一篇文章带您区分GNSS欺骗模拟测试的两种方式

 

写在前面

注意：我司提供的设备与案例、使用指南等指导性文件是为了在测试环境中对接收机的抗干扰能力进行验证，而非出于欺骗或干扰真实环境中的GNSS信号的目的！请确保通过线缆连接应用或暗室应用，若因为违规使用产生的任何法律后果和事故，我司概不负责。

 

欺骗产生的方法

现实中的欺骗过程简单来说就是利用一个强度更高的信号去逐步替代原有的GNSS信号，并最终使得接收机跟随欺骗信号去到指定地点，如下图所示：

 

在这样的环境中，存在几个实体与相关组成：

• 真实的GNSS卫星与真实位置信号
• 欺骗者的真实发射机与发射的虚假位置信号
• 被欺骗的接收机与其接受到的信号

欺骗是通过故意广播接收器即将使用的信号来替代实时天空信号从而欺骗GNSS 接收器。欺骗的本质来讲需要从三个方面分析：最短的欺骗时间、最低的欺骗位置精度、最接近的欺骗功率差。关于这三个概念，这里不再赘述，只需要清楚，越接近真实的，那欺骗的能力越强。

而在场景仿真与模拟过程中，无论是干扰还是欺骗，都是不同于真实轨迹的另外一个信号，因此需要独立的两个RF通道产生（后续可以加合路器合并）。欺骗实际上就是产生了另外一个信号，因此如果想要产生干扰/欺骗信号，则需要两台独立的GNSS模拟器或使用虹科Safran GSG821及以上型号。

 

两种基本GNSS欺骗测试连接方法：

借助两台虹科Safran GSG711加以外部参考时钟完成欺骗情景仿真：

 

借助一台虹科Safran GSG821/GSG831/GSG842 GNSS模拟器完成欺骗情景仿真：

 

 

一般的欺骗是什么？

无论使用什么设备，实际上产生了两个独立的信号，这两个信号同时存在于空间中，需要GNSS接收机自行去进行分辨。在GNSS模拟的过程中，实际上存在着两条信号：

• GNSS真实位置模拟器模拟的真实位置信号给到接收机
• GNSS虚假位置模拟器模拟的虚假位置信号给到接收机

 

但存在的问题是：

• 因为是两台完全独立的GNSS模拟器所模拟的，从时间上来说，两台设备需要严格的时间同步，从而实现较高精度的测试。如果使用虹科Safran GSG821及以上的配置，则可以省去这一步。
• 两台设备分属不同的控制系统，需要做开发与集成，使得二者在同一个系统中进行模拟，当然，这无法提供欺骗场景下接收机的抗干扰能力与鲁棒性分析，需要进行额外的开发与投入。
• 最关键的一点，在这个模拟过程中，接收机一般是在运动中的，那就意味着欺骗发射机与接收机的距离在变化，那么欺骗信号的传播时间与功率也会随之变化，这也是该系统无法模拟出来的。

 

 

高级欺骗选件SKY-ADVSP

该选件建立在虹科Safran GSG821及以上配置的设备上，当设备拥有该选件时，会替换原本独立的两个信号中的一个，将其关联为一个设置好发射机位置的欺骗信号，也就是如下的状态：

 

信号总数并没有变化，最大的区别就是欺骗发射机参与到这个场景中，对信号的延迟与变化造成影响，更加的贴近现实，而不在单单是利用一个虚假的信号来压制或替换。

此外，该选件提供了仿真系统一体化观测与现实的能力，可以针对整个过程实现可视化的效果展示与结果分析，大大提高调试效率并降低难度。

 

软件定义GNSS模拟方案

虹科Safran Skydel是世界上领先的基于软件的仿真平台，支持在任何地点使用，可以模拟所有星座、所有频率的所有可见卫星，具有1000Hz的迭代率和超高的动态，随时随地创建并更新场景。高级干扰和欺骗功能允许用户同时模拟多种威胁，自动确定每个信号之间的信号动态，节省时间成本。

 

虹科Safran Skydel高级解决方案更加灵活、可扩展、可定制、可升级和经济高效，它具备了顶级GNSS模拟器的性能，以及GPU/SDR架构的经济性和灵活性。虹科Safran Skydel具有易于使用的API，包含数百个命令，能够使用Python、C#和C++的开源客户端库构建复杂和可重复的场景。

• 在一个用户界面中实现所有功能
• 通过直观的UI和自动化轻松配置
• 支持所有主要的全球星座和频率
• 多种API
• 高级信号定制和场景创建
• 实时修改变量和参数
• 无需额外硬件即可集成干扰
• IQ文件生成和回放