一种GPS导航欺骗系统的制作方法

一种gps导航欺骗系统
技术领域
1.本实用新型涉及飞行器欺骗管控系统，特别是一种gps导航欺骗系统。


背景技术：

2.随着无人机快速推进和发展，在无人机的便捷实用背后，隐藏着无人机黑飞造成的不良后果值得引起人们的重视，特别是一些重要敏感的场合，例如监狱、民航机场、人民政府大楼等敏感区域，无人机若被违法分子用于不良用途或干扰正常交通生活将会破坏社会和谐发展。
3.传统的方法，是采用雷达或者大功率压制式干扰方式，该方式是用干扰源在卫星导航信号的频率上发射固定带宽和高功率的噪声信号，使目标接收机收到的正常导航信号信噪比下降，从而难以正常工作的干扰技术。压制式干扰的特点是信号发射功率大、干扰范围较大，这会影响周围的正常无线电和gps信号，且无人机被干扰后行为不可控。


技术实现要素：

4.为此，需要提供一种gps导航欺骗系统，解决目前压制式干扰飞行器对难以对目标飞行器进行精准管控的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种gps导航欺骗系统，包括fpga芯片、gps接收机、射频收发器和时钟电路，所述gps接收机通过uart连接fpga芯片，所述fpga芯片与射频收发器连接，所述时钟电路的输出端与fpga芯片、射频收发器连接，所述gps接收机用于接受外界真实卫星导航信号并将其传输给fpga芯片，所述fpga芯片用于产生模拟卫星导航信号并将模拟卫星导航信号或真实卫星导航信号转发给射频收发器，所述射频收发器用于将模拟卫星导航信号或真实卫星导航信号发送给目标接收机，所述时钟电路用于为fpga芯片和射频收发器提供参考时钟。
6.进一步，所述gps接收机包括卫星导航天线接口、电容c174、电感l1、电容c176、电阻r144、电阻r311、发光二极管led4、定位信号接受器u21、纽扣电池b1、电阻r138、二极管d4、电容c175、有极性电容c173、mos管q8、电阻r139、电阻r141，卫星导航天线接口连接电容c174和电感l1，电容c174的另一端连接定位信号接受器u21的引脚16，电感l1的另一端连接电容c176和定位信号接受器u21的引脚18，电容c176的另一端接地，定位信号接受器u21的引脚28连接电阻r144和电阻r311，电阻r144的另一端连接fpga芯片，电阻r311的另一端连接发光二极管led4的正极，发光二极管led4的负极接地，纽扣电池b1的正极连接定位信号接受器u21的引脚11和电阻r138，电阻r138的另一端连接二极管d4的负极，二极管d4的正极连接接受器u21的引脚6、电容c175、有极性电容c173正极和mos管q8的s极，电容c175的另一端和有极性电容c173负极共同接地，mos管q8的d极连接3v3电源端，mos管q8的s极g极连接电阻r139和电阻r141，电阻r139的另一端连接5v5电源端，电阻r141连接fpga芯片的电源控制端，定位信号接受器u21的引脚4和引脚3分别通过电阻r142和电阻143与fpga芯片进行数据传输连接。
7.卫星导航天线接口连接外部天线，用于接收外部真实的卫星导航信号，并通过uart传至fpga。
8.进一步，所述定位信号接受器u21的型号为lea-m8t,所述纽扣电池b1的型号为ml621s/f9d，所述mos管的型号为si2342ds。
9.进一步，所述fpga芯片的型号为xc7z100-2ffg900i。fpga芯片通过gtx高速端口与收发器ad9371对接，作为采集数据通道接口。
10.进一步，所述fpga芯片连接有程序存储芯片、数据存储芯片、外设网口、串口、复位电路、jtag接口和led。数据存储芯片用于存储采集回来的空中信号，外设网口用于对外传输所采集的数据，或作为用户的交互控制接口。fpga的串口作为用户监控接口，查看系统状态、配置系统参数。fpga的复位电路，为系统提供全局复位功能。fpga的jtag接口，作为系统在线调试和下载程序的接口。fpga的led，用来作为系统的工作状态指示。fpga的i/o接口，作为fpga的对外扩展接口，作为测试接口或供用户作为扩展功能。
11.进一步，所述程序存储芯片的型号为n25q256a11ef840，所述数据存储芯片的型号为n25q00aa11gsf40g。
12.进一步，所述射频收发器的型号为ad9371，所述射频收发器上连接有smp天线，所述smp天线连接有功率放大器pa和低噪声放大器lna。smp天线结合有功率放大器pa和低噪声放大器lna形成有员收发天线，smp天线采集的信号经过射频收发器将模拟信号变换为基带信号传输给fpga芯片，fpga芯片进行数字信号基带处理，对采集下来的真实信号存储记录在数据存储芯片上。
13.进一步，所述时钟电路包括时钟芯片，所述时钟芯片的型号为ad9520,所述时钟芯片上连接有恒温晶振ocxo，所述时钟芯片上连接有外参考时钟接口,所述时钟芯片的输出端连接fpga芯片和射频收发器。ad9520具有较低带宽噪声，参考时钟通过板卡外部输入或者由板卡上的恒温晶振ocxo产生，时钟芯片提供系统所需高稳定度的参考时钟。
14.上述技术方案具有以下有益效果：
15.本实用新型中，电路结构图简单、操作方便，gps接收机通过外接天线接收外界的真实卫星导航信号，射频收发器通过向目标接收机发送欺骗信号，欺骗信号为真实卫星导航信号或模拟的模拟卫星导航信号，目标接收机接受欺骗信号后，则被本系统进行控制导航，从而有效的对目标物进行管制、捕获与跟踪，时钟电路能够为fpga芯片、射频收发器提供精准的时钟，保持系统的稳定运行。
附图说明
16.图1为具体实施方式所述gps导航欺骗系统的模块连接框图。
17.图2为具体实施方式所述gps接收机的电路图。
18.图3-6为具体实施方式所述射频收发器的电路图。
19.图7-8为具体实施方式所述fpga芯片的电路图。
20.图9为具体实施方式所述程序存储芯片的电路图。
21.图10为具体实施方式所述数据存储芯片的电路图。
22.图11为具体实施方式所述复位电路的电路图。
23.图12-13为具体实施方式所述时钟芯片的电路图。
24.图14为具体实施方式所述恒温晶振ocxo和外参考时钟接口的电路图。
具体实施方式
25.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
26.请参阅图1-14，本实施例提供一种gps导航欺骗系统，包括fpga芯片、gps接收机、射频收发器和时钟电路，所述gps接收机通过uart连接fpga芯片，所述fpga芯片与射频收发器连接，所述时钟电路的输出端与fpga芯片、射频收发器连接，所述gps接收机用于接受外界真实卫星导航信号并将其传输给fpga芯片，所述fpga芯片用于产生模拟卫星导航信号并将模拟卫星导航信号或真实卫星导航信号转发给射频收发器，所述射频收发器用于将模拟卫星导航信号或真实卫星导航信号发送给目标接收机，所述时钟电路用于为fpga芯片和射频收发器提供参考时钟。
27.如图2，所述gps接收机包括卫星导航天线接口、电容c174、电感l1、电容c176、电阻r144、电阻r311、发光二极管led4、定位信号接受器u21、纽扣电池b1、电阻r138、二极管d4、电容c175、有极性电容c173、mos管q8、电阻r139、电阻r141。
28.卫星导航天线接口连接电容c174和电感l1，电容c174的另一端连接定位信号接受器u21的引脚16，电感l1的另一端连接电容c176和定位信号接受器u21的引脚18，电容c176的另一端接地，定位信号接受器u21的引脚28连接电阻r144和电阻r311，电阻r144的另一端连接fpga芯片，电阻r311的另一端连接发光二极管led4的正极，发光二极管led4的负极接地，纽扣电池b1的正极连接定位信号接受器u21的引脚11和电阻r138，电阻r138的另一端连接二极管d4的负极，二极管d4的正极连接接受器u21的引脚6、电容c175、有极性电容c173正极和mos管q8的s极，电容c175的另一端和有极性电容c173负极共同接地，mos管q8的d极连接3v3电源端，mos管q8的s极g极连接电阻r139和电阻r141，电阻r139的另一端连接5v5电源端，电阻r141连接fpga芯片的电源控制端，定位信号接受器u21的引脚4和引脚3分别通过电阻r142和电阻143与fpga芯片进行数据传输连接。
29.卫星导航天线接口连接外部天线，用于接收外部真实的卫星导航信号，并通过uart传至fpga。
30.本实施例中，所述定位信号接受器u21的型号为lea-m8t,所述纽扣电池b1的型号为ml621s/f9d，所述mos管的型号为si2342ds。所述卫星导航天线接口的型号为jsmp-m-jwhd8。
31.如图7-8，所述fpga芯片的型号为xc7z100-2ffg900i。fpga芯片通过gtx高速端口与收发器ad9371对接，作为采集数据通道接口。
32.所述fpga芯片连接有程序存储芯片(如图9)、数据存储芯片(如图10)、外设网口、串口、复位电路(如图11)、jtag接口和led。本实施例中复位电路中包括型号为tps3808g01dbv。
33.数据存储芯片用于存储采集回来的空中信号，外设网口用于对外传输所采集的数据，或作为用户的交互控制接口。fpga的串口作为用户监控接口，查看系统状态、配置系统参数。fpga的复位电路，为系统提供全局复位功能。fpga的jtag接口，作为系统在线调试和下载程序的接口。fpga的led，用来作为系统的工作状态指示。fpga的i/o接口，作为fpga的
对外扩展接口，作为测试接口或供用户作为扩展功能。
34.本实施例中，所述程序存储芯片的型号为n25q256a11ef840，所述数据存储芯片的型号为n25q00aa11gsf40g。
35.如图3-6中，所述射频收发器的型号为ad9371，所述射频收发器上连接有smp天线，所述smp天线连接有功率放大器pa和低噪声放大器lna。
36.smp天线结合有功率放大器pa和低噪声放大器lna形成有员收发天线，smp天线采集的信号经过射频收发器将模拟信号变换为基带信号传输给fpga芯片，fpga芯片进行数字信号基带处理，对采集下来的真实信号存储记录在数据存储芯片上。
37.具体的，射频收发器前端接口留有1个接收端口rx通道，发射端口t1,t2两个通道，带宽是100m，可作为回放导航欺骗信号。
38.如图12-14，所述时钟电路包括时钟芯片，所述时钟芯片的型号为ad9520,所述时钟芯片上连接有恒温晶振ocxo，所述时钟芯片上连接有外参考时钟接口,所述时钟芯片的输出端连接fpga芯片和射频收发器。
39.ad9520具有较低带宽噪声，参考时钟通过板卡外部输入或者由板卡上的恒温晶振ocxo产生，时钟芯片提供系统所需高稳定度的参考时钟。
40.本实用新型中，电路结构图简单、操作方便，gps接收机通过外接天线接收外界的真实卫星导航信号，射频收发器通过向目标接收机发送欺骗信号，欺骗信号为真实卫星导航信号或模拟的模拟卫星导航信号，目标接收机接受欺骗信号后，则被本系统进行控制导航，从而有效的对目标物进行管制、捕获与跟踪，时钟电路能够为fpga芯片、射频收发器提供精准的时钟，保持系统的稳定运行。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
或“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
42.尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。