[發(fā)明專利]一種在組合導(dǎo)航模式下實(shí)現(xiàn)無人機(jī)精確定點(diǎn)偏移的欺騙方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110872018.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN113625324A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭妍;唐康華;方孟智;耿興壽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/47
• 分類號(hào): G01S19/47;G01S19/21;G01S19/39
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長(zhǎng)清

一種在組合導(dǎo)航模式下實(shí)現(xiàn)無人機(jī)精確定點(diǎn)偏移的欺騙方法，包括：步驟S1：構(gòu)建緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，分析穩(wěn)態(tài)增益矩陣的意義與穩(wěn)定性；步驟S2：采用負(fù)反饋校正的方式，得出以穩(wěn)態(tài)增益元素為系數(shù)、以從k時(shí)刻到k+r時(shí)刻對(duì)衛(wèi)星信號(hào)施加的偽距偏移為變量的k+r時(shí)刻GNSS/INS緊組合導(dǎo)航位置輸出估計(jì)的總偏移量解析表達(dá)式；步驟S3：分析偽距總偏移量與由此帶來的位置偏差之間的關(guān)系，通過虛假衛(wèi)星信號(hào)使得GNSS/INS組合導(dǎo)航位置估計(jì)結(jié)果發(fā)生精確定點(diǎn)偏移；步驟S4：將特定虛假衛(wèi)星信號(hào)時(shí)刻對(duì)準(zhǔn)緊組合目標(biāo)，使得目標(biāo)時(shí)刻接入欺騙信號(hào)。本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特指一種在組合導(dǎo)航模式下實(shí)現(xiàn)無人機(jī)精確定點(diǎn)偏移的欺騙方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有導(dǎo)航應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，以全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global NavigationSatellite System，GNSS)/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Inertial Navigation System，INS)的組合導(dǎo)航系統(tǒng)為核心的無人機(jī)系統(tǒng)憑借其持久性、機(jī)動(dòng)性與經(jīng)濟(jì)性逐漸成為各國裝備中的重要組合部分。但是由于衛(wèi)星信號(hào)功率微弱，衛(wèi)星導(dǎo)航終端極易受到干擾，嚴(yán)重影響無人機(jī)系統(tǒng)作業(yè)的效能。實(shí)際上，很多國家將衛(wèi)星欺騙干擾作為一種攻擊性策略，來降低對(duì)抗方包括無人機(jī)在內(nèi)的現(xiàn)代化設(shè)備的使用效能。為實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)緊組合無人機(jī)系統(tǒng)實(shí)施定點(diǎn)捕獲這一目標(biāo)，需要對(duì)相應(yīng)的位置欺騙偏移技術(shù)與定點(diǎn)捕獲方案開展研究。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中研究較少考慮對(duì)組合導(dǎo)航方式的衛(wèi)星導(dǎo)航欺騙方法，且目前針對(duì)在各種應(yīng)用更加廣泛、且結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的GNSS/INS緊組合導(dǎo)航終端的定點(diǎn)捕獲技術(shù)并未開展深入研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣的在組合導(dǎo)航模式下實(shí)現(xiàn)無人機(jī)精確定點(diǎn)偏移的欺騙方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種在組合導(dǎo)航模式下實(shí)現(xiàn)無人機(jī)精確定點(diǎn)偏移的欺騙方法，其步驟包括：

步驟S1：根據(jù)緊組合方式構(gòu)建GNSS/INS緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，并分析目標(biāo)緊組合卡爾曼濾波器中穩(wěn)態(tài)增益矩陣的意義與穩(wěn)定性；

步驟S2：采用負(fù)反饋校正的方式，得出以穩(wěn)態(tài)增益元素為系數(shù)、以從k時(shí)刻到k+r時(shí)刻對(duì)衛(wèi)星信號(hào)施加的偽距偏移為變量的k+r時(shí)刻GNSS/INS緊組合導(dǎo)航位置輸出估計(jì)的總偏移量解析表達(dá)式；

步驟S3：分析偽距總偏移量與由此帶來的位置偏差之間的關(guān)系，通過虛假衛(wèi)星信號(hào)使得GNSS/INS組合導(dǎo)航位置估計(jì)結(jié)果發(fā)生精確定點(diǎn)偏移；

步驟S4：根據(jù)虛假衛(wèi)星信號(hào)發(fā)生器時(shí)刻保持與目標(biāo)緊組合系統(tǒng)時(shí)刻保持相對(duì)的特點(diǎn)，將該特定虛假衛(wèi)星信號(hào)時(shí)刻對(duì)準(zhǔn)緊組合目標(biāo)，使得目標(biāo)時(shí)刻接入欺騙信號(hào)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟S2中，得出以穩(wěn)態(tài)增益矩陣元素為系數(shù)、以k時(shí)刻對(duì)衛(wèi)星信號(hào)施加的位置偏移為變量的k時(shí)刻GNSS/INS組合導(dǎo)航位置估計(jì)輸出解析表達(dá)式為：

其中，和分別為在欺騙式干擾情況下經(jīng)過反饋校正后的位置輸出結(jié)果； (L_I)_k和(λ_I)_k分別為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解算出的位置信息；和分別為在欺騙式干擾情況下GNSS/INS組合導(dǎo)航輸出的位置誤差估計(jì)值；和分別為經(jīng)過正確修正后的位置結(jié)果，ΔL_k和Δλ_k分別為由欺騙式干擾所引起的位置偏差，即：

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述步驟S2中，得出以穩(wěn)態(tài)增益元素為系數(shù)、以從k時(shí)刻到k+r時(shí)刻對(duì)衛(wèi)星信號(hào)施加的偽距偏移為變量的k+r時(shí)刻GNSS/INS 緊組合導(dǎo)航位置輸出估計(jì)的總偏移量解析表達(dá)式為：