干扰失真建模与GPS中频信号模拟

摘要

本文提出了一种基于VisualStudio2010软件平台的GPS中频信号模拟方法，并对GPS信号干扰和失真建模进行研究。GPS卫星导航技术的应用日益广泛，但是因为GPS系统在设计时本身具有的特点使得GPS信号很容易被干扰，所以对GPS信号干扰的研究也越来越重要。目前国内外对GPS信号失真的研究还相对较少，但是这些细微的异常如果未被发现，可能对GPS导航构成一个威胁，因此对GPS信号失真的研究和建模也是有必要的。
　　本文首先对GPS系统的原理和组成做了介绍，其中重点研究了GPS信号的结构。接着在VisualStudio2010平台上模拟了GPS中频信号，用MATLAB画出了GPS中频模拟信号的时域图、频谱图、星座图和相关峰，并用软件接收机成功定位，证明了GPS中频信号模拟算法的正确性。
　　然后本文介绍了GPS卫星导航系统在抗干扰方面的漏洞，以及GPS信号干扰的特点和分类，分别对GPS中频模拟信号加入高斯噪声、单频干扰、多频干扰、调频噪声信号干扰、调幅噪声信号干扰、调相噪声信号干扰，观察不同干扰对GPS信号的时域图、频谱图、星座图、相关峰和软件接收机定位的影响。
　　最后，本文对GPS系统的信号异常进行了模拟，采用ICAOThreat模型，对ICAO的3种模型，包括威胁模型A（数字信号失真模式，只有超前或滞后）、威胁模型B（模拟信号失真模式，只有调幅）和威胁模型C（组合失真模式，超前/滞后和幅度调制），分别进行了仿真，画出了失真后信号的C/A码和相关峰，观察了失真模型对软件接收机定位的影响。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 国内外的研究现状

1．2．1 卫星信号模拟器结构和系统设计的研究现状

1．2．2 GPS卫星信号模拟器的国内外研究现状

1．2．3 GPS干扰模式的国内外研究现状及分析

1．2．4 GPS失真的国内外研究现状

1．3 本文的研究的主要内容

1．3．1 实验的平台简介

1．3．2 研究的主要内容

1．4 本文的组织结构

第2章 GPS系统原理与中频信号模拟

2．1 GPS系统的组成介绍

2．1．1 空间系统

2．1．2 地面监控部分

2．1．3 用户设备部分

2．2 GPS系统的信号结构

2．2．1 载波

2．2．2 伪码

2．2．3 数据码

2．2．4 GPS的卫星信号

2．3 GPS中频信号模拟

2．3．1 GPS中频信号模拟的数学模型

2．3．2 GPS中频信号模拟器模拟过程和信号验证分析

2．4 本章小结

第3章 GPS信号的干扰

3．1 概述

3．2 GPS信号干扰的建模

3．2．1 高斯噪声对GPS信号的干扰分析

3．2．2 单频干扰对GPS信号的干扰分析

3．2．3 多频干扰对GPS信号的干扰分析

3．2．4 调频噪声信号干扰对GPS信号的干扰分析

3．2．5 调幅噪声信号干扰对GPS信号的干扰分析

3．2．6 调相噪声信号干扰对GPS信号的干扰分析

3．3 本章小结

第4章 GPS信号的失真

4．1 概述

4．2 GPS信号失真的建模

4．2．1 威胁模型A：数字信号失真模式(只有超前或滞后)

4．2．2 威胁模型B：模拟信号失真模式(只有调幅)

4．2．3 威胁模型C：组合失真模式(超前/滞后和幅度调制)

4．3 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 论文的总结

5．2 后续工作的展望

参考文献

致谢