机器翻译,未经母语人士审校。以英文版为准。

场景类型系列在GitHub上编辑来源:docs/kinds/jamming-spoofing-and-the-spectrum.md

压制干扰(jamming)、欺骗干扰(spoofing)与频谱(场景类型族)

6个场景类型,来自引擎v0.40.0。仅供参考:研究与工程工具的分析输出,不是经型式认可的导航设备,也不是生命安全服务。此处的每个标签都来自引擎或验证矩阵;除非矩阵另有说明,否则某个类型为MODELLED(标签如何获得,见README的“证据”一节)。

专题页面:SPECTRUM、DECEIVED-TIME、IQ-FOLLOW。运行一个:kshana scenarios/jamming-demo.toml。所有类型族:KINDS.md。

引擎为“压制干扰、欺骗干扰与频谱”类型族的各类型生成的图表缩略总览
类别 作用 台账
jamming 链路预算压制干扰:J/S → 有效C/N₀ → 失锁。 MODELLED
spoof 随机时间欺骗检测器(Neyman–Pearson / χ²₁),含蒙特卡罗P_fa/P_md。 MODELLED
spoof-detect 针对参数化攻击(功率优势、载波相位对齐、时间/位置推移;TEXBAT式)的射频/测量组合欺骗检测器(多SV RAIM一致性 + AGC + SQM,融合)。 MODELLED
tracking-loop 跟踪环失锁:C/N0 → 带迟滞的锁定/失锁,失锁所需的时间,以及作为码和载波偏移速率函数的欺骗牵引。 MODELLED
spectrum L波段频谱模型与瀑布图:整个GNSS L波段作为一个功率谱密度(PSD),横轴为频率,纵轴为时间,覆盖脚本化的干扰源时间线。 MODELLED 3 · VALIDATED 2
impairment-eval 机器学习射频损伤检测评估试验台(13494):生成带标注、参数有依据的合成语料(标称/压制干扰/时间欺骗/位置欺骗/多路径),对检测器评分(energy/agc/s MODELLED 1 · VALIDATED 2

jamming#

链路预算压制干扰:J/S → 有效C/N₀ → 失锁。

必填字段:seed、time、receiver、constellation。可选字段:jammer、mask_deg、tracking_threshold_dbhz、degraded_margin_db、signal_power_dbw、temp_k、freq_hz、chip_rate_hz、skyline。

台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):jamming。

kshana scenarios/jamming-demo.toml
引擎为scenarios/jamming-demo.toml(类型jamming)生成的图表

spoof#

随机时间欺骗检测器(Neyman–Pearson / χ²₁),含蒙特卡罗P_fa/P_md。

必填字段:threshold_ns、time、attack、clock_quantum、clock_classical。

台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):spoof。

kshana scenarios/spoof-attack.toml
引擎为scenarios/spoof-attack.toml(场景类型spoof)生成的图表

spoof-detect#

针对参数化攻击(功率优势、载波相位对齐、时间/位置推移;TEXBAT式)的射频/测量组合欺骗检测器(多SV RAIM一致性 + AGC + SQM,融合)。

必填字段:attack。可选字段:satellites、detector。

台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):spoof-detect。

kshana scenarios/spoof-detect.toml
引擎为scenarios/spoof-detect.toml(场景类型spoof-detect)生成的图表

tracking-loop#

跟踪环失锁:C/N0 → 带迟滞(WITH HYSTERESIS)的锁定/失锁,失锁所需的时间,以及作为码和载波偏移速率函数的欺骗牵引。引擎现有的拒止和捕获判据是接收功率之比(干扰源在J/S = 30 dB时造成拒止,欺骗源在3 dB时实现捕获);真正的失锁并不是功率比,而是环路的抖动加上动态应力使其越出跟踪门限预算的位置。报告:(1)载波(Costas)环和码(非相干超前/滞后)环的1-sigma热噪声抖动随C/N0的变化,含平方损耗,对照所述规则3sigma_PLL + theta_e <= 45 deg(15度规则的三倍sigma形式)和3sigma_DLL + ramp lag <= d/2 chips;(2)掉锁和重锁的C/N0门限及起决定作用的环路,其中重锁门限由接收机重新牵引时所用的更宽带宽推导(DERIVED)得出,而非断言给出,因此迟滞宽度必须落在5log10(ratio) 与10log10(ratio) dB之间;(3)由带确认驻留的双门限锁定检测器在C/N0斜坡驱动下给出的宣告失锁时间,与物理相位逃逸时间(维特比平均周跳间隔时间,因其跨越数百个数量级而以log10 s表示)分别报告;(4)欺骗牵引极限——受害接收机环路能够跟随的最大码滑移和载波多普勒变化率,附有覆盖两个坐标轴的图,因为滑移快于这些极限的欺骗源并不能捕获环路,而是将其甩开;(5)环路动力学所隐含的拒止半径(DENIAL RADIUS),与现有的功率比半径并列(ALONGSIDE)报告,绝不取而代之,两者的带符号差值作为单独命名的字段(denial_radius_delta_km)给出,并在旁附有定义。每个输出的数值字段都带有单位和出处类别。VALIDATED的闭式:载波和码抖动表达式、环路滤波器化简sqrt(2B_nT) 以及一阶斜坡滞后,已与引擎自身在带种子的合成IF上逐步推进的sdr相关器交叉核对——这是通向同一数值的另一条路径——分别吻合到0.6 %、3.7 % 和0.17 %;周跳时间背后的修正贝塞尔函数I0已与标准制表值核对,吻合到1e-7。有效范围的下限是被断言的,而不仅是陈述:在1 ms下低于约32 dB-Hz时,真实的atan鉴别器相对于其 +-pi/2范围饱和,所测得的抖动小于任何线性理论。MODELLED:环路带宽、积分时间、相关器间距、牵引带宽比、确认驻留、干扰源功率和天线增益都是有代表性的频段数值,而非数据手册数据。未建模:振荡器(阿伦偏差)和振动抖动、前端带宽限制、多路径、AGC动态、数据比特跳变损耗、外部辅助,以及对Costas周跳公式的任何半周修正。在环路动力学下,欺骗捕获根本没有半径——起约束作用的是偏移速率,而不是功率——因此该字段为null并附原因,而不是编造一个数值。不是经认证的接收机性能产品。

必填字段:无。可选字段:pll_bandwidth_hz、dll_bandwidth_hz、predetection_integration_s、correlator_spacing_chips、carrier_allowance_deg、code_allowance_chips、pullin_bandwidth_ratio、drop_confirm_epochs、relock_confirm_epochs、doppler_rate_hz_per_s、code_slew_chips_per_s、cn0_high_dbhz、cn0_low_dbhz、ramp_duration_s、jitter_table_cn0_dbhz、jammer_power_dbw、jammer_gain_dbi、rx_gain_toward_jammer_db、rx_gain_toward_sat_db、signal_power_dbw、temp_k、freq_hz、chip_rate_hz、jammer_type、q_override、denial_js_threshold_db、capture_js_threshold_db、spoof_code_slew_chips_per_s、spoof_doppler_rate_hz_per_s。

台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):tracking-loop。

kshana scenarios/tracking-loop.toml
引擎为scenarios/tracking-loop.toml(场景类型tracking-loop)生成的图表

spectrum#

L波段频谱模型与瀑布图:把整个GNSS L波段作为一张功率谱密度(PSD),横向为频率,纵向为时间,覆盖一条脚本化的干扰机时间线。信号:GPS L1 C/A和L2C(BPSK(1))、Galileo E1开放服务(MBOC(6,1,1/11),或BOC(1,1))、GPS L5和Galileo E5a(BPSK(10)),各自位于其载波,除非另行指定,均取接口规范的最小接收功率(IS-GPS-200、IS-GPS-705、Galileo OS SIS ICD);未对GLONASS、北斗和Galileo E6建模。干扰机:连续波单音、平坦窄带噪声、线性锯齿啁啾,以及与某个频带自身调制匹配的宽带噪声,各有中心频率、带宽、接收功率(直接给定,或通过jamming类型的自由空间路径损耗由EIRP和距离得出)以及开关时间。每个干扰机按其在接收机带宽上的频谱分离系数kappa对每个频带评分,且(C/N0)_eff = [1/(C/N0) + sum (J/S) kappa]^-1;对单个干扰机,这等于jamming类型的抗干扰方程,其中Q = 1/(R_c kappa),报告载有这一交叉核对(以及jamming类型的代表性Q数值,并列给出)。噪声底限为k T_sys,其中T_sys = T_ant + 290 K (F - 1)。瀑布图把每个单元在其频率栅格和所在行上取平均(啁啾精确处理,含整次扫频加上不完整的一次;行中途开关的干扰机按其占空比处理),因此C/N0时间线和图像来自同样的数字;result.json载有按功率做块平均的栅格、每行每个频带的C/N0和J/S,以及每个干扰机每个频带的SSC、Q、J/S、带内J/S和稳态C/N0。可选的[iq]:模型在某一时刻绘制为复IQ,写入SigMF记录(cf32_le或ci16_le)再读回,并与Welch估计比较。可选的[recording](原生构建):真实SigMF记录的Welch PSD与模型并列。VALIDATED:信号PSD对照教科书的主瓣宽度(BPSK(n)零点到零点为2n x 1.023 MHz;BOC(1,1)瓣中心在 +/-1.023 MHz),频谱分离系数对照其帕塞瓦尔闭式解以及Kaplan与Hegarty的Q = 1(CW)和1.5(匹配)。MODELLED:干扰机功率、时间线、前端带宽、连续谱(无码线)处理,以及不含AGC、消隐和天线方向图。

必填字段:无。可选字段:seed、duration_s、step_s、receiver、grid、bands、jammers、iq、recording。

台账:MODELLED 3 · VALIDATED 2。完整页面(含输入、结果、证据与局限):spectrum。

kshana scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml
引擎为scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml(类型spectrum)绘制的图表

impairment-eval#

机器学习射频损伤检测评估试验平台(13494):生成带标签的、有参数依据的合成语料(nominal/jamming/spoof-time/spoof-position/multipath),用与检测器无关的测试框架对检测器(energy|agc|sqm|parity|fused)评分,并报告AUC/ROC/混淆矩阵 + 目标Pfa下的各类Pd,以及分布内与分布外的乐观差距。仅有MODELLED工作特性——绝不使用外场/IQ数据,不给出好/坏结论。

必填字段:无。可选字段:seed、n_per_class、nominal_cn0_dbhz、meas_noise、detector、target_pfa、shift_severity_scale、optimism_tol。

台账:MODELLED 1 · VALIDATED 2。完整页面(含输入、结果、证据与局限):impairment-eval。

kshana scenarios/impairment-eval.toml
引擎为scenarios/impairment-eval.toml(类型impairment-eval)生成的图表