GPS干扰和抗干扰技术解析

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
(5)通过数据的精度。
欺骗式干扰 对接收系统的干扰
对接收系统的干扰通常指GPS接 欺骗式干扰是指发射与 收机在接收有用信号的同时，不可能 GPS 干扰信号具有相同参数 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， 只有信息码不同)的假信号， GPS 接收机检测有用信号时必然存在一些 干扰 GPS接收机，使其产生错 不确定因素。利用这一特点，可以施 误的定位信息。它的实质就 放干扰信号，迫使对方获得的有用信 是破坏 GPS接收机的码同步电 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 路，使其捕获假信号。 骗敌方的GPS接收机。
航海 应用
航空 应用
应用作用 向用户提供船舶位置、 避免船只冲撞， 航速、航向信息、海 图、海迹显示 确保航行安全 把自己的位置 便于中心的跟 和航向发送到 踪、搜寻和救援
航海管理 中 心 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
应用领域
4 欺 骗 式 干 扰
在美国发动的第二 在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行 次海湾战争中，大量使 员：“你知道去轰炸哪个城市吗？” 用了精确制导武器，而 这两个例子是现 这些武器中的 80%都采 代战争中引用 GPS系 用了GPS精确制导系统。 统的典型案例。我们 由于伊拉克使用了据说 飞行员回答：“不知道。” 是从俄罗斯购进的GPS 反对战争，但要想能 干扰系统，使多枚美国 更好的维护世界和平， 导弹偏离了轨道，从而 “那你怎么去轰炸呢？” 我们也需要了解 引起了世人广泛的关注。 GPS ——全球定位系 自伊战以来，随着 GPS 统这种现代地理信息 技术在战场上的广泛应 “容易，上级给我一个坐标，我按计算 技术。 用，GPS干扰战术也开 机的指引，投下采用GPS导航的炸弹掉头 始活跃在战争的历史舞 就走，跟我玩游戏机没啥两样。” 台上。
建进行干扰 射干主 GPS接收机部分：对 GPS 立信 扰要 失的 高增 独号 能采空 效信 大 和的主要目的是干扰 建来扰 研 GPS接收机的正 立功 力取间 军立的能 制 。噪 卫 军率 ， 部 比 信星 用常工作，使其无法提供正确的导航 独“力 新 用、 分种分 ， 号发 信立 和 型 GPS 接收机的抗干扰技 研别措： 使幅 射 号信息。所以 的 防导 制为施在 敌 度信 的军现截航 GPS系统抗干扰措施的最重 方 及号 频术，是 用代获卫 系新 增以 现 与功 谱要的组成部分。在接收端主要采取 统型 大提 化能星 有 干率 分 ”力具导 。导 高空 航 接收机 干 扰可 离以下两项技术以减轻对 ，计。有航 间 GPS 卫卫 段 扰 信以 开即划美较卫 星星的部 机 号 提 :研制抗干扰 。的干扰，他们分别是 将中国强星 、发抗分 民，在抗。 干 GPS 接收机天线和采用先进的接收 用将未 ， 信号处理技术。 GPS GPS GPSIIF 3
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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 。
3 对 接 收 系 统 的 干 扰
2 对 中 继 的 干 扰
1 对 星 座 的 干 扰
对星座的干扰
对中继的干扰 (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， 对中继的干扰是通过对 使用户得不到精确的导航信息甚至是错误的导航信息。
GPS 地面监控系统的通信数据 (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 的截获和分析研究，寻求对其 因缺乏能源而不能正常工作。
卫星中继的有效干扰，可以使 (3)扰乱卫星姿态三轴稳定系统或推进系统，使卫星 其地面站之间无法传递信息和 GPS的 天线辐射不能对准地面，从而使地面接收不到 导航电文或使卫星偏离正确轨道位置，降低 GPS精度。 数据，导致地面监控系统不能 (4) 通过干扰使卫星微处理器无法处理和存储数据， 正常工作，从而达到干扰的目 或使存储器产生溢出。 的。
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。
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。