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1、卫星导航对抗技术吴 江2009.07.02装备=“眼睛”+“棒子”+“准星”问：战争？答：用手和手中装备与敌人搏斗的过程。公式：战争=人+装备“眼睛”：肉眼、望远镜、雷达、侦查卫星 “棒子”：冷兵器、枪炮、导弹 “准星”：导航系统内容：内容：一、一、GPSGPS系统组成；系统组成；二、二、GPSGPS系统弱点；系统弱点；三、怎样对抗三、怎样对抗GPSGPS系统。系统。空间部分：由24 颗卫星组成，其中包括3 颗备用卫星。 工作卫星分布在6 个等间隔的轨道面内，每个轨道面 分布4颗卫星。卫星轨道倾角为55，各轨道平面升交 点的赤经相差60，在相邻轨道上，卫星的升交距角 相差30。轨道为近圆形，最
2、大偏心率是0.01，半长 轴为26560km，轨道平均高度为22000km，卫星运 行周期为11h58Min（12 恒星时）。 一、GPS系统组成：空间部分、地面监控系统、用户。一、GPS系统组成：空间部分、地面监控系统、用户。卫星主要功能: 接收和存储来自地面监控系统发送的导航信息和指令; 卫星上的微处理器做必要的数据处理; 星上的原子钟产生基准信号和精确的时间标准; 向用户连续发送导航定位信息。 一、GPS系统组成：空间部分、地面监控系统、用户。地面监控系统：由3 部分组成:主控站(MCS) 、监测站和注入站。 监测站的主要任务是对每颗卫星进行观测,并向主控站 提供观测数据。主控站主要完成
3、采集数据、编辑导航电 文、诊断系统、调整卫星等功能。主控站将编辑好的导 航电文传送到注入站,然后由注入站定时将这些信息注入 各个卫星。这样,地面监控系统就完成了全部任务。分布 在五地九处。监测站主控站注入站卫星一、GPS系统组成：空间部分、地面监控系统、用户。GPS用户接收系统：由天线、接收机、处理器和显控部件组成,通过接收 多颗卫星的信号来解算出自身的位置以实现定位和导航。 GPS 接收系统可以捕获到按一定卫星高度截止角所选择 的待测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的 GPS 信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS 信号 从卫星到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送
4、的导航电文,实时地计算出用户的三维位置、速度和时间。二、GPS系统弱点： 一是被动接收定位体制, 系统没有自我校正功能, 接收机 只能识别信号的结构,较难辨别信号的真伪； 二是信号载频、功率和格式固定,易被截获； 三是信号功率低、强度弱,易受干扰； 四是在轨卫星防护性能差,易遭摧毁打击； 五是地面监控系统非常集中，处于五地九处，其中一 个节点受到攻击都会影响整个GPS系统。 对空间GPS 星座实施对抗 对地面监控系统实施对抗 对用户接收机实施对抗 三、GPS系统对抗： 三、GPS系统对抗：对空间GPS 星座实施对抗1）通过截获分析上行信号（S 波段），发射专门卫星对导航星进行干扰； 2）扰乱导
5、航星上的对日定向系统，致使整个卫星电子设备因缺乏能源而不能正常工作；3）扰乱卫星姿态三轴稳定系统或推进系统，使地面接收不到GPS 下行的导航电文或使卫星偏离正确轨道位置； 4）通过干扰使卫星上的微处理器无法处理和存储数据，或使存储器产生溢出； 三、GPS系统对抗：对空间GPS 星座实施对抗5）通过干扰，降低卫星时钟校准参数的精度以及卫星星历中的有关卫星位置数据的精度； 6）使用动能武器、激光武器等反卫星武器直接摧毁GPS卫星，这是对抗GPS系统最直接、见效最快的方法。 三、GPS系统对抗：对地面监控系统实施对抗1） 通过网络对抗技术,侵入注入站或中心站的计算机系统使其瘫痪不能正常工作; 2）
6、释放电子幕墙阻隔地面监控系统和GPS 卫星之间的上下行信号的传送和接收; 3） 对地面系统(包括中心站、注入站在内) 发动电子炸弹攻击； 4） 通过远程精确制导武器或人为对主控站、监测站、注入站硬摧毁，达到令其全部或部分地面系统处于瘫痪状态。三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗主要分成压制式干扰和欺骗式干扰两大类 三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗1）瞄准式干扰。这主要是从GPS 卫星的信号有其独特的码型出发的,采用频率瞄准技术,使干扰载频精确对准信号载频,针对特定码型的卫星信号实施干扰,使该信号在一定区域内失效。2）阻塞式干扰。这种干扰是针对GPS 信号载频实施的。阻塞
7、式干扰是采用一部干扰机来扰乱该地域内出现的所有C/ A 卫星信号。有多种干扰体制:一是单频干扰(窄带)；二是宽带均匀频谱干扰。 A：压制式干扰三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗3）相关干扰。相关干扰是利用干扰信号的伪码序列与GPS 信号的伪码序列有较大的相关性这一特点对GPS实施干扰。与不相关干扰相比,它有较多的能量可以通过接收机窄带滤波器,因此,可以以较小的功率实现与其他方式相当的有效干扰。A：压制式干扰三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗A：压制式干扰存在问题：但压制干扰只有在干扰能量大于GPS信号能量时, 干扰才能奏效,所以干扰信号要有足够大的能量,但另一 方面,干
8、扰功率过大容易丧失隐蔽性,容易被敌军利用干 扰源定位技术发现,使用反辐射武器摧毁。三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗1）产生式干扰。产生式干扰首先需要获取GPS 码型和当时的卫星电文数据, 产生与其相关性最大的伪随机码,然后调制与导航电文格式完全相同的虚假导航电文，它修改某些星历、时钟等数据,然后根据以上信息产生并发射能被GPS系统接收的欺骗信号。 B：欺骗式干扰三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗2）转发式干扰。利用信号的自然延时,将干扰机接收到的GPS导航信号经过一定的延时放大后直接发出去，关键在于解决收发隔离问题。对于某一台GPS接收机来说,同时存在多个信号,接收机
9、很容易被这种信号欺骗,从而得到错误的伪距,影响定位精度。 B：欺骗式干扰三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗B：欺骗式干扰“伪卫星” 来源于美国国防高级研究计划局的无人机项目 GPX伪卫星概念。该概念即是传播来自无人机或固定在 地面的4颗伪卫星高功率信号, 从而在战区上空生成假的GPS 星座, 它能够缓解GPS对战术干扰带来的影响。 基于地基伪卫星的GPS对抗方法, 它把分布式转发 和伪卫星技术相结合。三、GPS系统对抗：对GPS用户接收机实施对抗B：欺骗式干扰特点：欺骗式干扰给出虚假导航电文，或者增加信号传播时延， 使测量的伪距产生偏差。这种干扰所需干扰功率小，干扰 效果大大好于压制式干扰。当然欺骗式干扰的技术难度要 远远大于压制式干扰。 按干扰源位置分：地面干扰机、海面干扰机、机载(无人) 干扰、 平流层飞艇干扰、星载干扰等。而分布式干扰是 将众多空间分布的干扰机在重点保护地域配置为 全方位的三维GPS干扰网络。谢谢！ 加装卫星导航的棒子也能精确砸死千里外的人。 离开导航系统的“棒子”真成棒子了 。 没有精度的卫星导航也是棒子。
