GPS干扰与抗干扰技术.ppt

GPS干扰与抗干扰技术 ◆ GPS干扰技术 ◆ GPS抗干扰技术 GPS干扰技术 ◆现役GPS的脆弱性 ◆对GPS潜在的干扰 ◆对GPS的人为干扰 ◆干扰类型与干扰源 ◆干扰对GPS信号接收的影响机理 ◆干扰功率的计算 ◆干扰距离的计算 ◆干扰效果的分析 ◆压制干扰对GPS定位误差的影响 现役GPS的脆弱性 ◆卫星信号发射功率不大 ◆抗干扰裕度不大 ◆卫星信号码元和载波丢失 卫星信号发射功率不大 ◆卫星的体积小，重量轻； ◆卫星离地球表面远； 例如L1信号到达地面的最小信号电平为-166dBW，其信号强度仅相当于16000Km外一个25W的灯泡发出的光，或者说，它比电视机天线所接收到的功率要低10亿倍 抗干扰裕度不大 虽然C/A码的处理增益为43dB，但C/A的码速率为1.023Mb/s，码长为1023位，而周期仅1ms，通过解扩只能获得30dB的处理增益，另外13dB增益是通过20个相关峰的积累形成的，所以整个环的处理增益不会有43dB。同时，接收通道信噪比一般要求大于10dB，才能正常工作，还有接收机的相关损耗大于1dB。 实验证明：使用干扰功率为1W的干扰机，在GPS1.6GHz频带上实施调频噪声干扰，就使GPS接收机在22Km范围内不能工作，干扰功率每增加6dB，有效干扰距离就增加一倍。 C/A码接收机的抗干扰裕度应在30dB以下，一般认为是25dB。P码的处理增益为53dB，抗干扰裕度应在43dB左右。 卫星信号码元和载波丢失 飞行实验证明，飞机上的GPS在干扰信号为-125dBW～-130dBW时就会失去卫星信号的码元和载波，从而失去定位能力。而在干扰信号大于-130dBW时，在卫星信号完全丢失前，导航能力就明显减弱，最终导致接收机失效。 对GPS潜在的干扰 ◆GPS接收机受到潜在干扰 ◆移动卫星服务（MSS）对GPS接收机的干扰 GPS接收机受到潜在干扰 GPS接收机收到的潜在干扰包括带内射频干扰（1565MHz～1586MHz）、带外射频干扰和环境干扰。 带内射频干扰包括谐波、寄生振荡和交叉调至分量等； 带外射频干扰是靠近GPS额定频段的强信号干扰，它可以通过接收机的射频滤波器对接收机造成影响； 环境干扰包括多径、遮蔽、地形遮拦和其它由自然环境造成的干扰。 移动卫星服务（MSS）对GPS接收机的干扰 移动卫星服务（MSS）是新发展起来的通信链。手持式设备在1610MHz～1626.5MHZ频段发射大约0.5W的信号来实现地面与低轨卫星网的上行通信，然后由卫星转发信号到其它手持式设备上，或借助地面站送到标准电话网。手持设备的发射泄露会进入邻近的GPS频段，有可能对GPS接收机造成一定程度的干扰。 对GPS的人为干扰 ◆干扰技术体制 ◆干扰途径 ◆对GPS接收机的干扰装备 ◆GPS干扰装备的作战应用 干扰技术体制 GPS认为干扰的目的是使对方无法或错误地使用GPS系统提供的信息。对GPS用户接收机的干扰技术体制主要有两种： ◆压制式干扰 ◆欺骗式干扰 压制式干扰就是通过发射干扰信号以压制在GPS接收机前端的GPS卫星信号，使GPS接收机接收不到GPS卫星信号，从而达到干扰的目的。 多GPS接收机的压制干扰可采用相关干扰、调频噪声或锯齿波扫频等 欺骗式干扰使指发射与GPS信号具有相同参数（只有信息码不同）的假信号，干扰GPS接收机，使其产生错误的定位信息。 干扰途径 ◆ 升空干扰 ◆ 星载干扰 ◆ 地面干扰 升空干扰 为获得较好的干扰效果，减少干扰损耗，可采用升空干扰技术对GPS实施更有效的干扰。其中升空干扰高度应不低于一定值，以保证干扰信号能够进入GPS接收机天线。 ◆ 机载（无人）干扰机 ◆ 平流层飞艇载干扰机 ◆ 气球载干扰机 星载干扰 如果要干扰远距离地方空中目标的GPS 接收机，普通的机载升空方式干扰机就无能为力了，这是因为干扰机的升空高度难以达到有效干扰所需要的理想高度，此时可采用星载干扰机进行有效地干扰。考虑到减少干扰信号传播路径损耗的因素，运载卫星的运行轨道最好采用低轨道，离地面不能太高，以减少实施有效干扰所需要的功率。 但是，低轨卫星相对于地球上的某一点是运动的而并非静止，不能进行定点干扰，只有当它通过目标的上空时，才能实施干扰，因此其时效性受