第7章 導(dǎo)航對(duì)抗技術(shù)

1、第7章 導(dǎo)航對(duì)抗技術(shù)106Ø導(dǎo)航對(duì)抗則是研究應(yīng)用電子戰(zhàn)手段使導(dǎo)航功能低效或失效的一種戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)，它對(duì)未來戰(zhàn)爭中奪取信息優(yōu)勢具有十分重要的意義107（1）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)Ø衛(wèi)星導(dǎo)航從某種意義上說是將導(dǎo)航臺(tái)搬到了衛(wèi)星上，由衛(wèi)星向地球連續(xù)發(fā)射信號(hào)，信號(hào)載有衛(wèi)星的實(shí)時(shí)位置與時(shí)間信息。地球上任何一個(gè)用戶接收到衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，根據(jù)接收時(shí)間與衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間的差，便能算出其與衛(wèi)星的距離（偽距）。衛(wèi)星的離地高度約兩萬千米，因此抗毀性將高于地面導(dǎo)航臺(tái)。衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)有保密的軍用碼和公開的民用碼，軍用碼的精度和抗干擾能力均比民用碼高。目前主要的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有美國的GPS和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)。108

2、16;ØØGPS技術(shù)ØØGPS又稱為全球定位系統(tǒng)（Global PositioningSystems）GPS技術(shù)的特點(diǎn)：µ 特點(diǎn)一：觀測站之間無需通視µ 特點(diǎn)二：定位精度高µ 特點(diǎn)三：觀測時(shí)間短µ 特點(diǎn)四：提供三維坐標(biāo)µ 特點(diǎn)五：操作簡便µ 特點(diǎn)六：全天侯作業(yè)1092、組成ØØØ地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)空間部分GPS衛(wèi)星星座用戶設(shè)備部分GPS信號(hào)接收機(jī)空間部分用戶部分地面控制部分110（1）地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)ØØØ每顆GPS衛(wèi)星所

3、播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)間系統(tǒng)。111（2） 空間部分GPS衛(wèi)星ØGPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)出的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)的計(jì)算出測站的三維坐標(biāo)位置，甚至三維速度和時(shí)間112GPS衛(wèi)星的主要作用ØØØ接收地面注入站發(fā)

4、送的導(dǎo)航電文和其他信號(hào)接收地面主控站的命令，修正其在軌運(yùn)行偏差及啟用備用設(shè)備等連續(xù)地向用戶發(fā)送GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位信號(hào)，并用電文的形式提供衛(wèi)星的現(xiàn)勢位置與其他在軌衛(wèi)星的概略位置GPS衛(wèi)星關(guān)鍵在于衛(wèi)星的壽命要長，時(shí)間精度要高；主要設(shè)備：原子鐘（2臺(tái)銫鐘、2臺(tái)銣鐘）、信號(hào)生成與發(fā)射裝置113ØØ(3)用戶設(shè)備部分GPS信號(hào)接收機(jī)Ø用戶設(shè)備部分 GPS信號(hào)接收機(jī)及相關(guān)設(shè)備µ 接收、跟蹤、變換和測量GPS信號(hào)的設(shè)備µ 多數(shù)采用石英鐘µ GPS接收機(jī)：能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號(hào)的衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備114GLONASS系統(tǒng)Ø

5、16;Ø系統(tǒng)空間部分也由24顆衛(wèi)星組成。它們均勻地分布在高度為18840-19940千米的3個(gè)等間隔的近圓軌道上，軌道傾角為64.8°，運(yùn)行周期為11小時(shí)15分鐘，頻段為1602.41615.5兆赫GLONASS的地面控制系統(tǒng)由1個(gè)控制中心和1個(gè)指令跟蹤站網(wǎng)絡(luò)組成。跟蹤站跟蹤可視衛(wèi)星，并遙測所有衛(wèi)星，進(jìn)行測距數(shù)據(jù)采集和處理，并向各衛(wèi)星發(fā)送控制指令導(dǎo)航信息接收機(jī)至少接收4顆衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信息，并測量其偽距和偽距變化率，同時(shí)從衛(wèi)星信號(hào)中提取并處理導(dǎo)航電文。處理器對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并計(jì)算出接收機(jī)天線的三維位置、三維速度和精密時(shí)間信息115（2）光學(xué)陀螺捷聯(lián)式Ø

6、6;Ø捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中沒有平臺(tái)，陀螺直接固連在運(yùn)載體上，因?yàn)闆]有平臺(tái)對(duì)運(yùn)載體運(yùn)動(dòng)的隔離，機(jī)電陀螺是不便使用的，而要用光學(xué)陀螺。20世紀(jì)80年代初期，環(huán)形激光陀螺捷聯(lián)慣性導(dǎo)航達(dá)到了導(dǎo)航級(jí)平臺(tái)式慣性導(dǎo)航的精度。由于可靠性大為提高，從此，逐步在航空中取代了平臺(tái)式慣性導(dǎo)航，90年代逐漸用到了軍艦上。進(jìn)入90年代中期，另一種光學(xué)陀螺投入使用。這種陀螺是光纖陀螺，它與激光陀螺的原理類似，只是光束在光纖線圈中傳播，因此光路更長，使陀螺體積減小，重量減輕，價(jià)格降低。116（3）組合導(dǎo)航系統(tǒng)ØØ主要是GPS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成的組合系統(tǒng)。組合導(dǎo)航的好處是，由于系統(tǒng)的精度基本上由G

7、PS來決定，所以對(duì)慣性導(dǎo)航的精度要求可以低一些，而不同精度的慣性導(dǎo)航價(jià)格相差很大，所以組合結(jié)果降低了導(dǎo)航系統(tǒng)的成本。GPS可以幫助慣性導(dǎo)航進(jìn)行空中對(duì)準(zhǔn)，這就加快了軍事反應(yīng)速度。慣性導(dǎo)航可以用其速度輸出對(duì)GPS接收機(jī)進(jìn)行輔助，提高抗干擾能力。ØØ117（4）聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)ØØØ是一種用于三軍聯(lián)合作戰(zhàn)的通信、導(dǎo)航和識(shí)別集成系統(tǒng)。它本質(zhì)上是一個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)，采用了同步時(shí)分多址接入方式。其導(dǎo)航功能是一種相對(duì)導(dǎo)航。這是因?yàn)樽鳛樾Ｕ鶞?zhǔn)的信息是成員間的相對(duì)距離，所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息是相位置，而作戰(zhàn)指揮和作戰(zhàn)配合需要的正是這種相對(duì)位置分布。當(dāng)然，如果有的系

8、統(tǒng)成員是地理位置誰確已知的，比如是固定地面設(shè)施，這種相對(duì)導(dǎo)航便與地理導(dǎo)航聯(lián)系了起來。1183、現(xiàn)代戰(zhàn)爭對(duì)導(dǎo)航的要求ØØØØØ（l）全球覆蓋（2）提供實(shí)時(shí)位置、速度與時(shí)間（3）高的精度（4）安全性（5）用戶設(shè)備無源工作和用戶數(shù)1197.2 導(dǎo)航對(duì)抗Ø導(dǎo)航戰(zhàn)可分為攻擊性導(dǎo)航戰(zhàn)和防御性導(dǎo)航戰(zhàn)。µ 攻擊性導(dǎo)航戰(zhàn)的目標(biāo)是在有限區(qū)域內(nèi)使GPS系統(tǒng)失去能力，而在世界其他地區(qū)則不受影響。這可以通過改變衛(wèi)星廣播方案和干擾技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。µ 防御性導(dǎo)航戰(zhàn)的目的則是防止敵方使用這些攻擊性技術(shù)來干擾己方和友軍的衛(wèi)星導(dǎo)航業(yè)務(wù)。120衛(wèi)星無線電導(dǎo)

9、航偵察系統(tǒng)組成ØØØØ天線與伺服系統(tǒng)主要用來動(dòng)態(tài)跟蹤和瞄準(zhǔn)導(dǎo)航衛(wèi)星，達(dá)到高增益接收的目的；前置放大提供饋線損耗補(bǔ)償以提高接收機(jī)的靈敏度；接收機(jī)完成對(duì)信號(hào)的外差處理，給后級(jí)提供具有穩(wěn)定中頻和良好質(zhì)量的輸出信號(hào)；處理終端主要完成信號(hào)的檢測和系統(tǒng)控制，它包括高速緩存、高速信號(hào)處理單元、計(jì)算機(jī)等部分121衛(wèi)星導(dǎo)航干擾系統(tǒng)原理框圖122ØØØØØØØ射頻放大部分是將接收的信號(hào)作適當(dāng)放大，并進(jìn)行濾波，將射頻信號(hào)下變頻到一個(gè)合適的中頻模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)采樣下來的信號(hào)數(shù)字信

10、號(hào)處理單元用來完成對(duì)直擴(kuò)信號(hào)的檢測、分析所需的高速運(yùn)算任務(wù)頻率引導(dǎo)單元是將偵察系統(tǒng)得到的導(dǎo)航信號(hào)載頻信息快速而精確地引導(dǎo)至干擾信號(hào)的頻率干擾波形產(chǎn)生器用來產(chǎn)生最佳干擾波形頻率合成器用作超外差接收機(jī)的本振源和導(dǎo)航干擾系統(tǒng)上變頻器主振輸入信號(hào)123ØØ功率放大將受調(diào)制的射頻干擾信號(hào)放大至一定功率電平，通過定向天線發(fā)射，對(duì)導(dǎo)航接收機(jī)進(jìn)行干擾中央處理計(jì)算機(jī)對(duì)導(dǎo)航干擾系統(tǒng)進(jìn)程控制和管理124導(dǎo)航戰(zhàn)中GPS對(duì)抗的內(nèi)容和順序125GPS干擾技術(shù)Ø干擾的方式可以有兩種，一種是欺騙式干擾，一種是壓制式干擾。µ 掌握各顆衛(wèi)星的碼序列以及有關(guān)數(shù)據(jù)和格式，采用與導(dǎo)航信號(hào)相同的載波頻率、相同的調(diào)制方式和相同的偽碼序列實(shí)施干擾。干擾信號(hào)的產(chǎn)生可以采用轉(zhuǎn)發(fā)式，也可以采用生成式。µ 采用一部或數(shù)部干擾機(jī)升空，對(duì)該地域出現(xiàn)的所有衛(wèi)星信號(hào)實(shí)施干擾。此時(shí)，由于干擾信號(hào)不具有與衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)相同的偽碼序列和調(diào)制方式，直擴(kuò)具有一定的抗干擾能力，需增加