【正文】
我要感謝 他們 等對我的幫助,希望記住 那一年, 曾經(jīng) 一起做過的畢業(yè)設(shè)計 。 本文是在我的 指導老 師 孫閩紅 教授的悉心指導下完成的。通過對 轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS干擾機 原理的學習研究,針對 GPS信號的特點和弱點,用 Matlab仿真 軟件對轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS干擾方法進行了建模與仿真,得到仿真結(jié)果并驗證干擾方法。其中時域波形與原信號相比較,可以看出延時效果 ,圖 與圖 對比可知而延時不影響頻域 。 AD 輸入的信號是邏輯電平信號,由于采樣結(jié)果只有 l 和 0 兩種值,所以采樣結(jié)果只需要一位寬度的 FIFO 進行存儲。 在延遲控制系統(tǒng)中模擬信號的延遲有著很廣泛的應用,例如電子對抗中轉(zhuǎn)發(fā)式干擾技術(shù),信號的模擬中繼技術(shù)等,但延遲的方法均采用延遲線完成,并且延遲時間短,可控性較弱、靈 活性不強。它的輸出信號實際上就是寬度為轉(zhuǎn)換速率倒數(shù)的矩形脈沖串。 由于 ADC在實際應用 中 存在噪聲和失真,從而影響了 ADC 的實際分辨率,等效地降低了ADC 的位數(shù)。理論信噪比 (即只考慮量化噪聲的因素 )取決于 ADC量化過程所使用的量化數(shù)目,量化數(shù)目 (即 ADC 的位數(shù) )越多,量化噪聲就越小、其理論信噪比也就越大。如稱 14 位 ADC 有 14 位分辨率。很顯然,采樣速率 f 正越高 , 數(shù)據(jù)的復現(xiàn)精度也就越高。 A/D器件除了要有高速度、大帶寬外,同時還需要大動態(tài)范圍。 功率放大器: 1.輸入輸出阻抗 50? ; 2.噪聲系數(shù)不大于 2dB; 3. 處增益大于 40dB; 4.工作電壓: 12V。 第一本振: 1.產(chǎn)生頻率 。在對頻率較高的射頻的操作中,為適當抑制混頻產(chǎn)生的反饋,同時也抑制濾波器的帶寬百分比的限制所引起的寄生混頻器響應,設(shè)計采用中頻濾波器。 第一中頻處理:第一中頻處理包括第一中頻的帶通 濾波器,中頻放大器等; 對應第一中頻的帶通濾波器: 1.中心頻率 370MHz; 2.輸入阻抗 50? : 3. 3dB 帶寬為 ? 12MHz; 4.帶內(nèi)損耗小于 2dB, 5.輸出阻抗 50? 。 采用設(shè)計完善、品質(zhì)因數(shù)較高的晶體振蕩器可以減小誤比特率,并使緩沖相鄰信道靈敏度降低。低噪放大器提供 15dB 的前端增益,同時也產(chǎn)生了小于 15dB 的噪聲。如果在兩個輸入端口分別輸入不同頻率的兩個信號,在唯一的輸出端口將產(chǎn)生一個和頻和一個差頻信號,這個過程叫做頻率變換?;?FPGA 控制的模擬信號可控延遲技術(shù),實現(xiàn)了在一定存貯約束條件下的 可控信號延遲轉(zhuǎn)發(fā) 。 轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS 欺騙干擾機發(fā)展方向 結(jié)合上述認知轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS 欺騙干擾機的現(xiàn)狀,預計認知轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS 欺騙干擾機會沿著以下幾個方面發(fā)展: 1,基礎(chǔ)理論和相關(guān)應用的研究。 ① 偽碼串行、載波串行 ② 偽碼串行、載波并行 ③ 偽碼并行、載波串行 ④ 偽碼并行、載波并行 2020 年,劉慧越 [10]利用多徑估計理論,提出了一種新的基于最大似然估計的 GPS 轉(zhuǎn)發(fā)式干擾信號估計 技術(shù)??梢姡?GPS 技術(shù)市場的應用前景非??捎^。轉(zhuǎn)發(fā)式干擾還要從 20~ 30dB 的信噪比中提取、放大信號 , 以保證信號 不產(chǎn)生 畸變或較少畸變 , 并提高輸出信噪比。國際上,為了使衛(wèi)星導航成為航空導航的主導航手段,需要在現(xiàn)有的衛(wèi)星導航系統(tǒng)基礎(chǔ)上,建設(shè)增強系統(tǒng),例如北美的 WAAS 系統(tǒng), LAAS 系統(tǒng),歐洲的 EGNOS 系統(tǒng),日本的 MSAS系統(tǒng)等 。 轉(zhuǎn)發(fā)式干擾是 GPS 干擾技術(shù)中欺騙式干擾的一個分支。 全球定位系統(tǒng) (Global Positioning System)是美國從上世紀 70 年代開始研制,歷時 20 年,耗資 200 億美元,于 1994 年全面建成,具有在海 陸空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。這種欺騙式干擾有產(chǎn)生式和轉(zhuǎn)發(fā)式兩種體制 。 GPS 衛(wèi)星距離地面約兩萬公里 。 目前,國家已經(jīng)認識到發(fā)展 GPS 的重要性,特別 是對某些國有企業(yè)動輒支持幾千萬甚至上億元。特別是能夠研發(fā)核心技術(shù)的企業(yè)太少,只有東方聯(lián)星、西安華訊、北京星科聯(lián)通等少數(shù)幾家,勢單力孤。 GPS 發(fā)展前景 中國目前正在成為全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)( GPS)產(chǎn)業(yè)增長最快的市場之一。 2020 年,被人們稱為中國的“ 3G 元年”。 全球定位系統(tǒng)具有性能好、精度高、應用廣的特點,是迄今最好的導航定位系統(tǒng)。監(jiān)控站設(shè)有 GPS 用戶接收機、原子鐘、收集當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)的傳感器和進行數(shù)據(jù)初步處理的計算機。 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設(shè)計 3 2 GPS 簡介 及發(fā)展現(xiàn)狀 GPS 簡介 全球定位系統(tǒng)( Global Positioning System)是美國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)。杭州電子科技大學本科畢業(yè)設(shè)計 2 這種干擾機重 3— 10 公斤 (不含電池 )。衛(wèi)星導航系統(tǒng)不僅在民用領(lǐng)域(如個人位置服務、氣象應用、道路交通管理、鐵路智能交通、海運和水運、航空運輸、應急救援等)得到廣泛應用并產(chǎn)生具大社會和經(jīng)濟效益,而且在軍事領(lǐng)域更具重要性。 第四章則著重于對仿真的結(jié)果進行簡要分析和比較,驗證理論依據(jù)的真實性。 本文主要研究 GPS 轉(zhuǎn)發(fā)式干擾原理。在分析了 GPS 定位原理的基礎(chǔ)上,對 轉(zhuǎn)發(fā)式干擾 進行了可行性分析,完成了轉(zhuǎn)發(fā)式干擾原理樣機的設(shè)計與實現(xiàn),并著重對干擾機的射頻電路進行了研究。 關(guān)鍵 字 : 全球定位系統(tǒng);轉(zhuǎn)發(fā)式干擾;模塊 化設(shè)計,仿真 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設(shè)計 2 Abstract With the development of the technology, The Global Position System has been used widely. The new application of GPS technology in the military field is how to destroy enemy Navigation system and enshroud effectively ourselves utilizing the GPS counter technology. In the GPS interference technology, the retransmitted jamming has the advantages of low sending power, unawareness of the PRN code structure of GPS signal and simple implementation. The retransmitted jamming principle is studied in this dissertation. Based on the analysis of the GPS position theory, the effect of jamming prototype is studied and every part of the jamming prototype is analyzed. The design and implementation of jamming prototype have been done too. The retransmitted jamming method mainly makes use of signal’s natural delay, so the jamming signal is pletely the same as navigating signal, except for the differently delay time. Besides, the power of retransmitted jamming signal is greater than the navigation signal, SO GPS receiver will probably receive the jamming signal, which results in it’s getting the false pseudo range and not being position precisely. At the first and the second chapter ,I not only explain the development history and the developing situation of GPS in detail, but also estimate roughly its development direction, in addition, the basic ponents of GPS is simply summarized. At the third chapter, the main content is that the function of jamming prototype is the modularization designed. The whole module is divided into three parts including signalreceiving unit, jamming signal generation unit and jamming signal transmission unit, and the function of each part is described. The fourth chapter emphasizes analyzing and paring different simulation result in brief, which can be used of checking the authenticity of the theory basis. Key words: GPS, Retransmitted Jamming, Modularization designed, Simulation 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設(shè)計 目 錄 1 引言 ................................................................................................................................ 1 2 GPS 簡介及發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................... 3 GPS 簡介 ............................................................................................................. 3 GPS 分類及應用特點 ......................................................................................... 3 GPS 發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................................................................................... 4 GPS 發(fā)展前景 ..................................................................................................... 4 GPS 信號 ............................................................................................................. 5 3 轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS 欺騙干擾機 ............................................................................................. 7 干擾機 ................................................................................................................. 7 轉(zhuǎn)發(fā)式干擾簡介 ................................................................................................. 7 轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS 欺騙干擾機 課題的提出 ............................................................... 8 轉(zhuǎn)發(fā)式 GPS 欺騙干擾機設(shè)計要點 ................................................................. 10 轉(zhuǎn)