GPS%2fINS深耦合系统抗欺骗式干扰关键技术的研究.pdf

分类号密级 UDC 注1 学位论文 GPS/ 论文答辩日期 学位授予单位和日期电子科技大学 2014年6月27日答辩委员会主席评阅人注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。 RESEARCH ON KEY TECHNIQUES OF ANTI-SPOOFING IN GPS/INS DEEP INTEGRATED SYSTEM A Master ThesisSubmitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Electronic municatin Engineering Author: Huang Pan Advisor: Cai Aihua School: Research Institute of Electronic Science and Technology 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名: 日期: 年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘, 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 作者签名: 导师签名: 日期: 年月日摘要 I 摘要欺骗式干扰是近年来卫星导航干扰与抗干扰技术领域的研究热点,其采用跟 GPS信号结构相似的信号作为欺骗信号,因此可以不被察觉地诱导接收机捕获跟踪欺骗信号,从而达到降低其抗干扰性能的目的,并可采用与GPS信号近似的功率,避免因功率过大被检测出来以及降低干扰成本。实际应用中,如军事领域接收机常常面临高动态、弱信号、强干扰或信号遮挡等复杂多变的环境,这时接收机会失锁转而捕获欺骗信号或者跟踪中受到欺骗信号的影响增大从而整个系统受到影响。 GPS和INS具有互补的特点,二者的结合充分发挥了GPS导航精度不随时间漂移和INS能独立自主导航的优势,被认为是一种比较理想的组合导航方式。 GPS/INS深耦合组合导航是组合导航的前沿技术,它深度挖掘和利用INS信息, 利用GPS和INS深度相互辅助以实现精度更高鲁棒性更好的导航系统。论文主要研究欺骗式干扰对深耦合系统的跟踪、组合滤波、环路反馈控制等的具体影响,并在此基础上提出从改进深耦合结构和组合滤波算法两方面来对抗欺骗式干扰。对于深耦合结构主要研究从基于平均值预测的控制和基于CADLL的跟踪方案两方面进行改进,提高了环路控制精度和稳定性并可以减弱其它信号对当前信号参数估计的影响,提高参数估计精度,从而抑制欺骗式干扰对跟踪环路的影响。对于组合滤波算法主要研究利用抗差滤波算法来抵抗欺骗式干扰造成的观测粗差,提出了基于AR-SRCKF的深耦合抗欺骗式干扰滤波算法,该算法采用自适应抗差卡尔曼滤波作为算法的框架,提高系统对欺骗式干扰的鲁棒性,同时为了避免线性化误差造成滤波性能的下降,采用平方根容积卡尔曼滤波解决非线性滤波问题以及确保协方差阵的对称性和半正定性。最后结合深耦合结构和组合滤波算法的研究成果,提出了一个完整的深耦合抗欺骗式干扰系统设计方案,充分利用深耦合组合导航系统的特点,使系统的各个方面相互协助来进行联合抗欺骗式干扰,以提高系统对欺骗式干扰的鲁棒性, 基于深耦合平台的仿真表明,新系统对欺骗式干扰具有良好的鲁棒性。关键词:欺骗式干扰,GPS/INS深耦合,矢量跟踪,CADLL,AR-SRCKF ABSTRACT II ABSTRACT Spoofing is the research hotspot on area of jamming and anti-jamming in satellite navigation in recent years, which utilizes signal has the same structure with the authentic GPS signal as the spoof