[发明专利]一种模拟卫星导航终端复杂电磁环境的方法

权利要求书

1.一种模拟卫星导航终端复杂电磁环境的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、构建卫星导航终端复杂电磁环境仿真系统，用于模拟卫星星历、导航电文、速度、加速度、角速度、姿态信息、干扰信号；

步骤2、采用卫星导航干扰信号模拟器模拟实际卫星导航终端设备复杂电磁环境中的干扰技术参数，包括技术体制、信号形式、干扰信号的种类及组合应用方式参数，信号形式包括调频、调相、调幅；

步骤3、构建复杂电磁环境场景，干扰信号场景设置围绕电磁环境中干扰信号的来向、来向速度、卫星导航终端载体运动特点，干扰信号脉冲调制，干扰信号最大干信比，干扰信号极化方式，干扰信号调制方式，如BPSK、模拟、数字调制；

步骤4、模拟干扰强度，用来模拟到达卫星导航终端接收天线口面的干扰信号功率；

步骤5、对干扰战术进行模拟，在不同的对抗过程中施加不同的干扰样式，以干扰卫星导航终端。

2.根据权利要求1所述的模拟卫星导航终端复杂电磁环境的方法，其特征在于：步骤1中，卫星导航终端复杂电磁环境仿真系统包括仿真主控计算机、卫星导航信号模拟器、卫星导航干扰信号模拟器、三轴转台、微波矩阵开关、卫星导航天线阵列、干扰天线阵列、3个固定式干扰天线，以三轴转台为中心，3个固定式干扰天线相互之间夹角为120°环绕三轴转台设置，仿真主控计算机分别与卫星导航信号模拟器、卫星导航干扰信号模拟器、微波矩阵开关、三轴转台以及试验设备电连接。卫星导航天线阵列、干扰天线阵列、三轴转台、试验设备和3个固定式干扰天线均置于微波暗室内，卫星导航信号模拟器输出端通过微波矩阵开关连接至卫星导航天线阵列以逼近真实的卫星星座布局，卫星导航天线阵列呈环状布置，按真实环境中来自不同来向的卫星信号布置，星导航天线阵列位于干扰天线阵列的下方，且位于3个固定式干扰天线的上方；所述干扰天线阵列呈“圆弧”阵列排布于暗室顶部，卫星导航干扰信号模拟器输出端通过微波矩阵开关连接至干扰天线阵列，通过微波矩阵开关控制干扰天线阵列的通断，从而设置不同的干扰场景，模拟固定式干扰和机动式干扰。

3.根据权利要求1所述的模拟卫星导航终端复杂电磁环境的方法，其特征在于：步骤2中，卫星导航宽带干扰信号设置时将干扰信号覆盖到整个卫星信号带宽包括宽带噪声干扰和宽带调制干扰，卫星导航窄带干扰信号设置包括单频干扰、多音干扰、部分频带干扰，导航信号的脉冲干扰为一定门限宽度的连续被脉冲，构建的导航信号的欺骗干扰分为产生式欺骗干扰和转发式欺骗干扰，产生式欺骗干扰信号为卫星导航干扰信号模拟器产生可被卫星导航终端接收的虚假导航电文；转发式欺骗干扰为将真实卫星信号经过时延放大后发射，在微波暗室试验环境中通过卫星导航干扰信号模拟器发射经时延和放大处理的信号。

4.根据权利要求1所述的模拟卫星导航终端复杂电磁环境的方法，其特征在于：步骤3中，干扰天线阵列模拟来自空中的干扰，模拟复杂电磁环境中干扰信号的来向、来向速度，仿真主控计算机控制微波矩阵开关通断，控制干扰信号在干扰天线阵列上移动，模拟干扰信号的移动轨迹；三个固定式干扰天线模拟来自地面的干扰，固定式干扰天线的口面指向三轴转台的中心位置；卫星导航终端载体运动模拟，仿真主控计算机解算卫星导航终端信息，包括方位、俯仰信息，并实时传送至三轴转台，仿真主控计算机控制三轴转台动作，模拟卫星导航终端载体运动特点；干扰信号的设置，干扰信号脉冲调制，干扰信号最大干信比，干扰信号极化方式，干扰信号调制方式如BPSK、模拟、数字调制。

5.根据权利要求1所述的模拟卫星导航终端复杂电磁环境的方法，其特征在于：步骤4中，对于RNSS型北斗卫星导航终端，到达卫星导航终端接收天线口面的干扰信号功率约为-130dBm，干扰信号功率应不低于-130dBm；卫星导航干扰信号模拟器施加的干扰信号功率强度p根据式(1)计算

p＝(J/S)+δp+p₀ (1)

式(1)中(J/S)表示卫星导航终端抗干扰能力，即干信比，δp表示干扰天线至被测卫星导航终端接收天线口面间的衰减，p₀表示卫星信号到达被测卫星导航终端口面的信号功率，p₀一般按外场时真实环境中实际到达卫星导航终端接收天线口面的实际卫星信号功率设置。

6.根据权利要求1所述的模拟卫星导航终端复杂电磁环境的方法，其特征在于，步骤5中，对干扰战术进行模拟，在不同的对抗过程中施加不同的干扰样式，以干扰卫星导航终端，具体如下：

步骤5-1、在跟踪阶段，卫星导航终端为跟踪状态，先施加压制干扰信号一段时间，使干扰信号进入卫星导航终端的接收机的强度高于卫星导航信号经解扩后的强度，从而使得卫星导航终端的接收机无法正确捕获卫星导航信号，使卫星导航终端失锁，此时，再施加欺骗干扰，欺骗干扰源模拟器首先将码相位对准真实信号码相位，以此干扰卫星导航终端的每一信号处理通道，然后逐渐增加欺骗干扰信号功率，诱导卫星导航终端锁定欺骗虚假信号；

系统信号模型p(i)表示为：

式(2)中J_j(i)表示卫星导航信号，Q_k(i)表示欺骗干扰信号，S_s(i)表示压制干扰信号，表示卫星导航信号方向函数，表示欺骗干扰信号方向函数，表示压制干扰信号方向函数；

步骤5-2、在试验过程中，仿真主控计算机解算卫星导航终端信息，包括方位、俯仰，并实时传送至三轴转台控制三轴转台动作，使卫星导航终端接收机天线方位、俯仰状态逼近真实状态，并且使得卫星导航终端接收机天线口面接收功率更加接近真实状态。