针对组网雷达的无人机集群转发式欺骗干扰时延误差研究

在现代战争中,利用无人机集群对敌方组网雷达进行欺骗干扰作为一种有效对抗手段受到了广泛应用。然而,面对复杂作战环境,无人机集群搭载的数字存储转发设备因其精度受限而存在转发时延误差,这将导致实际生成的虚假目标点和预设虚假目标点产生偏移,使欺骗效果大打折扣。针对此问题,本文在组网雷达站址及其射频辐射参数等信息先验已知的情况下,基于“同源检验”思想,在组网雷达空间分辨率一定时,分析了数字存储转发技术对组网雷达进行有效欺骗干扰的边界条件,并针对典型组网雷达系统,探明了转发延迟误差与欺骗干扰效果的影响规律。仿真结果表明,分析和推导的结果能够对实际干扰机性能可否对组网雷达实施有效欺骗干扰给出可行性判定。

分布式多站雷达转发式欺骗干扰研究

作为一种重要的欺骗干扰样式,转发式干扰通过对雷达发射信号存储转发,形成的距离欺骗假目标在空间上是分散的。而分布式多站雷达进行空间配准时,会将未分布于一个空间分辨单元内的假目标剔除,使之失去干扰效果。因此,有必要研究转发式干扰对分布式多站雷达的干扰能力。该文在多站雷达中各雷达站相距不远的条件下,从空间分辨单元的物理含义入手,导出了多站雷达在一定空间分辨率下,转发式干扰能对其进行有效干扰的条件。当干扰机位于远场区域时,证明了相同时延产生的假目标必然可对多站雷达实现有效欺骗;当干扰机位于近场区域时,推导出有效干扰的欺骗距离范围,通过控制转发延迟量,可保证对多站雷达的欺骗效果。该结论对多站雷达的干扰和抗干扰均具有重要的指导意义。

基于PNN的北斗转发式欺骗干扰信号检测方法

针对载波相位差分检测技术中存在的模糊度解算复杂和虚警率高的问题,提出基于概率神经网络(PNN)的北斗转发式欺骗信号检测方法。在推导不同条件下载波相位双差检测方法的基础上,采取故障诊断的思想,通过构建PNN模型,利用真实信号双差观测值随时间变化的一致性特点,实现对欺骗信号的分类检测;然后根据不同星间差分组合的检测结果,进一步确认受欺骗干扰的卫星信号。实测数据结果表明,所提方法的检测正确率在样本历元数为100时,能够达到98.51%,检测耗时不超过0.1 s,不仅满足对转发式欺骗干扰实时检测的要求,还可对不同类型组合的欺骗信号进行有效识别。

GPS转发式欺骗时延分析与优化

为避免全球定位系统(global positioning system,GPS)转发式欺骗中不合理的时延改变接收机钟差,建立了转发式欺骗模型,利用泰勒级数展开的方法推导了时延与定位偏差的映射关系,给出了映射矩阵的具体形式。进而分析了产生负数时延的原因,并研究了时延修正对接收机钟差的影响。在得到映射矩阵基础上,综合接收机钟差和欺骗位置两方面因素,提出一种利用遗传算法优化时延的方法,该方法以接收机钟差改变量和欺骗偏差为寻优准则,在转发器工作范围内寻找符合要求的时延。仿真结果表明,采用遗传算法所得到的时延,对钟差的改变量小于接收机纳秒级的时钟精度,并且欺骗位置在预先设定的范围内,同时结果不再需要修正。该方法可以有效提高转发式欺骗的隐蔽性,为成功实施GPS转发式欺骗提供了参考。

多假目标转发式欺骗干扰信号重构建模与仿真

介绍转发式欺骗干扰系统,基于数字射频存储器系统的原理,确定了多目标欺骗干扰的总体设计思想,在此基础上设计了一种受高斯白噪声干扰的线性调频信号经过脉冲压缩匹配滤波后重构回波信号的模型,并详细论证该方案。通过对整个系统进行功能仿真和效果检验,结果表明,这种方案对于雷达实施干扰效果好,易于硬件实现。

基于GNSS信号时延特征的转发式欺骗干扰检测算法

针对欺骗干扰情况下准确捕获有效信号困难、大延时欺骗信号及小时延欺骗信号的问题,根据转发式欺骗干扰的信号时延特性,提出了一种信号捕获阶段的联合检测方案。通过检测相关峰的个数实现对大时延转发式欺骗干扰的检测识别,利用相关峰的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)变化进行检测检测,完成信号捕获阶段对转发式欺骗信号的检测,仿真证明了设计的有效性。

GPS转发式欺骗干扰原理与仿真研究

研究GPS转发式欺骗干扰的基本原理和理论模型,分析转发式欺骗干扰系统的实现结构,并通过仿真检测验证了干扰效果。仿真结果表明,对于无抗欺骗干扰措施的GPS C/A码接收机,转发式干扰机只需要很小的转发增益,即可达到干扰效果。

GNSS转发式欺骗干扰方法的改进

针对GNSS多天线转发式欺骗干扰在实际应用中,当干扰机与目标机距离大于一定范围时,将引起目标机钟差突跳,从而易被目标机检测和识别的缺陷,提出了基于干扰机阵列的转发式欺骗干扰新方法。干扰机阵列按照正六边形网型布设,可实现目标区域的无缝覆盖,并且灵活易拓展。不论目标机位于区域的任何位置,均有一个最优干扰机能够对其实施有效干扰。为了确定相邻干扰机的最优间距,本文在干扰机阵列不同间距下对具有钟差突跳自适应检测能力的目标机的干扰有效性进行了仿真研究。结论表明,综合考虑各种约束因素,相邻干扰机最优间距为17 km,满足该条件的干扰机阵列在实施欺骗干扰过程中,不会造成目标机钟差突跳,有效解决了该干扰方式易被目标机识别的问题。

FMCW SAR的转发式欺骗干扰

合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率侦察成像雷达,在军事上有着非常广泛的应用。调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)结合调频连续波与合成孔径成像技术,具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高等一系列优点。首先论述了FMCW SAR干扰的必要性和技术可行性,然后针对应答式欺骗干扰进行分析,最后对FMCW SAR的转发式欺骗干扰进行了计算机仿真。

基于对固定目标保护的多站转发式欺骗干扰研究

针对对固定目标保护的转发欺骗干扰布站方式,提出了一种工程上可实现的基于时延控制的多站转发欺骗干扰布站方式,并研究了该布站方式具体布站位置设置,转发器高度角,有效干扰区域半径以及在该高度下真实点与虚假点构成映射的邻域半径关系,解决了传统单站布站方式条件下转发器位置限制问题,并实现对固定目标的保护。仿真结果表明,这种布站方式可以在地面中控站每秒更新一次的条件下将每次更新的时延控制在10-7秒量级层面上。该方法在导航战背景下针对未态精确制导武器可有效进行欺骗干扰对实现固定目标保护有重大意义。

一种针对转发式欺骗干扰信号的负延时补偿方法

针对卫星导航转发式欺骗干扰中转发信号存在负延时需求而工程上又无法实现的问题,提出了一种负延时补偿方法。该方法根据预设欺骗位置,通过转发式欺骗干扰延时算法,获得各卫星信号通道所需转发延时量;然后基于接收机钟差最小化原则选取最优的延时修正量添加到所有通道的转发信号中。理论分析和仿真结果表明,该方法不影响接收机的定位结果,消除了负延时无法实现的问题对转发式欺骗干扰的限制。

对单天线转发式欺骗干扰坐标系映射特性分析

欺骗干扰由于其功率小、隐蔽性强等优点,逐渐成为干扰卫星导航信号的重要手段。但目前对单天线转发式欺骗干扰区域映射特性研究较少。本文对单天线直接转发式欺骗干扰的区域映射特性进行研究,分别从公式推导、仿真数值计算和实验验证等方面对其进行综合研究。先对单天线的转发式欺骗干扰模型进行数学公式推导,从理论上证明其区域向单点映射的物理特性,通过对欺骗区域内多个接收机定位方程的解算,得到转发式欺骗干扰区域映射的特性,即欺骗干扰覆盖区域内不同接收点的位置解算结果仅与欺骗信号有关,每个点定位的区别仅仅是钟差偏移量的不同。通过Matlab数值计算对公式推导的结论进行验证。再进一步进行实测验证,试验结果充分验证了本文的结论,为后续欺骗干扰的检测算法设计提供了理论依据。

BOC接收机捕获阶段转发式欺骗信号检测算法

针对卫星导航BOC调制接收机捕获阶段存在转发式欺骗干扰信号的检测问题,提出了一种基于相关峰个数判别及功率大小分析的检测算法。该算法是利用捕获阶段存在相关峰的个数与是否存在干扰信号密切相关,通过欺骗信号功率高于真实信号来建立检测模型,给出了判决门限的计算方法及ROC曲线,实现了转发式欺骗干扰信号的检测。仿真表明,随着接收机相关值后积累次数及欺骗信号相对于真实信号功率强度的增加,该算法的检测概率越高,可在欺骗干扰信号功率高于真实信号功率4dB时,在0.7%的虚警概率下实现95%以上的检测概率,对捕获阶段的转发式欺骗信号具有较好的检测效果。

BOC调制多相关峰结构下转发式欺骗干扰合成特性分析

针对BOC调制信号欺骗干扰进行了深入研究。在捕获阶段,真实信号与欺骗信号的伪码相位和载波频率非常接近时,两者的相关峰会发生重叠,产生形变,造成接收机错捕。为此从理论上分析了真实信号与欺骗信号共存时,自相关函数峰波形图的变化,并通过仿真验证不同时延下,真实信号相关峰与欺骗信号相关峰之间的位置变化及形变。该研究对BOC调制信号欺骗干扰检测及抑制有一定指导意义。

GPS转发式欺骗定位误差研究

转发式欺骗通过增加人为延时使得伪距值发生变化,进而影响定位结果,是一种比较理想的干扰方式。为提高欺骗的准确性,通过构建转发式欺骗数学模型,分析了影响转发式欺骗定位的各种因素,计算了定位的几何精度因子(GDOP),并通过仿真得到了转发式欺骗在各误差源综合影响下的定位精度结果,为转发式欺骗的工程实现提供了一定的理论依据。

一种针对用户GNSS时钟的转发式欺骗方法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)转发式欺骗干扰具有系统搭建容易、干扰实施方便、成本低等优点,目前已成为一种重要的GNSS欺骗方式。针对多峰值抗转发欺骗干扰检测算法,提出一种针对目标接收机GNSS时钟的转发式欺骗干扰方法。相比于传统转发式欺骗的各通道卫星信号时延一致的特点,该方法根据待欺骗接收机和转发式欺骗源的位置计算各卫星通道转发时延,使待欺骗目标接收到的GNSS欺骗信号的时延为伪码周期整数倍,并随时间自适应动态调整转发时延,使得欺骗检测失效,进一步欺骗静态目标接收机的GNSS时钟。模拟实验和仿真实验验证了该转发式欺骗方法的有效性。

转发式欺骗干扰时延控制算法

无人机卫星导航欺骗技术在现代导航战中越来越受到广泛的关注,其中转发式欺骗干扰因其无需获得信号结构的先验知识,在军码导航领域比生成式欺骗干扰更具使用价值。目前的军码转发信号普遍以转发接收天线点的位置坐标作为基础进行定点静止转发,在对无人机欺骗干扰时,信号置信度不高,干扰效果不佳。提出一种转发干扰时延算法,根据转发坐标需求计算不同卫星信号的时延量,可根据欺骗策略实时调整转发坐标,提高干扰成功率。最后通过实验验证,提出的时延算法得到的转发坐标误差在米级范围,验证了算法的正确性。

面向阵列接收机的转发式欺骗干扰性能评估

为研究转发式欺骗干扰的性能,提出了一种面向阵列接收机的转发式欺骗干扰性能评估方法.基于阵列接收机对直接转发和基于伪码估计转发式欺骗信号的接收模型,首先推导分析了两种转发式欺骗信号的欺信比,然后根据欺信比分析对比了两种转发式欺骗信号的捕获欺骗性能,最后进行了仿真验证.仿真结果表明:在接收机输出欺骗信号最大功率受限为-143dBW情况下,与直接转发式相比,基于伪码估计转发式欺骗信号的欺信比更高,在20 dB的干扰源接收天线增益下分别高1.9 dB和8.7 dB;为达到90%的捕获欺骗成功,四路基于伪码估计转发式欺骗,在两种不同捕获搜索方式下,需要的干扰源接收天线增益分别为21.2 dB和20.2 dB,相比直接转发式欺骗分别小13.2 dB和12.2 dB.

运用模式分类的雷达抗转发式距离欺骗干扰方法

针对雷达转发式欺骗干扰中的距离欺骗,提出了一种基于模式分类来识别目标与干扰的方法。该方法基于干扰和目标能量和起伏特性差异确定提取特征因子,再利用RBF神经网络方法进行分类。仿真结果表明,该方法具有较好的抗距离欺骗干扰性能。

实施转发式GNSS欺骗干扰的功率控制策略研究

在实施转发式欺骗干扰时,经转发的干扰信号和直达信号同时进入被干扰接收机,对接收机的信号处理过程造成复杂的影响。转发式干扰根据信号功率的大小,其干扰效果可能会出现信号压制、信号欺骗或无法欺骗等多种情况,目前尚无文献对转发干扰信号功率控制进行定量研究。为推进转发式欺骗干扰在导航战中的实际应用,制定合适的转发式欺骗干扰功率控制策略,本文初步建立了存在转发干扰情况时,直达信号与转发信号的载噪比估计模型,并利用实际的转发设备和接收机标定了模型中的相关参数,最后利用经过标定的模型分析了干扰功率与转发式欺骗干扰作用距离的关系。实际实验表明,模型估计的结果与实际情况较为吻合,可以作为制定转发式欺骗干扰策略的依据。