摘 要：随着世界各国的军事实力日渐增强，GPS干扰系统的干扰能力与抗干扰能力研究越来越受到各国人们的重视。要实现对导弹或者其他武器的有效干扰，提高GPS干扰系统的干扰以及抗干扰能力，就要通过MATLAB软件建立起GPS干扰系统的仿真系统模型，对仿真结果进行全面分析，以设计出最优化的干扰和抗干扰手段和方法。文章就GPS干扰系统仿真及仿真结果进行研究，分析出如何有效提高GPS干扰系统的干扰和抗干扰能力的方法。
关键词：GPS干扰系统；仿真；仿真结果；干扰；抗干扰
在GPS仿真模型建立中用到的MATLAB软件是一种常用语科学工程计算工作当中的高级语言工具，其具有高效率、语法较为简单、符合人类思维等优点。除此之外，MATLAB软件的语言调试过程比较便利，由于可以在调试过程中设置多个中断点，实现分段结果的保存，因此方便设计人员对程序中的错误及时地找出并排除。相比起普通的高级语言，MATLAB软件具有在数值计算、特殊函数以及动态系统仿真等方面的优势。因此被选择用于GPS干扰系统的仿真工作中。
1 GPS仿真干扰系统模型
1.1 GPS发射子系统
GPS发射子系统运用了序列扩展频谱技术，在使用BPSK调制载波时，为了形成有效的射频扩散信号，我们可以通过扩频C/A码×导航电文数据后再用模二运算，得出射频扩散信号。GPS发射子系统的工作原理是在通过模二运算得出后完成扩频调制，随之进行载波调制，最终形成GPS发射信号，在发射前需要经过放大。以下为GPS发射子系统的仿真模型。
1.2 GPS接收子系统
在GPS接收子系统接收GPS信号后，先由射频滤波器进行放大，然后加入扩频C/A码进行解扩工作，随后结合同步载波，再一同进行DBPSK解调，最后经过积分器的放大与门限判决模块的转化得出数据信息d（f）。在GPS接收子系统的功能实现中，基带滤波器的功能是其中的关键，它与积分器与门限判决模块的功能实现是完全一致的。以下就为GPS发射子系统的仿真模型。
1.3 GPS信道子系统
GPS的信道子系统在接收GPS信号后，要结合高斯白噪声和干扰形成复合信号，GPS信道子系统的仿真模型如图3所示。
将信号设为s（t），高斯白噪声设为n（t），干扰设为J（t），将三者融合转化形成并到达接收机的复合信号为：r（t）=s（t）+n（t）+J（t）。
1.4 GPS干扰机子系统
GPS干扰机子系统是实现GPS干扰系统的干扰功能的主要组合成模块，所以在对GPS干扰机子系统进行仿真模型建立时需要考虑多方面的因素，包括干扰机子系统的功率Pj、干扰机子系统的上升高度h、干扰机子系统与接收器之间的间距Rj以及干扰机子系统发射的信号入射角α等。对GPS干扰机子系统仿真模型进行分析研究，有助于有针对性地对GPS系统的干扰能力和抗干扰能力进行提高。其中，GPS接收器从干扰机子系统处所接收的信号强度是对GPS系统干扰能力最主要的等级判定参数，但是GPS接收器所接收的GPS信号强度的影响因素有干扰信号在发射时具有的能量和频率、干扰机子系统与接收器的间距、干扰机子系统的上升高度以及接收器所使用的天线类型和质量等。
2 GPS干扰系统仿真结果与分析
2.1 GPS干扰系统仿真环境的设计
在发出信号对GPS接收器干扰时，最关键的影响就是接收器成功接收的干扰信号的功率大小、与干扰机的间距以及上升高度等，另外，还有接收天线的增益效果。与接收天线的增益效果有直接关系的就是干扰信号进入接收器的入射角α，如果入射角α是与接收器垂直的时候，接收天线的增益效果就达到最大；而如果入射角α大于48°，接收天线的增益效果就会大幅度的下降。不同功率、不同类型的干扰信号对接收器的干扰效果也各不相同。
2.2 仿真结果与分析
在相同的环境条件下，相比起窄带CW码，宽带Gold码的干扰效果要好很多。以下我们就假设有效干扰信号误码率大于0.3时，宽带Gold码与窄带CW码分别作为干扰信号时的效果进行分析证明：
（1）宽带Gold码，当干扰机发出的信号功率为1w加上接收器的上升的高度为10km时，干扰机和接收器的有效间距大于8.5km；当干扰机发出的信号功率为2w加上接收器的上升的高度为9km时，干扰机和接收器的有效间距大于13km；当干扰机的上升的高度为7km时，干扰机和接收器的有效间距大于10.2km。
（2）窄带CW码，当干扰机发出的信号功率为5w加上接收器的上升的高度为10km时，干扰机和接收器的有效间距大于10.6km；当干扰机的上升的高度为8km时，干扰机和接收器的有效间距大于8.5km；当干扰机的上升的高度为7km时，干扰机和接收器的有效间距大于7.4km。
2.3 提高GPS干扰能力和抗干扰能力
从以上的分析证明中可以得出，干扰机的上升高度对干扰效果的影响最大。因此为了取得更好的干扰效果，在GPS干扰机的设定中，应采用空基式，放置于山顶或者飞行器等上，而且要采用宽带Gold码作为扩频干扰信号。除此之外，对于GPS导航系统，如果没有一个干扰体系是很难有效地对其进行干扰的。因此在GPS的干扰机设置的平台上应该选用分布式的干扰体系。而在GPS抗干扰的问题处理上，最好能做到同时使用六个以上的干扰源，确保其中一个干扰源受到破坏时，其余的干扰源仍然能够正常运作，将整个干扰体系受到的影响减到最低。因此可以看出，分布式的干扰体系能够同时有效地提高GPS系统的干扰与抗干扰能力。
参考文献
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