摘要
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)作为高精度导航定位系统，已广泛应用于国家军防及公共安全等领域。但由于GNSS系统到达接收机的卫星信号功率较低，带宽较宽，面临的电磁环境复杂，无论是民用还是军用背景，都面临着各种形式的干扰，尤其针对GNSS系统的漏洞存在各种人为干扰和欺骗。 本课题属于我国“一带一路”项目，研制一套全球导航卫星系统干扰对抗仿真软件，用于某“一带一路”国家网军对GNSS系统干扰对抗的教学与训练。课题以GNSS漏洞攻击和防卫模拟为切入点，依据干扰和抗干扰的基本理论知识和模型，进行了基于网络空间的GNSS干扰对抗仿真软件的开发。软件包括星座模拟器、干扰源模拟器、接收机模拟器三部分，利用网络和交换机进行数据交互协调工作，具体工作如下: 1)本文主要围绕GNSS干扰对抗展开，以干扰源模拟器实施干扰，接收机模拟器对抗干扰为重点。首先阐述了GNSS定位原理，分析了GNSS的脆弱性以及干扰的分类，将GNSS干扰中的人为干扰分为压制式干扰和欺骗式干扰，对干扰信号生成的基本原理、时域及频谱特性进行了研究。 2)针对压制式干扰进行了GNSS干扰抑制算法研究，本文采用空时自适应零陷抗干扰方法，对四阵元均匀圆阵天线方向图形成的算法理论及数学模型进行重点研究，通过MATLAB仿真进行抗干扰性能分析。依据干扰与有用信号空间角度相互独立的特点,采用无约束功率倒置空时自适应算法，在强干扰信号方向产生零陷，从而抑制干扰。 3)针对项目需求，在算法研究及指标分析的基础上，基于WPF技术进行GNSS干扰对抗仿真软件的设计与实现。以网络通信的方式模拟电磁信号的传播，实现常规干扰及欺骗干扰的模拟，实现卫星信号的接收、星座图可视化、信号调整及转发，实现干扰源对接收机实施干扰、接收机对抗干扰、抗干扰天线方向图建模等功能。所有的效果和功能通过计算机终端呈现。 本文依据干扰对抗理论与模型，在解决信道从自由空间到网络空间转换的基础上,开发了GNSS干扰对抗仿真软件。本文的研究成果可作为GNSS攻防的教学与研究平台，有利于GNSS知识的推广和普及，同时对我国北斗系统的应用有一定的促进作用。
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