جبران سازی خطای فریب سیگنال GPS با بکارگیری تبدیل موجک مبتنی بر الگوریتم PSO در بخش اکتساب گیرنده

فریب یکی از خطرناک ترین اختلالات در سامانه موقعیت یابی جهانی (GPS) است. فریبنده ها با ارسال سیگنالی که از نظر ساختاری کاملا مشابه با سیگنال اصلی GPS است، تلاش می کنند عملکرد بخش های مختلف گیرنده را تحت تاثیر قرار دهند و آن را مجبور به موقعیت یابی اشتباه نمایند. این تحقیق بر مرحله اکتساب تمرکز دارد. در طی فرآیند اکتساب، گیرنده های GPS مقادیر فرکانس داپلر و فاز کد شبه تصادفی (PRN) سیگنال دریافتی را که برای ردیابی سیگنال های ماهواره ای GPS ضروری هستند، تخمین می زنند. یکی از تاثیرات سیگنال فریب در بخش اکتساب گیرنده، افزایش فعل و انفعالات در شاخه های همبستگی متعامد (Q) است. در سال ۲۰۱۸، اضافه نمودن واحد نویززدایی بر روی شاخه همبستگی Q در مرحله اکتساب جهت کاهش فعل و انفعالات مذکور به عنوان یک روش مقابل با فریب ارائه گردید. در این مقاله، روش مذکور به عنوان پایه اصلی کار قرار گرفته است. در اینجا تلاش می شود با بهره گیری از روش های قدرتمند پردازش تکاملی، واحد نویززدایی اضافه شده در شاخه همبستگی Q با هدف مقابله با حمله فریب، به صورت بهینه تنظیم شود. به طور خاص، به منظور دستیابی به الگوریتم نویززدایی مناسب تر برای مقابله با اثرات فریب، به کارگیری الگوریتم تکاملی ازدحام ذرات (PSO) جهت تعیین پارامترهای کلیدی تبدیل موجک گسسته (DWT) بر پایه موجک مادر هار پیشنهاد شده است. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، ابتدا عملکرد الگوریتم را در کاهش نویز در چهار پایگاه داده الگو بلوک ها، برجستگی ، سینوسی سنگین و داپلر سنجیده و با چهار روش نویززدایی معمول Rigrsure، Heursure، Sqtwolog و Minimaxi مقایسه شده است که به ترتیب ۳/۴۷، ۴/۳۸، ۳/۴۷ و ۳۰ درصد کاهش نویزی بیشتر حاصل شد. در نهایت، الگوریتم پیشنهادی در شاخه ی Q واحد اکتساب گیرنده GPS قرار داده شد و عملکرد آن در کاهش اثرات فریب بررسی گردید. نتایج حاصله، نشان دهنده برتری ۷۴/۳۷ درصدی الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با روش پایه است.

کلیدواژه ها:

گیرنده GPS ، حمله فریب ، تبدیل موجک ، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات ، نویززدایی