هوشمندسازي گيرنده شهري GPS در برابر اختلال فريب

دكتري

در دهه اخير حمله فريب به‌عنوان خطرناك‌ترين دخالت عمدي در GPS شناخته شده است. هدف فريب‌دهنده وادار كردن گيرنده GPS به توليد راه‌حل ناوبري غلط است. در واقع، فريب از مهم‌ترين تهديدات پيش‌روي سيگنال‌هاي GPS است كه روش‌هاي معمول افزايش دقت قادر به مقابله با آن نيستند. اين رساله به منظور شناسايي حمله فريب و مقابله با آن تدوين شده است. مقابله با فريب از دو مرحله شناسايي و جبران تشكيل مي‌شود. براي مقابله مطمئن با اختلال فريب روش‌هاي مختلفي در بخش‌هاي مختلف گيرنده پيشنهاد و پياده‌سازي مي‌گردد. به‌طوري كه حمله فريب در هر نقطه از گيرنده رخ دهد، روش جامع پيشنهادي قادر به شناسايي و كاهش آن است. به منظور راست‌آزمايي روش‌هاي پيشنهادي چهار روند مختلف توليد فريب طراحي و پياده‌سازي گرديد. در بخش اكتساب الگوريتم شناسايي و كاهش بي‌درنگ بر پايه تبديل موجك پيشنهاد مي‌شود كه در آن، اختلالات ناشي از فريب به‌صورت ضرايب بزرگ موجك خود را نشان مي‌دهند. بعد از حذف سيگنال ماهواره مربوطه به دنبال شناسايي و بازيابي ماهواره‌هاي حذف شده در اثر حمله فريب خواهيم بود. براي اين منظور نيز از تبديل موجك گسسته بر پايه درخت دوگانه استفاده مي‌شود. اين روش به طور متوسط 85% از خطاي فريب را در داده‌هاي مختلف ايستا و متحرك كاهش مي‌دهد. شناسايي فريب در حلقه رديابي با معرفي يك معيار جامع بر اساس نمونه‌هاي فريب از تابع همبستگي مختلط انجام مي‌شود. معيار پيشنهادي هم جز حقيقي و جز موهومي خروجي همبستگي را در چندين شاخه بررسي مي‌كند. معيار پيشنهادي با خطاي 2/0% و ضريب دقت 8/3 برتري قابل ملاحظه‌اي نسبت به ديگر معيارها از خود نشان مي‌دهد. تصميم‌گيري در مورد معتبر يا جعلي بودن يك سيگنال با معيار پيشنهادي توسط آزمون‌هاي فرضيه آماري در الگوريتم شناسايي پيشنهادي انجام مي‌شود. براي جبران خطاي ناشي از فريب در حلقه رديابي يك فيلتر كالمن گسترش يافته تطبيقي پيشنهاد مي‌گردد كه به عنوان تخمين‌گر به PLL حلقه رديابي اعمال مي‌‌شود. در الگوريتم كاهش فريب يك راه جديد براي تخمين همزمان ماتريس پراكنش‌ از بردار اندازه‌گيري و بردار نويز فرآيند مطابق با كيفيت سيگنال GPS ارائه مي‌گردد. پياده‌سازي الگوريتم پيشنهادي موفق به كاهش 87% اي خطاي ناشي از فريب در همه انواع داده‌ها مي‌شود.

190645

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر سيدمحمدرضا موسوي ميركلايي - دكتر علي صدر