基于机器学习的GNSS欺骗式干扰检测技术研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangpei999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)民用信号因结构公开导致其十分脆弱,欺骗式干扰由于其隐蔽性强,对GNSS相关服务安全构成巨大威胁。传统检测方法受模型限制或需增加额外硬件设备,且检测参数单一,未能全面、准确反映欺骗信号特征。本文针对现有技术存在的问题,开发一套可广泛应用于民用接收机的纯软件欺骗信号识别系统,实现欺骗干扰的智能识别。本文为导航欺骗干扰检测技术研发和开发高性能接收机提供了技术支撑,对维持卫星导航系统的正常运行具有重大意义。论文的主要内容归纳如下:(1)搭建了转发式欺骗干扰半物理仿真实验平台。通过GNSS信号模拟器产生不同功率和延时的欺骗信号,利用中频采样器进行高保真数据采样并存储,通过软件接收机进行捕获跟踪和定位解算,比较分析了不同欺骗功率下软件接收机所受影响。(2)针对载噪比检测法易受卫星仰角影响问题,设计一种基于载噪比移动方差(Moving Variance,MV)的转发式欺骗干扰检测方法。设置滑动窗口,计算窗口内数据子集方差;将窗口向前滑动固定区间,计算新数据子集方差;设定检测门限,对方差序列进行检测。实验结果证明了所提出方法的有效性。(3)针对传统Ratio检测量忽略了欺骗干扰下码环Q支路相关器输出畸变且过分依赖载波环工作模式的问题,设计一种改进Ratio检测量。将同一时延支路(超前、即时和滞后)的I、Q相关结果进行平方再相加,得到非相干积分结果;计算超前、滞后支路相关值之和与即时码支路的比值,设定上、下检测门限用于检测欺骗。实验结果表明:改进Ratio检测率高于传统Ratio。(4)设计一种基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的生成式欺骗干扰检测方法。提取特征值:信号质量检测(Signal Quality Monitoring,SQM)的移动均值(Moving Average,MA)和MV、早晚码相位差(Early-Late Phase,ELP)、载噪比MV和接收机钟差变化率,通过TEXBAT(Texas Spoofing Test Battery)数据集分析了不同核函数对检测性能的影响。实验结果表明:粗高斯径向基核函数的整体精度最优,准确率达到92.31%。(5)设计一种基于BP(Back Propagation)神经网络的生成式欺骗干扰检测方法,分析了不同激活函数对检测性能的影响。实验结果表明:Leaky Relu函数的整体精度优于Sigmoid、Tanh和Relu函数,准确率达到88.68%。将本文设计的基于SVM和BP神经网络的生成式欺骗干扰检测方法和传统SQM检测方法进行对比分析。实验结果证明了所提出的两种方法检出效果优于传统SQM检测方法,假正例率为10%时,真正例率分别达到93.72%和87.51%。
其他文献
大跨度钢桁架结构具有形式简单、传力路径明确、轻质高强、良好的装配性等优点,借助支座与下部结构连接形成整体。支座节点在桁架结构安全中起着十分重要的作用,支座节点破坏会导致整个大跨度结构的失效,设计者也对支座节点的精细化模拟有着更为严格的要求。本文考虑平板式支座节点尺寸效应,对支座节点的力学特性进行参数化分析,研究其各种刚度对桁架结构力学性能的影响。主要研究内容和成果如下。(1)平板式支座节点参数化分
PID控制器被广泛地应用于现代火力发电热工控制中,为提高火力发电过程的安全性与经济性,以及实现热工控制的自动化和智能化,提高PID控制系统性能是关键途径。本文对基于证据K-NN分类器的PID控制系统性能监测及整定方法进行研究,能够在不精确不确定的数据条件下,对PID控制系统实现性能监测、闭环辨识以及PID控制器参数的智能整定。本论文主要内容和成果如下:(1)提出一种基于模式迁移趋势的PID控制系统
学位
产教融合这一概念提出之后,江苏省也出台了相关的实施意见和指导政策,泰州市在结合当地经济教育发展的情况下,也采取了相应的推动措施,但是从近几年的发展情况来看,成效并不明显,还存在一些问题需要解决。本文以泰州市为例,分析了当前在推进产教融合过程中的困境及原因,并从参与的各主体的角度提出了促进当地产教融合发展的建议。
随着经济信息化改革的深入,正确、合理且有效的运用财务数据,将会获取更有价值的财务信息。其中,企业财务报表作为一种直观反映一定时间内企业运营情况的财务数据尤其重要。通过分析企业财务报表能够为报表使用者,特别是企业经营管理者在经营决策、投资方向,甚至战略方针等方面提供数据支撑。但是现阶段,企业财务报表分析工作存在诸多问题。本文从财务报表的组成内容入手,阐述了企业财务报表分析的必要性,进而指出实际分析工
学位
随着经济、社会的快速发展,能源问题日渐突出,由此引发的电能成本上升也给工业生产带来巨大的压力。工业用户由于用电量大,电费支出也居高不下,用电成本在企业成本中占有较大比重,为了减少用电量与电费支出,工业大用户通常会对自身的用电负荷进行需量管理,采取负荷控制等方式降低最大需量,节省电费开支,提升经济效益。然而,随着储能商业化应用的推广,区别于传统的负荷控制手段,通过储能配置实现需量管理的新方案应运而生
学位
创新是推动国家经济增长的力量源泉和保持企业核心竞争优势的关键。然而,在中国经济由要素驱动的高速发展向创新驱动的高质量发展转型的关键时期,却受到世界百年未有之大变局的严重冲击。就全球大形势而言,新冠疫情大流行、全球经济日趋萧条,贸易保护主义抬头、贸易冲突频发,全球产业链、供应链和创新链都正面临前所未有的冲击;就中国而言,中美贸易冲突不断激化并向科技战转变,美国试图通过技术脱钩以阻挡中国创新强国的步伐
学位