GPS 干扰欺骗(spoofing)机是什么原理?它是如何伪装成卫星导航信号的?

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2024-04-08 · 时尚潮流知识分享
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GPS干扰欺骗机的神秘面纱:揭示其工作原理与伪装策略


GPS导航信号的欺骗,如同一场精密的数字魔术,迷惑着接收机的判断。欺骗式干扰,分为自主式与转发式两种手法,每一个环节都精心设计,旨在误导接收机获取错误的位置信息。


自主式欺骗: 不依赖GPS系统,干扰系统自创假信号。这种战术级手段看似诱人,但实际操作上,由于GPS的复杂结构——包括难以获取的码结构和导航信息,自主式干扰主要针对C/A码,也就是普通用户的信号。对于军用接收机,由于技术限制,自主欺骗难以实现。


转发式欺骗,或称镜像式干扰: GPS卫星并非直接告知位置,而是提供卫星坐标和时间信息。欺骗者利用这一特性,通过掌握卫星下行频率,将目标位置信息调制成声信号,再利用无线电台、八角天线等手段,延迟并放大信号,伪装成卫星信号发送给接收机,诱导错误的定位结果。


实施欺骗的步骤精细复杂:首先,通过探测和调节接收信号的时间延迟,使接收机接收到的信号与真实信号相似,保持位置欺骗的一致性。接着,通过模拟飞行器的速度变化,调整卫星信号的多普勒效应,进一步拉偏接收机的运动轨迹,达到欺骗目的。


然而,单纯增加时延并非万能的欺骗手段,多普勒频偏的检测是抗干扰的关键。正如Karman先生所说,简单的检查延迟很容易被识破,真正的挑战在于如何在信号中隐藏多普勒变化,以逃避检测。


最后,我们必须强调,讨论这些技术并非鼓励干扰行为。GPS干扰设备的购买和销售在很多国家都是非法的,未来中国在这方面可能会有更严格的法规。向那些最早提出卫星定位理论的苏联科学家致敬,他们的贡献为今天的科技发展奠定了基础。


虽然本回答源于国防科大王伟教授的《GPS欺骗干扰原理研究与建模仿真》和西飞所张会锁研究员的《利用轨迹诱导的欺骗式GPS干扰技术研究》,但请记住,科学探索的目的是为了理解世界,而非滥用知识。

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