基于调零天线的无人机抗导航干扰方法

针对无人机在卫星导航拒止环境下利用真实卫星信号导航定位的需求,提出一种基于调零天线的无人机抗导航干扰方法。首先,分析卫星导航压制和欺骗干扰的特点;其次,建立抗干扰模型,抗压制干扰的方法是使用调零天线零陷信号功率,抗欺骗干扰的方法是通过无人机特定的运动,计算位移得到的多普勒和载波跟踪环得到的多普勒之差,并与无人机运动变化进行对比,选定门限判定每颗卫星信号是否为欺骗干扰信号,标记并去除欺骗干扰信号;最后,在欺骗干扰信号和真实信号同时存在的情况下,利用基于Matlab的GPS软件接收机,半物理仿真验证欺骗干扰和抗欺骗干扰的效果,该方法达到了在压制干扰和欺骗干扰环境中利用真实卫星信号定位的目的,可应用于民用和军用卫星导航压制和欺骗干扰中。

民航卫星导航干扰信号多径抑制算法仿真

针对日益严重的卫星信号多径干扰问题,提出一种有效的民航卫星导航干扰信号多径抑制算法,在多径干扰卫星信号数据模型基础上,通过空间平滑技术采用损失天线阵列孔径方法实现多径卫星信号的解相干处理,得到不同阵列子阵数据协方差矩阵;再采用豪斯霍尔德变换的广义旁瓣相消技术,根据广义旁瓣相消器输出的多径和噪声功率以及不同阵列子阵数据协方差矩阵,计算直达信号最佳权重矢量,采用低复杂度自适应度算法迭代计算最佳权重矢量,获取最终旁瓣相消器多径抑制后的直达卫星信号,实现民航卫星导航干扰信号的多径抑制。仿真结果表明,所提算法在任意载噪比环境下的码相位跟踪误差均较小,对民航卫星导航干扰信号的多径抑制性能较强;且算法多径抑制耗时短、民航卫星导航的定位精度高。

导航干扰技术在无人机防御中的应用展望

纳卡冲突中暴露了传统野战防空手段难以有效防御无人机攻击的问题。由于无人机比载人飞机更加依赖导航信息,因此可利用导航干扰来解决无人机攻击问题。研究主要关注卫星导航干扰技术在无人机防御中的应用,对当前主流攻击无人机采用的导航系统进行了简要介绍,结合卫星导航系统的脆弱性分类论述了无人机导航系统面临的主要导航干扰技术,综合考虑对空防御需求和无人机导航抗干扰技术提出了针对无人机的导航干扰策略。

针对无人机防御的卫星导航干扰方法研究

针对日益增多的恶性无人机“黑飞”现象,并考虑到其卫星导航终端会装载多阵元自适应调零抗干扰天线以提高导航资源使用能力,分析了采用卫星导航干扰进行无人机防御的优点,探索出一种针对无人机防御的卫星导航干扰方法.阐述从单干扰源到多干扰源的导航干扰实施策略,并给出了评估指标.本文研究有助于帮助防护人员准确探索有效防御边界,判断薄弱区域,优化干扰源部署策略,提高防护效率.同时,开发了一款防御效果评估软件,其可呈现防御态势,使得防御效果显示更加直观.

卫星导航多干扰源测向定位技术及应用

针对导航对抗环境下干扰源等难以检测和排查的问题,给出了卫星导航干扰源空地协同测向定位系统设计方案和干扰源查找流程,对该系统采用的空间谱估计和相关干涉仪结合的多干扰源测向技术进行了仿真分析,对该系统进行了实际的测试验证.测试结果表明:车载干扰测向定位系统可同时测向的同频多干扰源数量为4个,测向均方根误差(RMSE)精度为1.4°,系统定位精度为5%,在R以内(R为干扰源与检测点之间的距离),可以满足实际使用需求.

基于均匀圆阵的压制式相干干扰DOA估计算法

针对导航抗干扰中一般干扰信号波达方向(direction-of-arrival, DOA)算法无法在均匀圆阵上有效地估计含有相干干扰的信号来向问题,提出了一种基于虚拟线阵的协方差矩阵重构的MUSIC算法。该算法通过对均匀圆阵进行模式空间变换,形成虚拟线阵,将模式空间变换后的数据协方差矩阵的所有行进行Toeplitz重构,并将所有Toeplitz矩阵构造成一个新的等效的满秩数据协方差矩阵,以此来达到解相干的目的。结合在虚拟线阵上的MUSIC算法,并通过多谱峰搜索算法直接得到空间谱的谱峰位置,从而完成对干扰来向的DOA估计。经仿真验证,该算法在存在相干信号且信号角度相隔30°左右的条件下,依旧能够对信号的波达方向进行有效估计。

基于遗传算法优化BP神经网络的GNSS干扰源定位技术

全球导航卫星系统(GNSS)应用已全面深入到国家安全和国民经济当中,但由于GNSS信号到达地面后信号强度很弱,极易受到无意或有意的人为干扰。当出现压制干扰时会影响接收机正常工作,从而导致某一区域导航定位效果受到影响,因此对干扰源的排查和消除十分重要。针对上述压制干扰,通过在监测区域分布一定数量低成本接收机,利用其接收的载噪比数据特征实现干扰源的位置估计。考虑到信号传播过程中的衰减模型是非线性的,提出了基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化反向传播(Back Propagation,BP)神经网络的干扰源定位方法,通过神经网络学习得到监测区域载噪比特征的复杂非线性关系,GA对神经网络的初始权值和阈值进行优化,最终在监测区域通过梯度下降法搜索出干扰源位置。结果表明,GA优化后的网络预测误差更小,能够初步定位干扰源位置且平均定位误差率(Average Localization Error Rate,ALER)约为0.23%,验证了模型的合理性和有效性。

子带阵列处理技术的导航抗干扰终端设计与实现

基于子带阵列处理技术的导航抗干扰终端要求多天线单元、多通道接收,这与信息化条件下军事需求的终端机动性强、体积小、重量轻是相矛盾的。为此提出了基于子带阵列处理的数字波速形成(DBF)抗干扰终端实现结构,满足DBF数字接收机系统实时性和抗干抗要求,同时可以灵活在资源消耗和传输速率间折衷考虑,并且易于在高速FPGA上实现。

全金属定向宽波束L波段干扰机天线阵列设计

为了提升干扰机天线的功率容量、工作带宽和方位辐射覆盖角度,分析归纳了地面设备对空中目标的卫星导航干扰天线设计需求,提出采用顶端加载折叠、加载金属背板的单极子天线作为阵元,设计了1×4线形排列的天线阵列。采用HFSS有限元仿真分析该天线阵列的性能指标,通过观察S参数中S_(11)随天线各调谐参数的变化,进行优化设计分析。结果表明:天线的输入参数对于结构参数变化均会产生一定的影响,但大多数参数的变化对整个带宽的影响并不是很大,而天线距离底板较近则会产生新的频点;提出的天线阵列经过优化后,方位角宽度为158°,俯仰角宽度为26°,最大增益达到9.4 dB,能够实现宽频段、宽角度的定向集中辐射。所设计的全金属宽波束L波段干扰机天线阵列具备结构简单、小型化的特点,十分适合地面卫星导航干扰机天线应用,可为低慢小无人机的一体化干扰天线设计提供借鉴。

空间功率合成技术在干扰领域的关键问题分析

空间功率合成是大功率射频设备研制的关键技术之一。针对现有导航干扰设备体积过大、功率较低和带宽较窄等问题,通过对功率合成技术研究现状进行总结,重点对空间功率合成技术的主要类型进行了深入分析。在此基础上简要对比了空间功率合成中各类数字波束合成技术类型的优缺点。同时基于导航干扰领域发展现状,对空间功率合成技术在导航干扰领域应用的技术瓶颈进行了分析,并从器件功率容量、电磁兼容要求和信号工作带宽方面总结了有待解决的问题,提出了导航大功率射频干扰站研制方向。

俄乌冲突下的导航信号受扰分析

为了进一步研究现代战争争夺战场制时空权的重要手段之一,导航信号干扰对抗,结合俄乌当前冲突进展,通过对乌克兰以及周边IGS跟踪站获取的导航信号载噪比及定位服务数据的监测,分析冲突中的导航信号受扰情况。监测结果表明:1)位于战事最激烈的乌北基辅站、乌南尼古拉耶夫站和乌东波尔塔瓦站的观测数据中断或因电力、网络攻击、区域干扰等影响,出现了部分导航服务数据停止更新的情况;2)导航信号受扰情况主要集中在基辅和尼古拉耶夫周边,从监测到的攻击时间不确定性、持续时间不规律性、干扰强度较弱、受扰频率多样性等情况来看,仅在局部区域实施了极为有限的干扰行动;3)导航信号受扰期间,四大卫星导航系统定位服务精度无明显变化,导航服务能力并未受到影响。

导航信号干扰源定位排查能力评估

立足干扰源定位排查能力培训,对导航信号干扰源定位排查能力进行综合评估.运用层次分析法、德尔菲法等方法解决三个方面的问题:一是建立评估指标体系,二是确定评估指标权重,三是确定量化评分方法,为开展导航信号干扰源排查培训提供有效的综合能力评估方案,确保培训科目内容设置、分值分配及成绩量化评分的科学性、合理性,有利于准确评估导航信号干扰源定位排查能力.

探究航空通讯导航频率干扰问题

通讯网络技术发展使航空通讯导航技术也随之不断升级。航空通讯特点决定了其面临非常复杂的电磁环境,导致信息通讯常受到各类电磁波干扰,降低了航空飞行质量及安全性,隐患也随之增多。本文主要通过探讨航空通讯导航频率干扰问题,提出具体解决方法。

幅相误差对数字多波束导航抗干扰影响分析

针对数字多波束导航抗干扰过程中,由于天线一致性、射频通道误差等因素的影响,数字处理的接收信号幅度和相位将产生误差;以及波束零点对信号的幅相不一致性非常敏感,使利用零陷技术抗干扰的系统性能急剧下降等问题,提出一种幅相误差对数字多波束导航抗干扰影响的分析方法。实验结果表明:幅相误差对数字多波束导航抗干扰产生较大影响,会使系统部分或不能抑制干扰;相比幅度误差,相位误差对数字多波束导航抗干扰性能的影响效果更为明显;在抗干扰之前对信号进行幅相误差校正将大幅改善数字多波束导航抗干扰的性能。

一种无乘法器的DLMS导航抗干扰算法设计

卫星导航信号具有发射功率弱、信号载波和码元易丢失等特点,很容易受到强信号的压制式干扰。采用自适应天线阵列对导航信号进行抗干扰处理,设计使用适合导航信号的功率倒置算法来实现抗干扰。提出了一种基于CORDIC算法的无乘法器结构的DLMS算法设计,CORDIC算法引入的流水线延迟适用于空时二维DLMS算法,延迟不会影响空时二维DLMS算法的收敛特性及估计误差。详细介绍了CORDIC乘法单元的设计、空时二维DLMS的相关参数的设计,在Simulink上完成了系统的仿真,最后给出了仿真结果,验证了设计的正确性和可行性。

信息通讯导航频率干扰问题与策略

随着通讯网络技术的飞速发展,许多运用于通讯导航方面的技术也在不断提高。航空飞行的电磁环境正面临更严峻更复杂的挑战。航空领域信息通讯导航频率受到各种电磁波干扰的问题越来越突出,航空飞行的安全隐患大大增加。本文积极探讨航空信息通讯导航频率干扰的问题,深入研究科学有效的解决策略,以期降低频率干扰,规避风险。

基于卫星导航欺骗干扰的无人机诱捕技术

随着消费级无人机带来的安全威胁日益凸显,无人机反制技术也越来越被重视。首先,介绍市场上主流消费级无人机内置的"禁飞区"功能限制。其次,介绍生成式卫星导航欺骗干扰信号的生成及欺骗无人机定位在"禁飞区"区域内,从而实现诱捕无人机的原理。然后,详细介绍一种基于FPGA和AD9361的生成式卫星导航欺骗干扰的无人机诱捕方案设计,并完成硬件电路实现。最后,通过外场试验,成功完成对无人机卫星导航接收机的欺骗干扰,实现对无人机的有效诱捕,验证了本方案设计的正确性。

穷追不舍干扰源——排查“兴东机场”导航频率干扰记实

今年8月28日,江苏省南通市兴东机场地空通信联络主频118.200MHz受到阵发性不明杂音干扰,严重影响机场指挥台与飞机起降时的通信联络,威胁通信导航安全.

湘西、铜仁联合开展机场导航频率干扰排查演练

"铜仁凤凰机场突发3个导航频率干扰,严重影响飞行安全,请求无线电管理机构排查处置!"铜仁凤凰机场打来求助电话,贵州省铜仁市无线电管理机构联合湖南省湘西土家族苗族自治州无线电管理机构第一时间奔赴现场,在机场工作人员配合下很快查找到干扰源,并成功消除干扰。这是日前湘西、铜仁两地无线电管理机构在铜仁凤凰机场联合开展的一次"两地三方"无线电管理监测技术演练。演练模拟假期客流高峰前机场突发信号干扰的情景,在机场周边设置了3组干扰信号源。

一种基于少通道准校正GNSS干扰信号的空间谱测向方法

针对导航干扰信号测向初始相位估计难度大导致空间谱测向精度低、误差大的问题,提出了一种以经典多重信号分类(MUSIC)算法为基础的“少通道准校正空间谱测向方案”.该方案是在每个通道内加入校准源,从而获得任意两个通道的初始相位差,减小了通道间的初始相位差对协方差矩阵计算的影响,实现空间谱测向的目的.将所提的方案应用于五阵元三通道测向天线并在试验场地进行测试,实验结果表明:该方法能够解决复杂场景下单信号、双信号的测向,在低信噪比(SNR)的情况下,测向误差仍能保持在3.5。左右,测向精度较高,测向结果与全通道的测向结果基本一致.