基于GPS P（Y）码相关干扰信号的生成机理研究

摘要

作为一种通用的定位系统，GPS具有其它导航设备无可比拟的优越性，人们对其重视程度日益提高。在战争中通过使用GPS干扰技术，对我军现代化武器性能的提高、乃至整体战斗力的增强都将有非常重要的意义。 受技术可实现性的限制，现在常用的干扰技术为压制式干扰和转发式干扰。通过比较几种常用的干扰方式，并考虑到实现的难易程度以及干扰效果等因素，相关干扰的方法成为现在研究的焦点。在这种背景下，本文展开了基于GPSP(Y)码的相关干扰信号的生成机理的研究。 首先，深入研究了P码信号的结构、产生原理以及P码的特性，讨论了利用时间反推码产生器中各个移位寄存器的状态和计数器值的方法；同时分析了相关干扰信号产生的机理，着重研究了码偏移控制、延时控制、多普勒估计、功率控制等控制策略，在此基础上产生相关干扰信号。 其次，在理论分析的基础上，使用软件接收机对信号进行了捕获及后续处理。通过功率控制策略，在正常条件下和存在相关干扰的条件下，对干扰效果进行了验证，证明了干扰生成方法的有效性。 再次，在软件测试的基础上进一步使用FPGA设计并实现了GPSP码相关干扰信号产生器。完成了存储模块、码产生模块、调制模块等关键部件的研制，搭建了一个可方便用软件访问的硬件平台；在此平台基础上，开发了各IP核的驱动程序以及基于超级终端的应用软件程序，通过软件可以对相关干扰信号产生器进行各种配置以及启动、复位等基本控制。 最后，进行了系统的设计验证。分析结果表明，GPSP码干扰信号产生器产生的信号在时域和频域上都与P码信号相符；并且通过与压制效果的比较，实现了在较小功率下对GPS接收机的相关干扰。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景以及国内外状况

1.2国内外相关研究及课题的提出

1.3与课题有关的技术介绍

1.3.1 FPGA嵌入式系统总体设计

1.3.2硬件设计流程

1.3.3软件设计流程

1.4论文结构

第2章 GPS的关键机理

2.1 GPS信号特性

2.1.1 GPS信号构成

2.1.2 GPS P码信号产生机理

2.1.3 GPS P码的自相关函数和频谱

2.2 GPS信号的捕获

第3章 相关干扰信号的生成机理以及仿真

3.1 GPS P码时间反推模型

3.2 P码捕获算法

3.2.1码元搜索

3.2.2频谱搜索

3.2.3频域相关

3.3相关干扰信号的控制策略

3.3.1偏移控制

3.3.2多普勒估计

3.3.3估计出的码元相位误差分析

3.3.4延时控制

3.3.5功率控制

3.4相关干扰信号的软件仿真测试

第4章 基于FPGA的P码干扰信号的生成

4.1系统的构思

4.2开发平台的选择

4.3片上系统软硬件划分及硬件系统设计与实现

4.3.1片上系统软硬件划分

4.3.2片上硬件系统总体设计

4.4主要模块的硬件实现

4.4.1存储模块

4.4.2码产生器模块

4.4.3调制模块

第5章 基于超级终端的应用软件开发

5.1 IP核的驱动程序

5.1.1码产生器IP核驱动程序的设计与实现

5.1.2控制信号产生器IP核驱动程序的设计与实现

5.1.3调制模块IP核驱动程序的设计与实现

5.2基于超级终端的应用软件总体设计

5.3基于超级终端的应用软件子模块设计

第6章 系统的设计验证

6.1设计验证方案

6.1.1频域验证系统

6.1.2时域码正确性验证系统

6.1.3干扰效果的验证

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致 谢