一篇文章帶您區(qū)分GNSS欺騙模擬測試的兩種方式

寫在前面

注意：我司提供的設(shè)備與案例、使用指南等指導(dǎo)性文件是為了在測試環(huán)境中對接收機的抗干擾能力進(jìn)行驗證，而非出于欺騙或干擾真實環(huán)境中的GNSS信號的目的！請確保通過線纜連接應(yīng)用或暗室應(yīng)用，若因為違規(guī)使用產(chǎn)生的任何法律后果和事故，我司概不負(fù)責(zé)。

欺騙產(chǎn)生的方法

現(xiàn)實中的欺騙過程簡單來說就是利用一個強度更高的信號去逐步替代原有的GNSS信號，并最終使得接收機跟隨欺騙信號去到指定地點，如下圖所示：

在這樣的環(huán)境中，存在幾個實體與相關(guān)組成：

• 真實的GNSS衛(wèi)星與真實位置信號
• 欺騙者的真實發(fā)射機與發(fā)射的虛假位置信號
• 被欺騙的接收機與其接受到的信號

欺騙是通過故意廣播接收器即將使用的信號來替代實時天空信號從而欺騙GNSS 接收器。欺騙的本質(zhì)來講需要從三個方面分析：最短的欺騙時間、最低的欺騙位置精度、最接近的欺騙功率差。關(guān)于這三個概念，這里不再贅述，只需要清楚，越接近真實的，那欺騙的能力越強。

而在場景仿真與模擬過程中，無論是干擾還是欺騙，都是不同于真實軌跡的另外一個信號，因此需要獨立的兩個RF通道產(chǎn)生（后續(xù)可以加合路器合并）。欺騙實際上就是產(chǎn)生了另外一個信號，因此如果想要產(chǎn)生干擾/欺騙信號，則需要兩臺獨立的GNSS模擬器或使用虹科Safran GSG821及以上型號。

兩種基本GNSS欺騙測試連接方法：

借助兩臺虹科Safran GSG711加以外部參考時鐘完成欺騙情景仿真：

借助一臺虹科Safran GSG821/GSG831/GSG842 GNSS模擬器完成欺騙情景仿真：

一般的欺騙是什么？

無論使用什么設(shè)備，實際上產(chǎn)生了兩個獨立的信號，這兩個信號同時存在于空間中，需要GNSS接收機自行去進(jìn)行分辨。在GNSS模擬的過程中，實際上存在著兩條信號：

• GNSS真實位置模擬器模擬的真實位置信號給到接收機
• GNSS虛假位置模擬器模擬的虛假位置信號給到接收機

但存在的問題是：

• 因為是兩臺完全獨立的GNSS模擬器所模擬的，從時間上來說，兩臺設(shè)備需要嚴(yán)格的時間同步，從而實現(xiàn)較高精度的測試。如果使用虹科Safran GSG821及以上的配置，則可以省去這一步。
• 兩臺設(shè)備分屬不同的控制系統(tǒng)，需要做開發(fā)與集成，使得二者在同一個系統(tǒng)中進(jìn)行模擬，當(dāng)然，這無法提供欺騙場景下接收機的抗干擾能力與魯棒性分析，需要進(jìn)行額外的開發(fā)與投入。
• 最關(guān)鍵的一點，在這個模擬過程中，接收機一般是在運動中的，那就意味著欺騙發(fā)射機與接收機的距離在變化，那么欺騙信號的傳播時間與功率也會隨之變化，這也是該系統(tǒng)無法模擬出來的。

高級欺騙選件SKY-ADVSP

該選件建立在虹科Safran GSG821及以上配置的設(shè)備上，當(dāng)設(shè)備擁有該選件時，會替換原本獨立的兩個信號中的一個，將其關(guān)聯(lián)為一個設(shè)置好發(fā)射機位置的欺騙信號，也就是如下的狀態(tài)：

信號總數(shù)并沒有變化，最大的區(qū)別就是欺騙發(fā)射機參與到這個場景中，對信號的延遲與變化造成影響，更加的貼近現(xiàn)實，而不在單單是利用一個虛假的信號來壓制或替換。

此外，該選件提供了仿真系統(tǒng)一體化觀測與現(xiàn)實的能力，可以針對整個過程實現(xiàn)可視化的效果展示與結(jié)果分析，大大提高調(diào)試效率并降低難度。

軟件定義GNSS模擬方案

虹科Safran Skydel是世界上領(lǐng)先的基于軟件的仿真平臺，支持在任何地點使用，可以模擬所有星座、所有頻率的所有可見衛(wèi)星，具有1000Hz的迭代率和超高的動態(tài)，隨時隨地創(chuàng)建并更新場景。高級干擾和欺騙功能允許用戶同時模擬多種威脅，自動確定每個信號之間的信號動態(tài)，節(jié)省時間成本。

虹科Safran Skydel高級解決方案更加靈活、可擴展、可定制、可升級和經(jīng)濟高效，它具備了頂級GNSS模擬器的性能，以及GPU/SDR架構(gòu)的經(jīng)濟性和靈活性。虹科Safran Skydel具有易于使用的API，包含數(shù)百個命令，能夠使用Python、C#和C++的開源客戶端庫構(gòu)建復(fù)雜和可重復(fù)的場景。

• 在一個用戶界面中實現(xiàn)所有功能
• 通過直觀的UI和自動化輕松配置
• 支持所有主要的全球星座和頻率
• 多種API
• 高級信號定制和場景創(chuàng)建
• 實時修改變量和參數(shù)
• 無需額外硬件即可集成干擾
• IQ文件生成和回放