《卫星导航对抗》以典型卫星导航定位系统(GPS、BDS、GALILEO、GLONASS)为研究对象，以导航领域电子对抗技术发展及典型应用为主线，深入总结卫星导航不断完善、提升的抗干扰技术，以及针对性的电子攻击技术，从电子对抗的基本概念、内涵入手，建立导航对抗侦察、导航干扰及导航对抗技术运用的理论和方法。具体内容包括： 导航对抗的起源与发展、内涵与要素；卫星导航信号模型与调制特征分析；卫星导航对抗侦察；卫星导航电子干扰原理；卫星导航抗干扰技术及能力分析；GPS对抗要素计算与干扰分析；分布式转发干扰与区域增强定位一体化等。《卫星导航对抗》内容以作者近20年的科研积累为基础，突出典型抗干扰技术运用，针对典型对象的干扰技术，建立起从一般到具体、从常规手段到*新进展、从基础理论到运用分析的实践性较强、层次丰富的著作架构。

第1章绪论
　　1.1导航对抗概述
　　两次世界大战以来，由于军事上的需要，无线电导航飞速发展。尤其二十世纪后期，随着卫星技术、信息技术和电子技术的发展，导航技术从以陆基导航为主转向卫星导航体系，导航的应用范围被极大扩展，军事作用大大增强，并促使军事作战方式及作战观念发生巨大变化。无线电导航的功能也从导航/定位扩展到精确制导武器投放、目标瞄准、指挥/控制/通信及精密授时等，并被广泛应用于野战部队和士兵个人。用户不仅可利用现代导航定位系统获得高精度的位置信息，还可以利用其精密的时间系统得到准确的时间信息，实现授时或多点同步，满足各种战术操作的要求[1]。
　　实际上，无线电导航的内容非常广泛，例如，可引导飞机着陆的微波着陆系统、机场或航空母舰上引导飞机进场的中近程塔康(TACAN)导航系统、可用于海上导航的罗兰(Loran)系列导航系统及卫星导航系统等。“获取全球状况的几乎所有过程都需要绝对精确的定位、定时信息”，而卫星导航定位系统作为世界上现役精度*高、使用成本较低的一种无线电导航定位系统，以其高精度、全天候、全球覆盖的显著优势，为这一需求提供了有力支撑。现代战争中，从陆海空各类机动平台的导航定位，到巡航导弹、精确制导导弹的精确制导，从野外机动部队的定位，到支持、救援行动的开展，处处都有卫星导航的身影[1]。同时，因其终端应用的开放性和经济性，卫星导航系统的民用市场急剧增大，用户数远大于军用，业已成为国民经济重要的信息基础设施。
　　卫星导航精度高、空域大、全天候、全天时的应用特点，及其提供的精确位置、速度和时间（position velocity and time，PVT)信息，使其在未来无人作战、远程精确打击、授时同步和智慧管理等领域发挥着极其重要的作用，因此成为电子战领域的主要作战对象之一。导航干扰即是通过电子干扰手段使敌方导航终端无法正确定位导航或授时终端无法提取精确的时间信息。导航与导航对抗日益发展，成为电子对抗技术的一个重要研究方向。
　　1.1.1导航对抗的起源与发展
　　**次世界大战后至第二次世界大战结束这段时期，可称为电子对抗的发展阶段。由于无线电技术的发展，尤其是导航、雷达技术的发展，在战争中日益显示出它们的威力和重要性，导致战争双方以前所未有的研制和发展速度，围绕着雷达与导航在战争中的运用而展开激烈的电子对抗，各国纷纷开展电子对抗技术的研究，并不断制造出专用的电子对抗装备投入实战。
　　*先，导航对抗作为一种重要的作战形式在二战中得到广泛应用。1930年，德国洛伦斯公司设计并改进了一种无线电导航系统。1933年，德国专家汉斯 波兰德将洛伦斯系统用于提高飞机在夜间或能见度差的条件下投弹准确性的研究，不到五年便研制出了“X装置”。1940年夏，德国为全力对付英国，制订了代号为“海狮”的作战计划，对英国进行轰炸，但是由于白天轰炸造成了巨大的损失，德国在法国和比利时的北部沿海建立起“X装置”定向发射台网，利用导航装置的精确导航对英国实施夜间轰炸。1940年11月14日，德国出动了450架飞机，利用“X装置”导航对英国进行轰炸，几乎把考文垂夷为平地，这样就引发了导航对抗。英国人为了反空袭，找到了对洛伦斯导航系统进行干扰欺骗的办法。例如，英国人在没有专门干扰机的情况下，曾把医院使用的电疗机拿来与德国入侵飞机进行对抗；后来，英国又研制出更为先进的导航对抗系统，致使德国飞行员轰炸的只是旷野而不是指定城市[1]。从此，导航对抗成为电子对抗的新领域。
　　第二次世界大战之后，各种陆基无线电导航系统如雨后春笋般得到建设和发展，为了满足军事需求，导航定位系统向着更高精度、更高可靠性和更远覆盖距离迈进。无线电导航技术飞速发展，逐渐成为主要的导航方式，并从陆基无线电导航发展到高精度、全天候、全球覆盖的卫星导航体系。卫星导航定位技术为现代战争提供了更加精确、可靠和全面的时空基准，催生了蕴含巨大发展潜力和经济价值的地理信息及位置服务产业，其重要性和脆弱性直接引出了“导航战”的概念。
　　1995年，美国国防部指定罗克韦尔(ROCKWELL)公司牵头，成立一个由几家公司参加的研究小组，开始一项为期13个月的有关“导航战”的研究计划，并于1997年4月，在英国召开的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)应用研讨会上，正式提出了“导航战”的概念；将其定义为: 阻止敌方使用卫星导航信息，保证己方和友方可以有效利用卫星导航信息，同时不影响战区以外区域和平利用卫星导航信息。其导航战的作战目标主要有以下三点: 一是在战场上取得导航优势；二是确保GPS系统正常运行，使美军及其盟友不受干扰地使用该系统；三是阻止对手在战场上使用GPS系统，并使对手的卫星导航系统不能正常工作或不能正常使用其服务。
　　随着卫星导航全球系统和区域系统的日益发展完善，围绕卫星导航系统的电子对抗呈现出丰富的技术进展和对抗策略研究。
　　1.1.2卫星导航对抗的研究对象
　　任何导航定位系统都包括导航用户端，它们装在需要导航的运载体上，驾驶员或自动驾驶仪根据导航设备的仪表指示或输出的信号，操纵运载体正确地向目的地前进。这种指示或信号的内容称为导航信息。无线电导航除了要有导航用户端之外，还需要在预先设定的地方(位置已知)安装其他设备与用户端配合工作，才能产生导航信息。这些设在已知位置点的导航设备称为导航台，导航台与运载体上的导航设备用无线电波相联系，总的形成一个导航定位系统。
　　对陆基无线电导航系统，其地面导航台通常固定在已知位置，除了干扰其用户接收机，也可以实施对导航台的打击。卫星导航定位系统，其构成则较为复杂，一般包括三个部分: 空间部分、地面监控系统、用户接收系统。因此对卫星导航系统的电子干扰多集中在系统构成的三个方面[2]。
　　1. 对空间星座实施干扰
　　对星座的干扰有以下几种途径: 发射专用卫星对地面注入站发送的上行信号(S波段)进行截获分析，寻求对导航卫星的有效干扰，使导航卫星不能正常工作或发射错误导航信息，从而使用户得不到精确的导航信息甚至是错误的导航信息；扰乱导航卫星上的对日定向系统，使其不能让太阳能电池帆板始终对准太阳，致使整个卫星电子设备因缺乏能源而不能正常工作；扰乱卫星姿态三轴稳定系统或推进系统，使卫星天线的辐射不能对准地面，从而使地面接收不到导航卫星下行的导航电文或使卫星偏离正确轨道位置；通过干扰降低卫星时钟校准参数的精度及卫星星历中有关卫星位置数据的精度。
　　2. 对测控系统的干扰
　　通过对卫星导航地面监控系统的通信数据的截获和分析研究，采取无线电干扰、信息安全攻击等手段，对其信号中继实施有效干扰，可以使其地面站之间无法传递信息和数据，导致地面运控设施难以正常工作，从而使得整个导航系统无法正常运转，以达到干扰的目的。
　　3. 对接收系统的干扰
　　对卫星导航地面监控、测控系统、空间星座进行打击或干扰，实施难度大，并非通常意义上的电子对抗，因此，对导航接收机的干扰一直是国内外研究的重点。由于卫星导航信号产生机制的公开性，对接收机系统的干扰可行性较强；常采用压制或欺骗等多种手段，对导航终端进行直接干扰，使其无法输出或错误输出导航信息，进而起到控制导航系统正常使用的作用。
　　所以，目前导航对抗的研究对象主要还是各种平台、地面设施或个人使用的导航或授时接收机，对抗的目的就是干扰甚至欺骗用户接收机，使其不能正常接收导航信号，使用导航定位或授时定时功能。
　　1.1.3导航对抗的内涵与要素
　　为了执行各种各样的军事任务，现代军事作战对导航技术提出了更多更高的要求[1]。
　　1. 具有强的电子对抗能力
　　随着卫星导航军事作用的急剧扩展，导航电子对抗问题开始变得越来越重要，导航电子对抗包括对导航信号的侦收、阻塞干扰、欺骗干扰和系统的反利用等。因此为军事作战服务的新型导航系统应该具有强大的电子对抗能力。
　　2. 导航信息的多样性与更高的精度
　　导航是C4ISR系统的重要组成部分。导航为各作战单位提供实时定位与航向航速等信息，通过广播或报告的方式，让指挥员掌握己方各单位在战场上的分布与动向；让各作战单位了解周围友方单位与自己的位置关系。导航不仅要提供导航用户或平台的实时位置，必要时还要给出载体的航向与姿态信息。战场上敌我双方作战单位常常近距离交织在一起，而且迅速移位变化，如果所提供的导航信息精度不够，便有可能提供含混甚至错误的敌我态势。
　　只有利用高精度的导航信息，才能使作战单位按照指挥员的意图，在准确的时间出现在精确的地点，这是新型作战思想所要求的。所以，导航信息的多样性(位置、速度、姿态、时间等)及高于敌方精度的导航信息将对形成军事优势具有重要作用。
　　3. 连续实时服务与易维护
　　无论对于航行还是战场作战，军事导航均要求所提供的导航信息是实时的、连续的，而且具有所需要的数据更新率，否则高的精度便可能失去意义。为了用户使用方便，不能对系统的操作与维护人员提出很高的技能要求，应利用现代计算机技术及自动故障诊断与隔离技术，使导航系统能被一般操作人员使用与维护。
　　4. 高动态大区域自主式导航能力
　　军用运载体有时具有很大的动态范围，比如高速运动或做突然的机动，要求此时导航精度不能下降。为了提高系统生存能力，导航系统*好是自主式的。为了适应作战需要，导航系统的覆盖范围至少要能包括作战区域，越大越好，直至覆盖全球。
　　总之，军事作战的性质要求导航以*高可能的置信度提供等于或超过任务需要的服务；同时，又希望阻止对手利用导航信息完成军事行动。
　　因此，“导航战”中的电子对抗内容，亦称为导航对抗，是电子对抗行动在导航应用领域的集中呈现，其内涵包含保护与阻止2个重要基本要素，即防御性导航对抗和攻击性导航对抗。攻击性导航对抗的目标是在有限区域内使导航系统失去能力，而在世界其他地区则不受影响，或选择可用性，保证授权用户正常使用而使非授权用户不能正常使用导航信号。防御性导航对抗的目的则是防止对手使用各种攻击性技术来干扰或摧毁己方和友军的卫星导航业务，包括各种抗干扰技术和对干扰源的探测攻击等。
　　进入二十一世纪以来，发展具有多重抗干扰手段的星基导航定位系统和综合导航定位技术成为趋势，特别是近年来，随着卫星导航、惯性导航及组合导航技术的快速发展，围绕自主导航技术、全源导航、卫星星间链路等技术的研究不断深入，与之相适应的导航战理论逐步深化，形成了较为完备的理论和技术体系。
　　1.2卫星导航对抗系统的应用特点及发展趋势
　　1.2.1卫星导航对抗系统的应用特点
　　导航对抗是电子对抗理论技术在导航领域的集中体现。电子对抗，亦称电子战。在电磁和声空间中，运用电磁能、声能和定向能的特性，去控制电磁频谱和声谱，实现攻击敌军和保护己军作战效能的军事行动，包括电子对抗侦察、电子进攻和电子防御。电子对抗分为雷达对抗、通信对抗、光电对抗、无线电导航对抗、水声对抗，以及反辐射攻击等，是信息作战的主要形式(《信息作战术语词典》)。其内容包括电子对抗侦察、电子进攻、电子防御三个部分。
　　随着电子技术的发展，电子对抗进入了一个手段、对象、空间、技术全面发展的新阶段，由单一电子对抗技术发展为电子对抗系统，战术技术也更加融合。对抗技术层面，各种抗干扰能力强的新技术、新设备投入运用，针对这些抗干扰手段的干扰技术研究构成电子对抗技术不断攀升发展的驱动力。由于抗干扰或电子防御技术主要集中于目标系统的发展研究，本书的对抗内涵主要集中于电子侦察和电子干扰。
　　因此，卫星导航对抗系统和其他电子对抗系统一样，应该由侦察系统、干扰系统构成。所不同的是，导航卫星的轨道是公开的，信号辐射具有空域开放性。导航信号传输距离远，信号到达地面微弱，对卫星导航信号的侦察一般需要建设固定的高增益侦察站，因此，卫星导航对抗侦察更大程

目录
第1章绪论1
1.1导航对抗概述1
1.1.1导航对抗的起源与发展2
1.1.2卫星导航对抗的研究对象3
1.1.3导航对抗的内涵与要素4
1.2卫星导航对抗系统的应用特点及发展趋势5
1.2.1卫星导航对抗系统的应用特点5
1.2.2导航及导航对抗系统的发展趋势8
第2章卫星导航系统信号模型与调制特征分析9
2.1卫星导航信号设计概述9
2.2卫星导航信号模型及特征分析10
2.2.1复用技术10
2.2.2信号模型及时频域特征11
2.3GPS系统信号与新调制信号特征分析16
2.3.1GPS信号频率与现代化发展简介16
2.3.2传统GPS信号的调制方式18
2.3.3新一代GPS信号的调制方式19
2.3.4GPSIII信号复用模型24
2.4GLONASS系统信号特征分析31
2.4.1信号频率31
2.4.2GLONASS卫星导航信号的调制32
2.4.3GLONASS的现代化进程34
2.5北斗系统信号特征分析34
2.5.1信号频率34
2.5.2“北斗”卫星导航信号的调制36
2.6GALILEO系统信号特征分析40
第3章卫星导航对抗侦察45
3.1导航对抗侦察概述45
3.1.1导航对抗侦察的任务46
3.1.2导航对抗侦察的特点和手段47
3.2侦察接收设备的基本组成和工作原理48
3.2.1侦察接收设备49
3.2.2无线电测向设备50
3.2.3卫星导航信号侦察接收系统51
3.3卫星导航系统侦察计算模型54
3.3.1卫星导航信号侦察概述54
3.3.2卫星导航系统侦察计算模型54
3.3.3对卫星导航增强台的侦察61
3.4卫星导航信号的检测分析64
3.4.1卫星导航信号实测分析方法64
3.4.2时域波形及电平统计66
3.4.3对直接序列扩频信号(DSSS)码序列的估计68
3.4.4调制域分析72
3.4.5功率谱估计73
3.5在轨GPS卫星信号实测分析75
3.5.1GPSⅢ L1频点信号分析76
3.5.2GPSⅢ L2频点信号分析82
3.5.3GPSⅢ L5频点信号分析86
3.6GPSM码序列盲分离和盲识别算法研究89
3.6.1M码序列盲分离理论性能分析89
3.6.2M码序列盲分离与盲识别算法概述91
3.6.3同相支路M码序列识别91
3.6.4正交支路M码序列识别94
第4章卫星导航电子干扰原理98
4.1卫星导航干扰概述98
4.2电子干扰的基本理论100
4.2.1电子干扰概述100
4.2.2电子干扰的一般过程及影响干扰的因素101
4.2.3压制系数与干扰方程105
4.2.4电子干扰的主要技术手段107
4.3对直接序列扩频体制导航信号的干扰113
4.3.1对直接序列扩频体制导航信号的波形瞄准式干扰113
4.3.2对直接序列扩频体制导航信号的相关阻塞式干扰115
4.3.3对直接序列扩频体制导航信号的单频(或窄带)阻塞式干扰118
4.3.4对直接序列扩频体制导航信号的均匀频谱宽带阻塞式干扰120
4.4卫星导航压制干扰与干扰信号样式121
4.4.1实施压制干扰的要素分析121
4.4.2连续波扫频干扰125
4.4.3宽带干扰125
4.4.4伪随机序列噪声干扰128
4.4.5基于信号检测的相关干扰129
4.4.6窄脉冲干扰134
4.5卫星导航欺骗干扰与干扰方式137
4.5.1卫星导航欺骗干扰原理137
4.5.2针对民码的产生式干扰138
4.5.3转发式欺骗干扰139
4.5.4欺骗干扰的危害性144
4.5.5转发欺骗干扰的限制145
4.5.6采用欺骗与压制相结合的干扰技术体制146
第5章卫星导航抗干扰技术及能力分析148
5.1卫星导航系统级抗干扰能力分析148
5.1.1采用新型编码和调制方式148
5.1.2升级任务载荷加大授权信号功率149
5.2卫星导航用户段综合抗干扰能力分析150
5.2.1卫星导航信号处理流程150
5.2.2捕获环路抗干扰性能分析153
5.2.3跟踪环路抗干扰性能分析157
5.2.4GPS信号抗干扰属性分析162
5.3卫星导航接收终端抗压制干扰技术166
5.3.1基于频域滤波抗干扰的干扰分析166
5.3.2基于时域抗干扰的干扰分析172
5.3.3自适应调零天线抗干扰技术177
5.3.4射频前端抗干扰技术181
5.4卫星导航/惯性导航组合抗干扰技术181
5.4.1卫星导航/惯性导航组合技术的发展与应用181
5.4.2卫星导航/惯性导航滤波组合方式183
5.4.3卫星导航/惯性导航组合技术抗干扰能力分析184
第6章GPS对抗要素计算与干扰分析192
6.1GPS对抗概述 192
6.1.1现役GPS的脆弱性192
6.1.2GPS抗干扰技术的发展和应用194
6.1.3卫星导航干扰的基本途径与现状197
6.2GPS干扰要素计算198
6.2.1GPS信号的抗干扰裕度分析198
6.2.2GPS信号的干扰功率估算199
6.2.3压制式干扰有效距离计算199
6.3针对抗干扰信号处理的压制式GPS干扰技术分析202
6.3.1抗频域滤波处理的干扰参数优化分析202
6.3.2抗时域滤波处理的干扰参数优化分析206
6.4GPS信号时域相关干扰分析209
6.4.1相关干扰原理与算法设计209
6.4.2GPSⅢ民用信号相关干扰模型214
6.5对军事系统时统干扰原理221
6.5.1卫星导航系统授时221
6.5.2对军事系统的时统干扰224
第7章GPS分布式干扰与区域增强定位一体化225
7.1GPS增强系统225
7.2转发干扰一体化定位原理及误差分析226
7.2.1定位方程226
7.2.2误差分析227
7.2.3转发干扰与区域增强定位一体化仿真分析230
7.3星基导航体系对抗232
7.3.1导航定位系统的体系性232
7.3.2导航定位系统体系化对抗需求分析234
7.3.3分布式干扰及区域导航一体化234
参考文献236