GPS转发式干扰原理样机的设计与实现

论文摘要

随着科学技术的进步,GPS系统得到了广泛的应用。有效地利用GPS干扰技术破坏对方的导航系统并实现对己方的有效隐蔽和保护,是GPS技术在军事领域的一个新应用。在众多干扰技术中,转发式干扰有着发射功率低,不需要了解GPS信号伪码结构,实现简单等优点。本文主要研究GPS转发式干扰原理。在分析了GPS定位原理的基础上,对转发式干扰进行了可行性分析,完成了转发式干扰原理样机的设计与实现,并着重对干扰机的射频电路进行了研究。转发式干扰主要是利用信号的自然延时来实施干扰。因此,干扰信号与导航信号完全相同,只是延迟时间有所不同。另外转发式干扰信号经过功率放大,信号的幅度大于导航信号的幅度,GPS接收机完全有可能捕获到转发后的信号。从而使GPS接收机获得错误的伪距,达不到精确的定位。本文首先在GPS转发式干扰机理的领域中,详细描述了GPS接收机的定位原理和转发式干扰原理,重点就干扰效果进行了详细分析,并对干扰机工作时接收机的各种状态进行了研究。此外,对干扰机的各部分功能进行细化和进一步的模块化设计。总体模型分为三个单元,包括:信号接收单元、干扰信号生成单元、干扰信号发送单元。系统中,通过模拟信号延迟模块,完成了对实时连续信号的延迟功能。干扰信号生成模块采用FPGA来控制模数/数模转换,以FIFO存储器实现信号的连续存储转发,并通过存储的深度决定延迟时间。最后对转发式干扰原理样机进行了干扰效果测试,并就各种情况进行了比较分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外的发展现状
• 1.2.1 卫星导航的应用现状
• 1.2.2 GPS干扰技术的发展现状
• 1.3 论文结构
• 第2章 GPS系统基本原理
• 2.1 GPS系统工作原理
• 2.1.1 GPS系统组成
• 2.1.2 GPS信号构成
• 2.2 GPS干扰方法
• 2.2.1 GPS压制式干扰
• 2.2.2 GPS欺骗式干扰
• 第3章 GPS转发式干扰机理研究
• 3.1 GPS定位原理
• 3.2 转发干扰的可行性分析
• 3.3 转发干扰机理研究
• 3.3.1 转发干扰机理
• 3.3.2 延迟时间的确定
• 3.3.3 干扰距离分析
• 3.3.4 转发式干扰状态分析
• 第4章 原理样机射频电路设计与实现
• 4.1 系统的基本组成
• 4.2 电路主要器件设计
• 4.2.1 低噪声放大器
• 4.2.2 滤波器
• 4.2.3 混频器
• 4.2.4 晶体振荡器
• 4.3 信号接收单元的设计与实现
• 4.3.1 功能原理
• 4.3.2 具体参数设计
• 4.4 干扰信号发送单元的设计与实现
• 4.4.1 功能原理
• 4.4.2 具体参数设计
• 第5章 干扰信号生成模块的设计与实现
• 5.1 A/D D/A技术
• 5.1.1 A/D转换器原理
• 5.1.2 A/D转换器的主要技术和性能指标
• 5.1.3 A/D转换器的选择
• 5.1.4 D/A转换器的基本原理
• 5.2 干扰信号生成单元设计与实现
• 5.2.1 延迟模块总体设计
• 5.2.2 时钟管理模块的实现
• 5.2.3 GPS信号采样模块的实现
• 5.2.4 延迟控制模块的实现
• 5.2.5 干扰信号产生模块的实现
• 第6章 GPS转发式干扰效果分析
• 6.1 设计验证方案
• 6.1.1 干扰信号特性验证系统
• 6.1.2 延迟效果验证系统
• 6.1.3 干扰效果验证系统
• 6.2 设计验证结果及分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的成果
• 致谢
• 详细摘要