰无人机GPSINS导航系统效能分析
ri 可表示为
图2
（8）
P
（1，0，0）
0.5
（0，1，0）
0.43
1.5
1.5
1
0
-0.5
-1
（0，0，1）
0.07
坐标原点，建立直角坐标系，那么 xi = 0yi = 0 ，实
际攻击位置坐标为
ìxi' = ri· cos αi
í '
î yi = ri· sin αi
（10）
-1.5
-2
图3
径为 1km 的圆内则算作攻击成功，那么通过统计，
论科研的推进和应用技术的成熟，无人机在现代作战行动中的应用越来越广泛，成为了空袭作战中的又一重要作战力量，同
时也给现有的防空任务带来了新的挑战。论文对运用电子干扰手段压制无人机 GPS 卫星导航信号对无人机 GPS/INS 导航
系统导航精度的影响进行效能评估，从压制 GPS 导航信号的原理入手，在 GPS 干扰方程的基础上，对 GPS/INS 导航误差进行
（b1，b2，b3）
0
0.5
f (rand) = 10 £ rand £ 1
f (rand) = 0else
向量 B 的分布律
-0.5
成功概率 P=0.4150。则电子干扰抗击无人机成功
GPS 干扰方程
对 GPS 导航系统实施压制式干扰就是通过发
射干扰信号使得进入接收机的干扰信号强度高于
GPS 信号解扩的强度，使接收机无法截获跟踪 GPS
实际飞行航线的角度的偏差为
R
β = σt = σ( d )
v
无人机的圆概率误差 CEP 为
CEP = R d β = σ(
信号。
1 导航战及GPS干扰 导航战是指在战场环境下,用电子干扰的方法对敌
1. 导航战及GPS干扰导航战是指在战场环境下,用电子干扰的方法对敌方导航系统进行干扰或攻击,使其不能正常导航或降低导航精度,并对敌方对己方导航系统所实施的干扰进行抗干扰,使其在干扰条件下仍能高精度地工作。
GPS干扰:(1) 瞄准式阻塞干扰保证阻塞式干扰在GPS 接收机的带宽内产生均匀的干扰频谱(梭状和连续波) , 在时域上呈等幅包络, 该干扰信号的功率达到一定程度时, 便可对GPS 信号产生全面的阻塞作用. (2) 伪随机噪声阻塞干扰人为地产生伪随机码噪声, 这些伪随机码噪声在被GPS 接收机相关解扩过程后的信号功率只要大于GPS 接收机的干信比, 就足以有效干扰GPS接收机.(3) 转发式欺骗干扰将某一区域内GPS 卫星信号通过一些特殊的设备(如DRFM) 进行降频、采样、存储、延时、调制、再升频后转发出去. 这样在空中就形成与GPS接收机真实信号相参性很好的欺骗信号, 通过GPS接收机相关解扩后, 起到欺骗使用. 这些信号人为地改变了在空中的传输时间、相位和频率. 最终使得GPS 接收机的定位精度产生很大误差.(4) 组合干扰由于每一种干扰方式的优缺点不尽相同, 为了取长补短, 我们可以同时采用两种或两种以上的干扰方式, 以求达到更好的干扰效果. 如伪随机噪声阻塞干扰与转发式欺骗干扰的组合.2. GPS抗干扰措施由于GPS空间卫星的设计起点主要考虑战争环境下导航和定位的军事安全，而没有把干扰环境下的工作能力提到突出的位置。
实际上，GPS卫星信号到达地面用户时其信号很弱，信噪比很低，从而导致了GPS用户接收机很容易遭受欺骗性干扰和压制性干扰。
加上导航战中民用频段的军用化，导致美国与其敌对双方突出较量于战场，迫使其GPS系统不得不采取抗干扰措施或者改革其体制。
为此，美军正在从GPS卫星、地面控制站、用户接收设备等方面采取措施，提高该系统的抗干扰能力。
其中主要包括：①提高GPS星座后续星的发射功率，研制第三代GPS卫星；②军用GPS接收机采用保密结构、自适应调零天线、抗干扰信号处理技术；③在武器应用方面，特别强调复合使用GPS与惯性制导系统（INS），“联合直接攻击弹药”（JDAM）就是如此；④研制GPS干扰源探测定位系统。
稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究
稳健的全球卫星导航系统抗干扰技术研究一、概括随着全球卫星导航系统（GNSS）在各个领域的广泛应用，抗干扰技术的研究日益凸显出其重要性。
本文将对健壮的全球卫星导航系统抗干扰技术进行研究，以期为提高GNSS的安全性和可靠性提供参考。
卫星导航系统作为一种重要的空间信息传输手段，在民用和军事领域具有举足轻重的地位。
受到自然和人为干扰的影响，卫星导航系统面临着信号丢失、数据错误等问题，严重影响正常使用。
研究抗干扰技术对于提升卫星导航系统的稳健性和安全性具有重要意义。
本文将从抗干扰技术的研究背景、发展现状以及未来趋势三个方面进行展开分析。
随着科技的迅速发展，全球卫星导航系统已成为个国家竞争力和国家安全的重要标志。
在民用领域，卫星导航系统可以用于交通、气象、灾害预警等各个领域；在军事领域，卫星导航系统可以为导弹制导、军事侦察等提供重要支持。
卫星导航系统容易受到自然和人为干扰的影响，如大气层延迟、卫星轨道误差、地面发射设备干扰等。
这些干扰可能导致信号丢失、数据错误等问题，影响正常使用。
研究抗干扰技术对于提升卫星导航系统的稳健性和安全性具有重要意义。
全球已有四个卫星导航系统投入运行，分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的伽利略和中国的北斗。
这些导航系统在信号传输、定位精度、服务范围等方面各有特点，但均受到一定程度的干扰威胁。
为提高卫星导航系统的抗干扰能力，各国学者和工程技术人员不断进行研究，提出了多种抗干扰技术。
这些技术包括：信号处理技术、波形调制技术、编码与解码技术、天线技术与多址技术等。
信号处理技术和波形调制技术在抵御干扰方面取得了显著成果。
信号处理技术通过对信号进行预处理、滤波、解调等操作，可以有效消除或减小干扰的影响；波形调制技术通过在信号中加入具有特殊形式的主瓣恒虚阶和时域自适应滤波器，可以提高信号的抗干扰能力。
1.1 卫星导航系统的重要性随着科技的快速发展，卫星导航系统已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
导航对抗问题研究
导航对抗问题研究发布时间：2022-11-08T01:57:29.037Z 来源：《中国科技信息》2022年第13期第7月作者：张永旭[导读] 随着导航定位技术深入人类各项活动，导航对抗成为电子对抗领域里的一个重要研究方向。
本文就导航张永旭69016部队（新疆乌鲁木齐830017)摘要：随着导航定位技术深入人类各项活动，导航对抗成为电子对抗领域里的一个重要研究方向。
本文就导航对抗攻击和防御的基本内容进行了论述，从导航攻击、干扰源测定摧毁、导航防御3个方面，详细分析了导航对抗的关键能力，重点研究了在导航对抗中需要把握的技术和策略，并为卫星导航系统服务拒止下的应急导航保障提出了可行的技术方案。
关键词：导航对抗；制导航权；应急导航保障；关键能力GPS“导航战”是指在战场环境中，阻止敌方使用卫星导航信息，保证己方和友方部队有效利用导航信息，同时不影响战区以外的地方和平利用卫星导航信息的一种战斗技术。
导航对抗是瓦解高精度制导武器和远程火力打击能力的有效法宝之一。
制导航权是现有高精度武器平台发挥作战效能的基本条件，将直接影响作战行动甚至整场战争的成败。
21世纪，世界各军事强国纷纷启动和加强自身卫星导航系统建设的同时，也更加注重在作战中卫星导航系统精度、可用性、抗干扰能力、完好性监测等性能指标，并且针对卫星导航系统进行防干扰、抗干扰、防欺骗和打击破坏等问题研究，初步形成了导航保障和导航对抗能力。
世界正处于百年未有之大变革的背景下，要做好导航对抗场景下的导航保障研究，特别是在局部对抗中，北斗导航系统被压制，服务拒止时的方案预案。
一、导航对抗的关键能力导航对抗的核心就是阻止和防护，因此，从表现形式上，导航对抗可以分为进攻型导航对抗和防御型导航对抗[1]。
导航对抗可以不分战时和平时，在任何时间，对任何区域进行电子对抗软杀伤，是时刻都在作战的战场，这种全域、全维战场空间的信息化战争已经到来。
1.阻止敌方获取导航信息对GNSS系统进行干扰，瘫痪特定区域的导航定位功能，限制高精度武器使用，扰乱指挥所对部队的指挥控制是导航对抗的首要目标。
GPS对抗技术研究
Ｉ ＧＳ Ｐ 干扰技术
１ ． １压制式干扰
用干扰机发射某种干扰信号，以某种方式遮蔽 敌方信号频谱， 使敌方的 Ｇ ｓ Ｐ 接收机降低或者完全 失去正常工作的能力。 通常压制式干扰对 Ｃ Ａ码有 ／ 效。因为 Ｐ 码周期长，且结构保密，所以对 Ｐ 码采 取压制式干扰难度较大。 对 Ｃ Ａ码的压制式干扰可分为： ／ ｌ （ ）瞄准式干扰。利用频率瞄准技术，使干扰 信号载频精确对准在 １７． ＭＨ 的信号载频上， ５５ ２ ｚ ４ 并采用相同的调制方式和相同的伪随机码序列进
接收机卫星处理同步。
（ 转发式干扰。是将干扰机接收到的 Ｇ Ｓ ） ２ Ｐ卫
星信号经过一定的延时、放大后重新发射出去，从 而构成一个虚假的 Ｇ Ｓ Ｐ 卫星信号， 使接收机出现错 误解码。转发式干扰利用信号的自然延时，不需要
． ２ ７幅／ 相抵消
利用直接的调制信号抵消或 Ｑ Ｍ （ Ｆ Ｉ 正交瞬时
万方数据
测频）相关技术，用于单干扰源或位于赤道附近的 多干扰源。用装置在飞机顶端和底端的不同方向图 的天线来接收干扰信号和 Ｇ Ｓ Ｐ 与干扰的混合信号， 这２ 个信号组合来抵消Ｇ Ｓ Ｐ 与干扰的混合信号中的 干扰信号。这种技术对于宽带和窄带干扰源的抑制
产生高逼真信号，技术上相对容易实现。
Ｚ ＧＳ Ｐ 抗千扰技术
行干扰，使 Ｏ Ｓ信号在一定区域 内失效。瞄准式 Ｐ 干扰使用的一部干扰机只能干扰一个卫星信号。
２ （ ）阻塞式干扰。针对 Ｇ Ｓ Ｐ 信号载频，采用一 部干扰机扰乱该地域出现的所有 Ｃ Ａ码卫星信号。 ／ 这种干扰方式存在着多种干扰体制：① 单频 （ 干扰。干扰机发出 １７． ＭＨ 窄带） ５５ ２ ｚ的单频信 ４
基于舰艇导航的GPS电子攻防对抗技术的研究
基于舰艇导航的GPS电子攻防对抗技术的研究I. 研究背景- 舰艇导航的重要性- GPS电子攻防对抗的意义II. GPS电子攻防对抗技术概述- GPS信号原理- GPS电子攻击技术- GPS电子防御技术III. GPS电子攻防对抗实验- 实验设计与实施- 实验结果分析IV. GPS电子攻防对抗技术的应用- 舰艇导航安全保障- 军事战场中的应用- 民用航空领域中的应用V. 展望- GPS电子攻防对抗技术的发展前景- 改进与优化方向原则上，哪怕是提纲，我们也鼓励文章语言简洁明了。
舰艇作为海洋中的主要武器装备之一，其导航系统的准确性和可靠性直接关系到作战效果和生命安全。
GPS导航技术的广泛应用，使得舰艇导航能力得到了极大提升。
同时，随着现代化电子战技术的发展，GPS电子攻击也日益增多。
如何加强GPS导航技术的安全保障，成为当前亟需解决的问题。
作为一种全球性导航系统，GPS定位技术使用方便、精度高、覆盖范围广、定位速度快，被广泛应用于海军、民航、航天等领域。
尤其是在舰艇导航领域，GPS定位技术已经成为了基本的定位导航工具，几乎所有的大型舰艇都配备有GPS导航系统。
其高精度的定位能力，大大提高了舰艇导航的准确性和效率。
然而，随着GPS技术的发展，GPS电子攻击也日益猖獗。
常见的GPS电子攻击手段包括：GPS信号干扰、GPS信号欺骗、GPS信号屏蔽等。
通过这些手段，攻击者可以对目标舰艇的GPS导航系统进行干扰、篡改等操作，导致舰艇误航、沉没等严重后果。
为了有效应对GPS电子攻击，相关研究者在GPS电子防御方面进行了许多探索，提出了各种针对性的对抗技术。
GPS电子防御技术通常包括：GPS信号检测、GPS信号重建、GPS信号加密等。
这些技术在提高GPS信号的可靠性和抗干扰能力方面发挥了很大的作用。
总之，舰艇导航技术的安全保障是当前亟需加强的方面。
针对GPS电子攻击可能造成的危害，我们需要尽快研究出更加有效的GPS电子防御技术，为舰艇导航的精确性和可靠性提供更好的保障。
卫星导航终端对抗技术综述
0 背景卫星导航(GNSS)在军事应用和经济发展中得到日益广泛的应用,重要性日趋明显。
目前随着GPS、GLONASS 和北斗等卫星导航系统的蓬勃发展,在地理信息位置服务行业产生了巨大的经济价值,为精准农业、物流运输、电信电力、智慧交通、测绘建筑、防洪救灾等各个领域提供了大量精准的地理信息支撑。
同时,在现代高科技战争中卫星导航(GNSS)为信息化作战系统和精确制导武器提供了精确的时空基准,发挥着越来越重要的作用。
现代化战争的一个重要特征是精确打击手段,而卫星导航制导技术逐渐发展成为精确制导的重要手段。
从1991年的海湾战争到后来的科索沃、阿富汗、伊拉克、利比亚战争,卫星导航制导武器的比重越来越高,分别达到7.7%、30%、60%、90%和100%。
以上统计数据表明:卫星导航(GNSS)手段已经成为决定现代战争胜负的重要因素。
在卫星导航(GNSS)的军事和民用作用日益突出的背景下,对卫星导航系统及其无线电频谱资源的争夺和控制也日趋激烈,出现了导航战的概念和部署计划,形成了独特的导航战表现形式[1]。
导航战概念由来已久,起源于二战时期的导航对抗。
在GPS系统投入使用以后,导航战得到了广泛的关注和深入的研究。
自21世纪以来,美国发布了多个关于导航战的政策文件,不断形成和完善导航战的理论和规划,同时积极开展导航战方面的技术研究,并将其应用到军事演习和实际行动中。
导航战的概念内涵包括:阻止敌方使用卫星导航(GNSS)信息进行导航定位;在敌方实施导航战的情况下保证自己能够利用高精度导航定位信息;不影响战区外民用用户和平利用导航定位信息。
依据卫星导航系统的特点,目前现有卫星导航系统(美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo、中国北斗系统以及日本QZSS、印度NAVIC)均是无线电信号测距的工作原理,为无源接收的方式。
普遍有信号频率公开、编码方式公开、导航电文公开、卫星信息公开、向广大用户开放的特点,很容易受到各种类型、各种方式的恶意干扰[1]。
GPS的电子对抗策略建模
ｃ ｕ ｔ ｒ ｌ ｔ Ｔｈ ｎ ｓ ｌ ｃ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔｖ ｄ ｓｕ ｂ ｎ ｅ ｎ ａ ｔ— ｉｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｔ ｂ ｉｈ ｈ ｃ ｕ ｔ ｒ ｌ ｔ ｏ ｎ ｅｐ ｏ ． ｅ ， ｅ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｎ ａ ｉ ｅ ｉｔ ｒ ａ ｃ ａ ｄ ｎ ｉｄ ｓｕ ｂ ｎ ｅ ｏ ｓ ａ ｌｓ ｔ ｅ ｏ ｎ ｅ ｐ ｏ ｍａ ｒｘ Ｔｈ ｔｉ ． ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｏ ｔｉ ｒ ｃ ｕ ｒ ｍ ｅ ｔ ｆｄ ｓ ｕ ｂ ｎ ｅ ａ ｄ ａ ｔ— ｉｔ ｒ ａ ｃ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｃａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｅ ｉｅ ｍａ ｒｘ ｆｔ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ｆ ｍａ ｒｘ ａ ｅ ａ ｑ ｉｅ ｎ ｓｏ ｉ ｔ ｒ ａ ｃ ｎ ｎ ｉｄ ｓｕ ｂ ｎ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ 、 ｌ ｕ ａ ｅ ａ ｄ ｒ ｖ ｓ ｔｉ ，ｉ ｈ
１ 电子 对 抗 中 的 对 策 模 型
每 场 信 息对 抗 战 争 的双 方 必 须 认 识 到 ： 组 织 和
实施 对 抗 行动 策 略 极 端 重 要 。在 选 择 自 己的对 抗 策
略达 到利 益最 大 化 时 ，必 须 考 虑 到 一 旦 敌方 采 用 对 己方 最 不 利 的策 略 ，己方 该 如 何 应 对 。在 ＧＰ Ｓ干 扰 与抗 干扰 的过 程 中 ， 必 须 遵 循 以上 基 本 原 则 。
Ａｂｓｒ ｃｔ ｔａ ：Ｂａｓ ｄ ＰＳ ｄｉｔ ｂａ ｅ ｏｎ Ｇ ｓｕｒ ｎｃｅ ａ ｄ ｎｔ＇ ｓｕｒ ｎｃｅｔ ｈｎ ｏｇｙ ｎ ａ ｉｄｉｔ ｂａ ｅｃ ｏｌ ，ｕｓ ｏｕｎ ｅ ｐｌ ａ ｒｘ ｔ ｒ ｅａ ｃｈ Ｇ ＰＳ ｅ ｅ ｔｏｎｉ ｅｃ ｔ ｒ ｏｔｍ ｔ ｉ ｏ ｅｓ ｒ ｌｃｒ ｃ
摘 要 ：针 对 Ｇ Ｓ干扰 和抗 干扰 技 术 ，运 用 对 策 矩阵对 ＧＰ Ｐ Ｓ的 电子对 抗 策略 进行 研 究 。其 选取 有 代表 性 的干扰 和 抗 干扰 方 法建 立对 抗 策略 矩 阵 ，该 矩阵 各个 元 素均 为 干扰 技 术对 抗 干扰技 术 的获 益 。对 矩阵 进行 求 解 并修 正 ，如果 得 出最大最 小值 与 最小 最 大值 相 等 的话 ，从 矩 阵 中得到 的对 策 即 为一 个稳 定 的策 略 。 关 键词 ：ＧＰ ； 电子对 抗 ；策略 ；矩阵 Ｓ
GPS导航系统的电子攻防对抗研究综述
GPS导航系统的电子攻防对抗研究综述
孙智信
【期刊名称】《航天电子对抗》
【年(卷),期】2001(000)001
【摘要】以精确制导武器(如巡航导弹)为主的中远程精确打击已成为未来高技术战争的重要形式.而利用GPS导航系统则已成为精确制导的主要手段之一.在综合研究GPS系统和该系统采取的抗干扰技术与措施的同时,分析研究了对GPS导航和应用的电子干扰技术与措施,并提出了进一步研究的思路和方法.
【总页数】7页(P5-11)
【作者】孙智信
【作者单位】国防科技大学电子科学与工程学院,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.1;P228.4
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收稿日期:2000-06-21作者简介:孙智信(1965~),男,山西万荣人,国防科技大学战略研究室副研究员,硕士,从事电子战和电子工程专业科研教学工作十余年。
现从事国防科技发展战略研究。
GPS 导航系统的电子攻防对抗研究综述孙智信(国防科技大学电子科学与工程学院,长沙 410073)摘要: 以精确制导武器(如巡航导弹)为主的中远程精确打击已成为未来高技术战争的重要形式。
而利用GPS 导航系统则已成为精确制导的主要手段之一。
在综合研究GPS 系统和该系统采取的抗干扰技术与措施的同时,分析研究了对GPS 导航和应用的电子干扰技术与措施,并提出了进一步研究的思路和方法。
关键词: 全球定位系统,+导航战,电子对抗,模拟中图分类号: TN967.1,P228.4 文献标识码: A1 GPS 系统及导航战的概念GPS(全球定位系统)是美国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位要求而建立的。
经历了近30年的建设、应用与发展。
GPS 不仅在军事方面取得巨大成功,而且在民用领域已广泛渗透到了经济建设和科学技术的方方面面。
诸如大地测量、精密工程测量、地壳运动监测、资源勘探和城市控制网等方面的广泛应用,充分体现了GPS 技术的优越性和巨大潜力。
GPS 的军事应用引发了导航战。
这表现在两个方面:一是GPS 导航在精确打击中的应用。
从海湾战争开始的各次战争中,美国或多国部队每次都是用 战斧 (Tom ahaw k)巡航导弹作为首批和重要的进攻武器。
战斧 巡航导弹已发展了三代,从第二代起采用了GPS 制导,第三代(Block C)则在GPS 设备中加上了抗干扰措施,使其能在任何气象条件下发射,并有控制到达目标的能力。
现在Raytheon 公司正在研制更新的战斧导弹,即Block ,这种导弹可在空中飞行期间更换目标,或在战场上空转游,时间长达2小时,主要靠GPS/INS 组合导航。
值得一提的是,轰炸我驻南联盟大使馆的JDAM (联合直接攻击弹药)也是采用GPS 制导的。
在现代战争为信息化战争的条件下,GPS 能全天候地在全球范围内提供精确的PVT(位置、速度、时间)信息,其重大意义是不言而喻的。
因此,开展对导航战即以GPS 电子攻防对抗技术研究,具有重大的军事价值和现实意义。
二是GPS 导航在目标侦察、C 4ISR 和其它军事作战中的应用。
美军正在发展所谓的全球感知能力,即发现、定位或跟踪地球表面上所感兴趣的固定目标或移动目标,且需足够小的时延以满足作战需要。
实现其目标的最便宜的方法被认为是使用GPS 。
为此美国正在利用高空成像技术建立起全球的地理数据。
在其高空成像系统中,包括高空侦察机、低轨和中轨侦察卫星。
它们均使用了GPS 导航,用以提高对目标定位的精度。
在C 4ISR 系统中,GPS 和JT IDS 在美军对目标侦察和监视中发挥了重要作用。
同时GPS 还为C 4ISR 系统提供了精确的时间同步,确保了C 4ISR 作为一个复杂的计算机网络,实现高速高效的数据交换。
GPS 所提供的准确定位和时间信息同样也应用于海陆空作战部队,实现部队的定时定位,提高作战配合的效能,减小自伤机率。
据报道,特种兵配备的单兵GPS 系统,其精度已达1~3m。
各种车辆、固定或可迁移目标配置的具有差分技术的GPS接收机,其定位精度可达cm级。
因为GPS的C/A码和P码型在军事上有着广泛的运用,同时敌对双方都想为已所用而为人所蔽,所以针对GPS导航的电子攻防对抗斗争是十分艰巨的。
所谓 导航战 ,是指在战场环境下,保证己方充分利用卫星导航(定位),同时阻止敌军利用卫星进行导航,又使民用卫星导航不受影响的行动。
这一概念是由美军提出的。
应该强调的是,我们在研究对GPS导航的干扰等电子攻击技术的同时,也须研究GPS抗干扰等电子防御技术,并使GPS在一定条件下为我所用。
所以导航战归根结底要落实在GPS导航的电子攻防对抗技术研究上。
2 GPS系统的现况及其未来发展GPS系统由空间星座部分、地面监控部分、用户系统部分等三个方面组成。
地面监控部分位于美国空军基地内,受到严密防护,也不直接参与导航战,其变动对导航战的相关性也很小,对其进行干扰和摧毁都非易事,我们不去详析。
空间星座部分和用户部分则是我们研究的重点。
GPS空间卫星系统目前由24颗 Block / A 型卫星组成,实际上空中有27颗,另有3颗备用。
卫星上的主要专用设备有: 高稳定度原子钟,如铷钟、铯钟,频率稳定度分别为1 10-12,1 10-13; 导航电文存储器,用于存储地面注入的卫星星历表,授时参数,传播延时参数,卫星状态信息和识别信息,以及粗捕获码转到精确码的时间同步信息; 双频发射机,发射L波段微波信号。
GPS卫星的基本功能是:接收和储存由地面监控站发来的导航信息,接收并执行监控站的控制指令;卫星上设有微处理机,进行部分必要的数据处理工作;通过星载高精度的铯钟和铷钟提供精密的时间标准;向用户发送导航与定位信息。
与用户或导航战有关的是后两项。
GPS卫星信号包括载波信号、P码(Y码)、C/A码和数据码(导航电文或D码)。
其载波有两个频率:L1为1575.42MH z,L2为1227.6MH z。
所有信号均基于频率f0=10.23MH z而产生。
在L1上调制有P码、C/A码、D码;L2上只调制了P码和D码。
GPS卫星的测距码和数据码均是采用调相技术调制的。
P码是不公开的保密码,专用于美军事领域,由于近年P码的结构已被解译,所以美国采用了新的保密码Y码来代替它。
同时为了限制民用码(C/A码)用于军事目的,美国采取了限制精度(SA)政策,使C/A码的定位精度降至约100m。
但近年差分、双频技术、无码定位技术的发展,能在一定程度上或全部解除美SA政策的影响,使单点定位精度达到cm级以至mm级(主要是静态定位)。
随着俄GLONASS系统和欧洲NAVSAT系统的开放使用及在商业和民用领域的竞争,加上1990年3月启动SA招致民间用户的强烈不满,同时由于差分等技术的成熟,美国防部和运输部在1997年启动了 GPS现代化 计划。
这一计划确定了对GPS近期、中期和长期的要求,并对其未来十年的GPS进展做了规划和预测。
该计划到2007年,将会有GPS的区域星基增强系统(SBAS),地基增强系统(GBAS)和特殊应用的增强系统投入使用。
SBAS包括FAA的广域增强系统(WAAS)、欧洲静地导航重叠服务(EGNOS)和日本的多功能卫星增强系统(M SAS),它主要是为航空应用设计的。
在未来十年,基本可以预见将要发生五个重要变化:即关闭SA、建立第二民用频率、使用24+备份的星座,军方的20dB抗干扰能力以及个人的更优精度,2~5m空间信号(SIS)/用户测距误差(URE)。
另一种较为具体的GPS现代化计划的说法是:将未来GPS星座的卫星数增加到30~36颗,以提高可用性、精度和覆盖一致性。
用改善控制和操作区段,改善卫星设计的方法(WAGE计划)去提高GPS的导航精度,最终目标是定位精度达到1m,现军用信号的精度为7.6m(20m)。
将GPS军用信号和民用信号频谱分开(见图1所示),以提高军用信号功率,并便于在战场图1 GPS 未来卫星的两种军方所用的频谱方案采取措施干扰民用信号,以防止为美之敌所用。
GPS 军用信号采用保密性更好同时又易于直接捕获的伪随机码,并载有先进的导航电文,而C/A 码上载其标准导航电文。
为民用加发频率为L 2=1227.6MH z 和L 3=1176.45MH z 的信号载频,以便消除电离层的影响。
美国的GPS 现代化计划尚在形成和发展中,约会在今后20年左右实现,但其导航战计划实施的速度则可能会很快。
3 GPS 系统抗干扰措施现状及发展趋势与此有关的是GPS 空间卫星系统和地面(用户)接收系统两个部分。
3.1 GPS 空间卫星部分目前GPS 空间卫星部分,由于在GPS 的设计初期没有把该系统在干扰环境下工作的能力放到很高的地位去考虑,而仅作为一种战争环境下的一种辅助导航手段,所以突出了GPS 军事应用的安全问题。
GPS 的卫星信号到达地面只有很低的信噪比,使得GPS 接收机极易受到欺骗和压制干扰。
同时从导航战的角度看,民用信号军用化,使得美国与其敌对的一方在战场上进行较量的问题也很突出。
为此,如前所述,美国在未来的 GPS 现代化 计划中,对GPS 空间卫星部分采用了以下措施:1)建立独立的军用GPS 。
即将民用和军用信号的频谱分开。
这样既可以采取加大军用信号功率(如前所述增加30dB)等方法提高其抗干扰能力,同时也不影响民用信号的性能。
而在战争期间,可将战区内的民用信号干扰掉(见SBAS 等增强系统,有助于这一目标的实现),也不影响美军方使用。
另外,将P 码加上抗欺骗(A-S)措施后变为Y 码,可以大大减小接收机被假信号欺骗的可能性。
采用新类型信号Lc 信号。
如第三民用信号L 3(1175.46MH z),经授权使用的新军民信号Lm 和调制新的带有先进导航信息军用码等都是一种措施或具有一种抗干扰能力。
2)采用现代化的抗干扰措施美国空军空间和导弹系统中心(SM C)的GPS 联合办公室列出了近30种有助于改进GPS 性能的技术。
在卫星空间方面有: 新型的时间源如小功率原子钟; 提高(新)信号功率发射,新Lm 码结构,机载伪卫星技术、数字波束调向天线等; GPS 和INS (惯性导航系统)进行最佳组合(通过导航接收机实现)。
3)基于导航战,未来GPS 系统不排除采用星载干扰机,以进攻促防御。
GPS 还可能加强卫星星座的独立导航能力及卫星控制技术和反卫星武器的研究。
3.2 GPS 接收机部分对GPS 的一切干扰手段,最终的目的都是要落在干扰GPS 接收机的正常使用上。
所以GPS 接收机的抗干扰技术,是最重要的GPS 系统抗干扰措施的组成部分。
首先,以美军的导航战计划近期行动(ACTD),来说明GPS 接收机方面已采用或可能采用的抗干扰具体措施。
美近期行动的主要目标,是改善和提高军用GPS 接收机在干扰环境下的信号捕获能力。
海湾战争期间,美军大量使用了民用小型GPS 接收机(SLGR),但根据美ACTD,全部换成了使用P (Y)码的相应接收机(PLGR),并在技术上作了改进,成为PLGRU 。
PLGRU 允许8小时处于备用状态还能重新捕获L 1P(Y)码,允许处于4小时备7GPS 导航系统的电子攻防对抗研究综述用状态还能捕获L 2P(Y)码,抗干扰效能大大提高。
ACT D 对军用机载GPS 接收机(MAGR)的主要改进,在直接捕获和引入GPS 接收机应用模块(GARM )两个方面,形成MAGRU 。
后者可直接捕获P(Y)码,有效改善了抗干扰性能。