欺骗式干扰信号数据仿真方案

航卫星广播星历，计算出当前时间；目标运动信息探型计算出被欺骗目标上的GNSS接收机天线口面处的伪距、载波相位、信号功探测信号目标运动信息探测系统星历/时间注入接收机GNSS欺骗信号欺骗GNSS信号参数数学仿真图2欺骗GNSS信号参数仿真模型信息流2.1时空系统仿真模型(1)UTC与导航系统时间转换模型考虑模拟器的本地时间(年月日时分秒)和模拟器所在的时区，将本地时间应转化为格林尼治零时区的时间，再将格林尼治零时区的时间转化为导航系统时。以GPS系统时GPST为例，UTC转导GPST的模型如下：tsec=(d₁%7)×86400+(h,-Tinezone)×3600+mm×tsec=tse+604800,Z_Count=I%为模运算(2)坐标系统数学仿真中，将涉及的坐标系统主要包括：BDS参考坐标系统CGS2000、GPS参考坐标系统WGS84。坐标系之间采用7参数转换模型：标原点偏差。2.2导航卫星轨道仿真模型卫星轨道仿真需要计算导航卫星在地固坐标系下的位置和速度。卫星轨道仿真模型采用基于广播星历轨道根数的运动学仿真。A.卫星位置仿真模型算法卫星轨道位置仿真模型算法如下：(1)计算卫星运行的平(2)计算t时刻卫星的平近点角M₀为星历设置中给出的参考时刻t。的平近点角；M的单位为弧度。n的单位为(3)计算偏近点角E(t)=M(t)+e×sinE(t)观测历元t的平近点角M已经得出，e由星历中给出，其中E的单位为弧度。(4)计算真近点角真近点角的单位为弧度。(5)计算升交距角(未经改正的)w为轨道近地点角距，由星历设定。(6)计算卫星向径(7)计算摄动改正项δu(t)=Cc·cos(2u'(t))+Cδr(t)=C·cos(2u'(t))+C,·(8)进行摄动改正(9)计算卫星在轨道平面坐标系中的位置(10)计算升交点经度Ω(t)=Ω₀+(Ω-w)·(t-to(11)计算卫星在地固坐标系下的坐标(12)添加随机误差置为B.卫星速度仿真模型算法(1)计算卫星轨道各参数的变化率(2)计算卫星在轨道坐标系中的速度(3)计算卫星在ECEF坐标中的速度2.3卫星时钟仿真模型卫星时钟相对于系统时间的偏差为2.4导航电文生成模型根据卫星状态、卫星轨道数据、卫星时钟数据、空间环境仿真数据、广域差分信息以及完好性信息等仿真生成下行导航电文。具体包括卫星星历参数、卫星钟差修正参数、卫星工作状态、数据参考历元、群延迟参数、卫星历书、电离层延迟改正参数、时间系统改正参数、广域差分信息(对GEO卫星)和系统完好性信息等。其中，卫星钟差修正参数包括钟差、钟速和钟漂。通过设置广播星历初值，根据一段时间的观测值、相应的状态方程以及观测方程，对观测星历进行最小二乘拟合得到卫星广播星历。星历的格式按照ICD文件编排。2.5电离层延迟仿真模型电离层是地球高层大气的一部分，一般认为电离层在离地高度60～2000km之间，电离层对卫星定位信号的影响包括：时间延迟，载波相位超前，多普勒效应，脉冲波形畸变，信号幅度和相位闪烁。研究表明，当卫星观测截至高度角大于15度时，电离层折射引起的信号路径弯曲对卫星导航定位的影响将大大地被削弱，甚至可以被完全忽略。这样，电离层折射对导航信号的影响主要体现在由信号传播速度的变化而导致的信号传播时间的延迟上。系统采用常用的KLUBUCHA模型。Klobuchar电离层模型是基于Bent电离层经验模型简化而来，该模型是一个简单的且不失一般性的典型实用模型，它直观简洁地反映了电离层的周日变化特性，采用三角余弦函数的形式，参数的设置考虑了电离层周日变化的振幅和周期的变化，基本上反映了电离层的变化特性。其数学表达式为：I₂是垂直方向延迟(以s为单位);t为以s为单位的接收机至卫星连线与I(t)=FI₂(t)2.6对流层延迟仿真模型表面时，在地表以上50km这一层大气中，分子和原子均处于中性状态，称之为层，由于折射的80%发生在对流层，所以通常叫做对流层折射。对流层折射包括对于对流层折射的影响，在天顶方向的延迟约为1.9~2.5m,随高度角的余弦增大，在高度角为5°时，对流层延迟将增加至约20~80m。目前已经发展了多种折射率延时模型，其中改进的Hopfield模型和saastamoinen模型给出的干项结果，与美国标准大气层所计算的结果的偏差在几个毫米以内。在天顶角，各种模型的水蒸汽气分量结果误差都在20mm以内。这两种模型都能满足系统要求。在对流层仿真中，将采用Hopfield模型、(1)Hopfield模型算法投影函数(2)萨斯塔莫宁改正模型E'=E+△E2.7相对论效应仿真模型根据狭义相对论的观点，在地球表面上具有频率为f的振荡器安装在以速率v,飞行的BD-2卫星上，对于地面的用户来说将会产生频率偏移，即有df₁=f-f另一方面，根据广义相对论原理，处于不同重力等位面上的振荡器，由于重力位不同而发生频率偏移，即有：为重力位。则卫星上的振荡器频率变化量为上式仅体现了卫星时钟频率偏移量的平均修正(基本项修正)。地球自转、地球的非对称性、卫星轨道高度变化、以及地球重力场的变化等因素还会使接收信号频率在平均修正量的基础上产生摄动项，在仿真中还需要再加上残差项修正：a卫星轨道长半轴；由于地球自转，导航卫星信号到达信号接收机时的卫星在轨位置不同于卫星1)计算地球自转时间△t=伪距/c2)计算地球自转角度3)计算旋转矩阵4)修正卫星位置坐标5)修正卫星速度数仿软件生成的接收机天线口面观测数据包括伪距、伪距率和载波相位。(1)伪距仿真模型方案p=√(x,-x.)²+(y,-y)²+(z,-2u)²+dm+d+dm+d+c(dt-dt,)(2)伪距率仿真模型方案的卫星速度；为电离层延迟变