基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统及其方法，包括多颗卫星、多个转发器、真实目标点和设定的虚假目标点，转发器的数目与卫星数目相同，一个转发器接收一个卫星播发的导航卫星信号，多个转发器分别接收多颗卫星播发的导航卫星信号并通过数控延迟线技术分别控制多个转发器的时延，将一定时延后的多个导航卫星信号分别通过多个转发器播发，继而欺骗有效干扰区域内利用导航卫星信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚假目标点。本发明专利技术解决传统转发欺骗无法应对接收机惯导检测的问题，对保护固定重要目标有重大意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航
，特别是基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统及其方法。
技术介绍
卫星导航信号欺骗干扰系统通过播发生成的虚假信号或者对真实卫星信号注入时延，使得接收机接收到转发后的信号，从而形成错误定位结果对目标进行欺骗干扰。在转发欺骗干扰检测方面，主流的转发欺骗干扰检测算法不可避免的存在一些不足，因为转发信号的格式和真实信号完全相同，所以单纯通过基于信号参数门限的检测方式(如信号加密解密方式等)不易于对转发欺骗干扰进行检测。一般情况下，接收机针对转发式欺骗干扰的检测都是基于惯导检测。因此，转发式欺骗需要寻求更为有效对抗惯导的欺骗干扰检测方式。研究真实目标点虚假目标点邻域半径比的意义，主要在于能否做到Rr＝Fr，即Fr/Rr＝1或者Fr/Rr→1，其中Rr表示真实目标点邻域半径，Fr表示虚假目标点邻域半径。因为现有的欺骗干扰检测的方式主要分为信号参数门限的数字检测和基于惯性导航的物理检测。转发式欺骗检测在信号格式上没有进行任何改变，所以其抗欺骗检测的侧重点应该是针对抗惯导的检测。如果能够做到Fr/Rr→1，那么就可以更好地应对接收机基于的惯性导航的检测，从而大大提高欺骗干扰的成功率。传统转发式欺骗干扰系统尚无针对接收机惯导单元检测的具体实施方法。新一代精确制导武器普遍携带惯导检测单元的接收机，故传统转发欺骗系统与方法实施存在很大困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统及其方法，引导有效干扰区域内利用导航信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚拟假目标点，同时有效应对武器接收机自带的惯导单元检测，解决传统转发欺骗无法应对接收机惯导检测的问题，对保护固定重要目标有重大意义。具体地，本专利技术的技术方案是：一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统，包括多颗卫星、多个转发器、真实目标点和设定的虚假目标点，转发器的数目与卫星数目相同，一个转发器接收一个
卫星播发的导航卫星信号，多个转发器分别接收多颗卫星播发的导航卫星信号并通过数控延迟线技术分别控制多个转发器的时延，将一定时延后的多个导航卫星信号分别通过多个转发器播发，继而欺骗有效干扰区域内利用导航卫星信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚假目标点。本专利技术中选择卫星数目为4个，转发器数目为4个，四个转发器设置在以真实目标点圆锥顶点的倒圆锥底平面上，四个转发器的设置的高度角以及离地高度均相同。进一步地，所述四个转发器的高度角δ＝25～40°，离地高度为20km。优选地，所述四个转发器的高度角为38°。本专利技术提供一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰方法，包括以下步骤：(1)选择多颗卫星；设定拟引导敌方武器前往的虚假目标点F；然后将与选择卫星数目相同的转发器设置在以真实目标点圆锥顶点的倒圆锥底平面上，多个转发器的设置的高度角以及离地高度均相同；(2)通过多个转发器分别接收多个卫星播发的导航信号并通过数控延迟线技术分别控制多个转发器的时延，将一定时延后的多个导航卫星信号分别通过这多个转发器播发；(3)敌方武器通过接收多个转发器播发的虚假信号，使敌方武器接收机定位解算结果出现偏移，敌方武器接收机定位结果不再是基于真实信号解算得到的定位结果，而是经过时延控制处理的虚假信号解算得到的定位结果，继而欺骗有效干扰区域内利用导航信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚假目标点。本专利技术的有益效果是：因为转发信号的格式和真实信号完全相同，所以单纯通过基于信号参数门限的检测方式(如信号加密解密方式等)不易于对转发欺骗干扰进行检测。一般情况下，接收机针对转发式欺骗干扰的检测都是基于惯导检测。传统转发式欺骗干扰系统尚无针对接收机惯导单元检测的具体实施方法。新一代精确制导武器普遍携带惯导检测单元的接收机，故传统转发欺骗系统与方法实施存在很大困难。本专利技术对应布站方式下Fr/Rr→1，因此可以有效地应对接收机基于的惯性导航的检测，从而大大提高欺骗干扰的成功率。综上所述，本专利技术通过四个转发器分别接收四颗卫星播发的导航信号并通过数控延迟线技术分别控制四个转发器的时延，将一定时延后的卫星信号通过转发器播发。继而欺骗有效干扰区域内利用导航信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚拟假目标点。本专利技术利用导航信号的转发式欺骗干扰，可以成功引导敌方武器飞向指定区域，同时有效地对抗
武器接收机自带的惯导单元检测，对保护固定重要目标有重大意义。附图说明图1是本专利技术提出的一种有效对抗接收机惯导检测的多站转发欺骗干扰系统的布站示意图；图2是本专利技术的多站转发欺骗干扰转发器的平面分布图；图3是本专利技术中转发器高度角与有效干扰半径关系图；图4是本专利技术中转发器高度角与映射邻域半径最优化比关系图；图5是本专利技术的转发欺骗区域映射效果图；图中所用参数说明见下表：具体实施方式以下将结合具体实施例和说明书附图对本专利技术做进一步详细说明。参照图1，为本专利技术提出的一种有效对抗接收机惯导检测的多站转发欺骗干扰系统的布站示意图，包括四颗卫星Si(i＝1,2,3,4)、四个转发器Ji(i＝1,2,3,4)、拟保护的真实目标点R和拟引导敌方武器前往的虚假目标点F。四个转发器Ji(i＝1,2,3,4)设置在以真实目标点圆锥顶点的倒圆锥底平面上，同时设置转发器Ji(i＝1,2,3,4)高度角为38°，离地高度为20km。通过四个转发器Ji(i＝1,2,3,4)分别接收四颗卫星Si(i＝1,2,3,4)播发的导航信号并通过数控延
迟线技术分别控制四个转发器Ji(i＝1,2,3,4)的时延，将一定时延后的卫星信号通过转发器Ji(i＝1,2,3,4)播发。继而欺骗有效干扰区域内利用导航信号制导的敌方武器偏离真实目标点R，前往设定的虚假目标点F。本专利技术利用导航信号的转发式欺骗干扰，可以成功引导敌方武器飞向指定区域，同时有效地对抗武器接收机自带的惯导单元检测，对保护固定重要目标有重大意义。一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰方法，包括以下步骤：(1)根据所在地区可见卫星情况选择GDOP值相对好的四颗卫星Si(i＝1,2,3,4)。GDOP是指卫星几何精度因子。GDOP值较好一般认为小于3。针对拟保护的真实目标点R，可以通过控制时延设置拟引导敌方武器前往的虚假目标点F。将四个转发器Ji(i＝1,2,3,4)设置在以真实目标点圆锥顶点的倒圆锥底平面上，同时设置转发器Ji(i＝1,2,3,4)高度角为38°，离地高度为20km。(2)通过四个转发器Ji(i＝1,2,3,4)分别接收四颗卫星Si(i＝1,2,3,4)播发的导航信号并通过数控延迟线技术(数控延迟线技术可以参考文献：黄龙,龚航,朱祥维,王飞雪.针对GNSS授时接收机的转发式欺骗干扰技术研究[J].国防科技大学学报.Vol.35,No.4,pp.93-94,2013.)分别控制四个转发器的时延将一定时延后的卫星信号通过转发器播发。因为由转发器转发的虚假信号功率一般大于真实信号，所以有效干扰区域内目标接收机只接收转发后的虚假信号。本实施例中所布置的转发器，以真实目标点为圆心，42km为半径范围内的区域均为有效干扰区域。(3)敌方武器通过接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统，其特征在于：包括多颗卫星、多个转发器、真实目标点和设定的虚假目标点，转发器的数目与卫星数目相同，一个转发器接收一个卫星播发的导航卫星信号，多个转发器分别接收多颗卫星播发的导航卫星信号并通过数控延迟线技术分别控制多个转发器的时延，将一定时延后的多个导航卫星信号分别通过多个转发器播发，继而欺骗有效干扰区域内利用导航卫星信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚假目标点。

【技术特征摘要】
1.一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统，其特征在于：包括多颗卫星、多个转发器、真实目标点和设定的虚假目标点，转发器的数目与卫星数目相同，一个转发器接收一个卫星播发的导航卫星信号，多个转发器分别接收多颗卫星播发的导航卫星信号并通过数控延迟线技术分别控制多个转发器的时延，将一定时延后的多个导航卫星信号分别通过多个转发器播发，继而欺骗有效干扰区域内利用导航卫星信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚假目标点。2.根据权利要求1所述的基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统，其特征在于：卫星数目为4个，转发器数目为4个，四个转发器设置在以真实目标点圆锥顶点的倒圆锥底平面上，四个转发器的设置的高度角以及离地高度均相同。3.根据权利要求2所述的基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统，其特征在于：所述四个转发器的高度角δ＝25～40°，离地高度为20km。4.根据权利要求3所述的基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰系统，其特征在于：所述四个转发器的高度角为38°。5.一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)选择多颗卫星；设定拟引导敌方武器前往的虚假目标点F；然后将与选择卫星数目相同的转发器设置在以真实目标点圆锥顶点的倒圆锥底平面上，多个转发器的设置的高度角以及离地高度均相同；(2)通过多个转发器分别接收多个卫星播发的导航信号并通过数控延迟线技术分别控制多个转发器的时延，将一定时延后的多个导航卫星信号分别通过这多个转发器播发；(3)敌方武器通过接收多个转发器播发的虚假信号，使敌方武器接收机定位解算结果出现偏移，敌方武器接收机定位结果不再是基于真实信号解算得到的定位结果，而是经过时延控制处理的虚假信号解算得到的定位结果，继而欺骗有效干扰区域内利用导航信号制导的敌方武器偏离真实目标点，前往设定的虚假目标点。6.根据权利要求5所述的基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰方法，其特征在于，步骤(1)中，根据所在地区可见卫星情况选择GDOP值小于3的四颗卫星Si(i＝1,2,3,4，转发器同样设置4个，分别为Ji(i＝1,2,3,4)。7.根据权利要求6所述的一种基于固定目标保护的卫星导航信号转发式欺骗干扰方法，其特征在于，步骤(1)中四个转发器的位置坐标的计算方法：首先，根据GNSS卫星定位的基本原理，伪距计算公式如下：ρi＝[(Xi-X)2+(Yi-Y)2+(Zi-Z)2]1/2c*Δtd (1)其中：Xi,Yi,Zi(i＝1,2,3,4)为各个卫星在地心系中的坐标，对敌方武器接收机是已知的；Δtd是敌方武器接收机时钟和卫星时钟的时差以及敌方武器接收机坐标(X,Y,Z)...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂俊伟，万有达，孙广富，朱祥维，王芝应，陈雷，鲁祖坤，耿正霖，陈飞强，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43