Luận văn research and development of advanced signal processing algorithms for multi gnss software receivers

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ thống về cả độ chính xác,

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HANOL UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

‘TRUONG MINH DUC

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF ADVANCED SIGNAL PROCESSING ALGORITHMS

FOR MULTI-GNSS SOFTWARE RECEIVERS

MASTER OF SCIENCE THESIS:

COMPUTER AND COMMUNICATION ENGINELRING

ACADEMIC SUPERVISOR:

Dr Tạ Hải Tùng

Hana 2015

_BO GIAO DUC VA DAO TAQ |

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA HA NOL

TRUONG MINH DUC

NGHIÊN CỨU VÀ PHAT TRIEN GIAI THUAT

XỬ LÝ TÍN HIỆU TIÊN TIỀN CHO

BO TITU MEM DA IIE TIONG GNSS

Chuyên ngành : Kỹ thuật máy tỉnh và truyền thông

LUAN VAN THAC Si KHOA HOC

KỸ THUẬT MAY TINH VA TRUYEN THONG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :

TS Ta Hai Tùng

Ha NGi — Nam 2015

Acknowledgements

An the first words of this thesis, | am extremely grateful to those who in various ways

contributed Lo all the research activ ilies presonited in this thesis

Foremost, I would like to express my sincere gratitude to my advisor Dr Ta Tai Tung for the continuous support, for his patience, motivation, enthusiasm, and immense Imowledge His guidance helped me in all the time of res

The list could not be complete without Growing NAVIS project, funded by the Luropean Commission under the IP7 Call Galileo.2011.4,3-1 International Activities (Grant Agreement No 287203), for supporting my internship at ISMB from March to June, 2014

Last but very not least, Ï cannot thank enough my parents and my sister for their belief,

encouragement and Tove that definitely arc my limitless power

Atomic Frequency Standards

Assisted Global Navigation Satellite System Additive White Gaussian Noise

Binary Offset Carrier

Code Division Muliple Access

Central Processing Unit Delay Lack Loop

Dilution Of Precision:

Digital signal processing Farth-Centered, Rarth-Fixed European Geostationary Navigation Overlay Service Frequency Division Multiple Access

Forward Error correction Fast Fourier ‘Transform

Frequency Lock Loop

Ficld-programmable gate array Geometric Dilution Of Precision

Geostationary Earth Orbit

Global Navigation Satellite System

Goodness of Fit

Global Positioning System

Graphics processing unit

Interface Control Document

Tnlernediate Frequency Inclined geosynchronous orbit

Tndiar Regional Navigation Satcllits System,

Navigation Data Unit Position Dilution Of Precision Phase Lock Loop

Positioning, Navigation and T'uming, Pseudo-Random Noise

Position, Velovity, and Time Quasi-Zenith Satellite System Radio Frequency

Regional Navigation Satellite System Software Defined Radio

Time Dilution Of Precision Texas Spoofing Test Battery Wide Area Augmentation System

Atomic Frequency Standards

Assisted Global Navigation Satellite System Additive White Gaussian Noise

Binary Offset Carrier

Code Division Muliple Access

Central Processing Unit Delay Lack Loop

Dilution Of Precision:

Digital signal processing Farth-Centered, Rarth-Fixed European Geostationary Navigation Overlay Service Frequency Division Multiple Access

Forward Error correction Fast Fourier ‘Transform

Frequency Lock Loop

Ficld-programmable gate array Geometric Dilution Of Precision

Geostationary Earth Orbit

Global Navigation Satellite System

Goodness of Fit

Global Positioning System

Graphics processing unit

Interface Control Document

Tnlernediate Frequency Inclined geosynchronous orbit

Tndiar Regional Navigation Satcllits System,

«_ Chương 2: Design of Mulfi-GNSS receiver: Chương nảy tập trung váo thiế

gủa bộ thu mm Cách triển khai cae module của bộ thu mềm và phương thức

hoạt động của từng module cũng được trinh bảy trong chương này:

ing detection on software receiver: Chuong nay tong hap cic

« Chương 3: §p

thông tì cơ bán vẻ hai phương pháp phát hiện giả mạo sứ dụng trong bộ thu

mềm và cách triển khai các module nay Ngoai ra chuong nay củng điểm qua xuột số đặc chiếm của bộ dữ liệu chuẩn TEXTBATT

« Chuong 4: Experiment Results: Chuong nay trình bảy về kết quả thứ nghiệm

hoạt động của bộ ha nêm với cô 4 hệ thông định vị sử dụng vệ tĩnh loàn cầu

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có

thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ

thống về cả độ chính xác, khả năng sẵn sàng và dộ tỉa cậy, Kết quả thử nghiệm

của hai phương pháp phát hiện giá mạo tín hiệu cũng được trình bảy trong

chương này Hai phương pháp này đêu cho thấy khả năng phát hiện được tín

hiệu bị giả mạo khi áp dụng với bộ dữ liêu TEXTBAT,

«© Kết liận

TTém lại, luận văn đã thực hiện được các yêu cầu đặt ra ban đâu nhu nghiên cứu và phát

triển một bộ thu mễm đa hệ thông, thử nghiệm hoạt động của bộ thu mêm: nghiên cửu,

kiểm thử khả năng phải hiện giả mạo của hai phương pháp SignTest va GoF

Navigation Data Unit Position Dilution Of Precision Phase Lock Loop

Positioning, Navigation and T'uming, Pseudo-Random Noise

Position, Velovity, and Time Quasi-Zenith Satellite System Radio Frequency

Regional Navigation Satellite System Software Defined Radio

Time Dilution Of Precision Texas Spoofing Test Battery Wide Area Augmentation System

«_ Chương 2: Design of Mulfi-GNSS receiver: Chương nảy tập trung váo thiế

gủa bộ thu mm Cách triển khai cae module của bộ thu mềm và phương thức

hoạt động của từng module cũng được trinh bảy trong chương này:

ing detection on software receiver: Chuong nay tong hap cic

« Chương 3: §p

thông tì cơ bán vẻ hai phương pháp phát hiện giả mạo sứ dụng trong bộ thu

mềm và cách triển khai các module nay Ngoai ra chuong nay củng điểm qua xuột số đặc chiếm của bộ dữ liệu chuẩn TEXTBATT

« Chuong 4: Experiment Results: Chuong nay trình bảy về kết quả thứ nghiệm

hoạt động của bộ ha nêm với cô 4 hệ thông định vị sử dụng vệ tĩnh loàn cầu

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có

thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ

thống về cả độ chính xác, khả năng sẵn sàng và dộ tỉa cậy, Kết quả thử nghiệm

của hai phương pháp phát hiện giá mạo tín hiệu cũng được trình bảy trong

chương này Hai phương pháp này đêu cho thấy khả năng phát hiện được tín

hiệu bị giả mạo khi áp dụng với bộ dữ liêu TEXTBAT,

«© Kết liận

TTém lại, luận văn đã thực hiện được các yêu cầu đặt ra ban đâu nhu nghiên cứu và phát

triển một bộ thu mễm đa hệ thông, thử nghiệm hoạt động của bộ thu mêm: nghiên cửu,

kiểm thử khả năng phải hiện giả mạo của hai phương pháp SignTest va GoF

«_ Chương 2: Design of Mulfi-GNSS receiver: Chương nảy tập trung váo thiế

gủa bộ thu mm Cách triển khai cae module của bộ thu mềm và phương thức

hoạt động của từng module cũng được trinh bảy trong chương này:

ing detection on software receiver: Chuong nay tong hap cic

« Chương 3: §p

thông tì cơ bán vẻ hai phương pháp phát hiện giả mạo sứ dụng trong bộ thu

mềm và cách triển khai các module nay Ngoai ra chuong nay củng điểm qua xuột số đặc chiếm của bộ dữ liệu chuẩn TEXTBATT

« Chuong 4: Experiment Results: Chuong nay trình bảy về kết quả thứ nghiệm

hoạt động của bộ ha nêm với cô 4 hệ thông định vị sử dụng vệ tĩnh loàn cầu

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có

thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ

thống về cả độ chính xác, khả năng sẵn sàng và dộ tỉa cậy, Kết quả thử nghiệm

của hai phương pháp phát hiện giá mạo tín hiệu cũng được trình bảy trong

chương này Hai phương pháp này đêu cho thấy khả năng phát hiện được tín

hiệu bị giả mạo khi áp dụng với bộ dữ liêu TEXTBAT,

«© Kết liận

TTém lại, luận văn đã thực hiện được các yêu cầu đặt ra ban đâu nhu nghiên cứu và phát

triển một bộ thu mễm đa hệ thông, thử nghiệm hoạt động của bộ thu mêm: nghiên cửu,

kiểm thử khả năng phải hiện giả mạo của hai phương pháp SignTest va GoF

Commitment

1 commit myself to be the person who was responsible for conducting this study All reference figures wore oxtracled with clear derivation, The presented resulis are truthful and have not published in any other person’s work

HaNoi, December 29% 2014

Truong Minh Đức

«_ Chương 2: Design of Mulfi-GNSS receiver: Chương nảy tập trung váo thiế

gủa bộ thu mm Cách triển khai cae module của bộ thu mềm và phương thức

hoạt động của từng module cũng được trinh bảy trong chương này:

ing detection on software receiver: Chuong nay tong hap cic

« Chương 3: §p

thông tì cơ bán vẻ hai phương pháp phát hiện giả mạo sứ dụng trong bộ thu

mềm và cách triển khai các module nay Ngoai ra chuong nay củng điểm qua xuột số đặc chiếm của bộ dữ liệu chuẩn TEXTBATT

« Chuong 4: Experiment Results: Chuong nay trình bảy về kết quả thứ nghiệm

hoạt động của bộ ha nêm với cô 4 hệ thông định vị sử dụng vệ tĩnh loàn cầu

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có

thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ

thống về cả độ chính xác, khả năng sẵn sàng và dộ tỉa cậy, Kết quả thử nghiệm

của hai phương pháp phát hiện giá mạo tín hiệu cũng được trình bảy trong

chương này Hai phương pháp này đêu cho thấy khả năng phát hiện được tín

hiệu bị giả mạo khi áp dụng với bộ dữ liêu TEXTBAT,

«© Kết liận

TTém lại, luận văn đã thực hiện được các yêu cầu đặt ra ban đâu nhu nghiên cứu và phát

triển một bộ thu mễm đa hệ thông, thử nghiệm hoạt động của bộ thu mêm: nghiên cửu,

kiểm thử khả năng phải hiện giả mạo của hai phương pháp SignTest va GoF

Atomic Frequency Standards

Assisted Global Navigation Satellite System Additive White Gaussian Noise

Binary Offset Carrier

Code Division Muliple Access

Central Processing Unit Delay Lack Loop

Dilution Of Precision:

Digital signal processing Farth-Centered, Rarth-Fixed European Geostationary Navigation Overlay Service Frequency Division Multiple Access

Forward Error correction Fast Fourier ‘Transform

Frequency Lock Loop

Ficld-programmable gate array Geometric Dilution Of Precision

Geostationary Earth Orbit

Global Navigation Satellite System

Goodness of Fit

Global Positioning System

Graphics processing unit

Interface Control Document

Tnlernediate Frequency Inclined geosynchronous orbit

Tndiar Regional Navigation Satcllits System,

Chapter 2; Design of Multi-GNSS receiver

1 Receiver general architecture

Chapter 3: Spoofing detection on software receiver

1 11 Sgoofing detectiontheory Hypothesis tosh - -

12 Application of hypothesis test to GNSS receivers 63

13 SianTest

1.4 Goodness of Fit Test

2 Spoofing detection method implementation

Chapter 4: Experiment resulls

1 Graphic User Interface 74

2 Signal synchronization and Demodulation modul m m

TOM TAT LUAN VAN

Ngày nay, định vị sử đựng vệ tỉnh đóng vai trò quan trong trong nhiễu lĩnh vue: giao thông, bản đổ, cứu hộ, giám sái mỗi budng, quân sự, Các hệ thống định vị sử dụng

vệ tỉnh hiện đại bao gồm cả các hệ thông cũ đang, được nâng cap nhu GPS, GLONASS

hay các hệ thống mới đang được xây dựng như Galile, Beido đều øung cấp các tin Tưệu mới với các công nghệ tiên tiễn như: điều chế dịch sóng mang nhị phân (BOC), kỹ thuật ghép kênh điều chế sóng mang thích nghỉ tương quan (CASM) Một yếu câu xmới đặt ra cho các bộ thu tin hiệu là phải có khả năng hoạt động với các tin hiện mới, hoạt động đa hệ thống

Tuy nhiên, dễ đáp ứng yêu cầu này, các bộ thu củng truyền thống (ASIC) cân phải thiết

Xế và chế tạo lại Điều này yêu cẩu chỉ phí tương đối cao Do vậy, hướng phái triển các

bộ thu mềm hoạt động trên các vĩ xử lý có khả năng lập trình được đang được quan

tâm rộng rấi củng với sự phát triển mạnh mẽ vẻ năng lực tính toán của các vì xử lý nảy

Bộ thu mm có tru điểm là cầu trúc xử lý linh hoạt, mẻm đẻo đễ đàng thực hiện việc

nang cap, thay déi do vay hoan toan có thể đáp ứng dược yêu cầu trên

Ngoài ra, nhiêu ứng dụng định vị sử dụng về linh có yêu cầu cao về độ an loàn và tỉnh

chỉnh xác như hàng hãi, hàng không, hay đường sắt Hiện nay, một trong những mối de

dọa chính tới độ chính xác của dich vu định vị sử dựng về tỉnh là can nhiều như phá sóng hay giả mạo tin hiệu Tuy nhiên, tin hiệu GNSS phổ thông không được trang bị

bất kỳ ruột phương pháp chống can nhiều rào bến Irong nó Vì vậy, các phương pháp

chống can nhiễu trong quá trình xử lý tin hiện lả một ván dé cần được xem xét trong,

r thực tế đó, luận văn tập trung vào nghiên cứu và phát trình bộ thụ

smém da hệ thống vả nghiên cứu về các phương pháp phát hiện giả mạo tỉn hiệu Đóng, góp chính của luận văn như sau

N cửu và phải tr giải pháp dịnh vị da hệ thủng so với giải pháp dơn hệ thống sử đụng dữ hiệu thực

«_ Nghiên cứu hai phương pháp phát hiện giả mạo tín hiệu, với tên gọi SigriTest và GoF, và đánh giá khả năng hoạt động của hai phương pháp này với bộ đữ liệu ghuấn TEXTBAT được sử dụng rộng rấi trơng dánh giá hiệu răng cửa các kỹ thuật phát hiện/ loại bỏ giá mạo tin hiệu

một bộ thu muểm đã hệ thống, đánh giá hiệu nắng của

Từ các nội dung như trên, luận văn dược tổ chức nhu sau:

« Chương 1: Fundamental Background: Chương nảy giới thiệu tổng quan vẻ

môi trường định vị đa hệ thống — kiến trúc cơ bản, trạng thái hiện tại của các hệ

thống, định vị sử dụng vệ tỉnh hiện có, ưu điểm và thách thức của định vị đa hệ

thống Cơ số lý thuyết về bộ thu mềm cũng dược giới Hiệu ở chương tây.

TOM TAT LUAN VAN

Ngày nay, định vị sử đựng vệ tỉnh đóng vai trò quan trong trong nhiễu lĩnh vue: giao thông, bản đổ, cứu hộ, giám sái mỗi budng, quân sự, Các hệ thống định vị sử dụng

vệ tỉnh hiện đại bao gồm cả các hệ thông cũ đang, được nâng cap nhu GPS, GLONASS

hay các hệ thống mới đang được xây dựng như Galile, Beido đều øung cấp các tin Tưệu mới với các công nghệ tiên tiễn như: điều chế dịch sóng mang nhị phân (BOC), kỹ thuật ghép kênh điều chế sóng mang thích nghỉ tương quan (CASM) Một yếu câu xmới đặt ra cho các bộ thu tin hiệu là phải có khả năng hoạt động với các tin hiện mới, hoạt động đa hệ thống

Tuy nhiên, dễ đáp ứng yêu cầu này, các bộ thu củng truyền thống (ASIC) cân phải thiết

Xế và chế tạo lại Điều này yêu cẩu chỉ phí tương đối cao Do vậy, hướng phái triển các

bộ thu mềm hoạt động trên các vĩ xử lý có khả năng lập trình được đang được quan

tâm rộng rấi củng với sự phát triển mạnh mẽ vẻ năng lực tính toán của các vì xử lý nảy

Bộ thu mm có tru điểm là cầu trúc xử lý linh hoạt, mẻm đẻo đễ đàng thực hiện việc

nang cap, thay déi do vay hoan toan có thể đáp ứng dược yêu cầu trên

Ngoài ra, nhiêu ứng dụng định vị sử dụng về linh có yêu cầu cao về độ an loàn và tỉnh

chỉnh xác như hàng hãi, hàng không, hay đường sắt Hiện nay, một trong những mối de

dọa chính tới độ chính xác của dich vu định vị sử dựng về tỉnh là can nhiều như phá sóng hay giả mạo tin hiệu Tuy nhiên, tin hiệu GNSS phổ thông không được trang bị

bất kỳ ruột phương pháp chống can nhiều rào bến Irong nó Vì vậy, các phương pháp

chống can nhiễu trong quá trình xử lý tin hiện lả một ván dé cần được xem xét trong,

r thực tế đó, luận văn tập trung vào nghiên cứu và phát trình bộ thụ

smém da hệ thống vả nghiên cứu về các phương pháp phát hiện giả mạo tỉn hiệu Đóng, góp chính của luận văn như sau

N cửu và phải tr giải pháp dịnh vị da hệ thủng so với giải pháp dơn hệ thống sử đụng dữ hiệu thực

«_ Nghiên cứu hai phương pháp phát hiện giả mạo tín hiệu, với tên gọi SigriTest và GoF, và đánh giá khả năng hoạt động của hai phương pháp này với bộ đữ liệu ghuấn TEXTBAT được sử dụng rộng rấi trơng dánh giá hiệu răng cửa các kỹ thuật phát hiện/ loại bỏ giá mạo tin hiệu

một bộ thu muểm đã hệ thống, đánh giá hiệu nắng của

Từ các nội dung như trên, luận văn dược tổ chức nhu sau:

« Chương 1: Fundamental Background: Chương nảy giới thiệu tổng quan vẻ

môi trường định vị đa hệ thống — kiến trúc cơ bản, trạng thái hiện tại của các hệ

thống, định vị sử dụng vệ tỉnh hiện có, ưu điểm và thách thức của định vị đa hệ

thống Cơ số lý thuyết về bộ thu mềm cũng dược giới Hiệu ở chương tây.

Chapter 2; Design of Multi-GNSS receiver

1 Receiver general architecture

Chapter 3: Spoofing detection on software receiver

1 11 Sgoofing detectiontheory Hypothesis tosh - -

12 Application of hypothesis test to GNSS receivers 63

13 SianTest

1.4 Goodness of Fit Test

2 Spoofing detection method implementation

Chapter 4: Experiment resulls

1 Graphic User Interface 74

2 Signal synchronization and Demodulation modul m m

Commitment

1 commit myself to be the person who was responsible for conducting this study All reference figures wore oxtracled with clear derivation, The presented resulis are truthful and have not published in any other person’s work

HaNoi, December 29% 2014

Truong Minh Đức

«_ Chương 2: Design of Mulfi-GNSS receiver: Chương nảy tập trung váo thiế

gủa bộ thu mm Cách triển khai cae module của bộ thu mềm và phương thức

hoạt động của từng module cũng được trinh bảy trong chương này:

ing detection on software receiver: Chuong nay tong hap cic

« Chương 3: §p

thông tì cơ bán vẻ hai phương pháp phát hiện giả mạo sứ dụng trong bộ thu

mềm và cách triển khai các module nay Ngoai ra chuong nay củng điểm qua xuột số đặc chiếm của bộ dữ liệu chuẩn TEXTBATT

« Chuong 4: Experiment Results: Chuong nay trình bảy về kết quả thứ nghiệm

hoạt động của bộ ha nêm với cô 4 hệ thông định vị sử dụng vệ tĩnh loàn cầu

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có

thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ

thống về cả độ chính xác, khả năng sẵn sàng và dộ tỉa cậy, Kết quả thử nghiệm

của hai phương pháp phát hiện giá mạo tín hiệu cũng được trình bảy trong

chương này Hai phương pháp này đêu cho thấy khả năng phát hiện được tín

hiệu bị giả mạo khi áp dụng với bộ dữ liêu TEXTBAT,

«© Kết liận

TTém lại, luận văn đã thực hiện được các yêu cầu đặt ra ban đâu nhu nghiên cứu và phát

triển một bộ thu mễm đa hệ thông, thử nghiệm hoạt động của bộ thu mêm: nghiên cửu,

kiểm thử khả năng phải hiện giả mạo của hai phương pháp SignTest va GoF

Atomic Frequency Standards

Assisted Global Navigation Satellite System Additive White Gaussian Noise

Binary Offset Carrier

Code Division Muliple Access

Central Processing Unit Delay Lack Loop

Dilution Of Precision:

Digital signal processing Farth-Centered, Rarth-Fixed European Geostationary Navigation Overlay Service Frequency Division Multiple Access

Forward Error correction Fast Fourier ‘Transform

Frequency Lock Loop

Ficld-programmable gate array Geometric Dilution Of Precision

Geostationary Earth Orbit

Global Navigation Satellite System

Goodness of Fit

Global Positioning System

Graphics processing unit

Interface Control Document

Tnlernediate Frequency Inclined geosynchronous orbit

Tndiar Regional Navigation Satcllits System,

«_ Chương 2: Design of Mulfi-GNSS receiver: Chương nảy tập trung váo thiế

gủa bộ thu mm Cách triển khai cae module của bộ thu mềm và phương thức

hoạt động của từng module cũng được trinh bảy trong chương này:

ing detection on software receiver: Chuong nay tong hap cic

« Chương 3: §p

thông tì cơ bán vẻ hai phương pháp phát hiện giả mạo sứ dụng trong bộ thu

mềm và cách triển khai các module nay Ngoai ra chuong nay củng điểm qua xuột số đặc chiếm của bộ dữ liệu chuẩn TEXTBATT

« Chuong 4: Experiment Results: Chuong nay trình bảy về kết quả thứ nghiệm

hoạt động của bộ ha nêm với cô 4 hệ thông định vị sử dụng vệ tĩnh loàn cầu

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có

thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ

thống về cả độ chính xác, khả năng sẵn sàng và dộ tỉa cậy, Kết quả thử nghiệm

của hai phương pháp phát hiện giá mạo tín hiệu cũng được trình bảy trong

chương này Hai phương pháp này đêu cho thấy khả năng phát hiện được tín

hiệu bị giả mạo khi áp dụng với bộ dữ liêu TEXTBAT,

«© Kết liận

TTém lại, luận văn đã thực hiện được các yêu cầu đặt ra ban đâu nhu nghiên cứu và phát

triển một bộ thu mễm đa hệ thông, thử nghiệm hoạt động của bộ thu mêm: nghiên cửu,

kiểm thử khả năng phải hiện giả mạo của hai phương pháp SignTest va GoF

TOM TAT LUAN VAN

Ngày nay, định vị sử đựng vệ tỉnh đóng vai trò quan trong trong nhiễu lĩnh vue: giao thông, bản đổ, cứu hộ, giám sái mỗi budng, quân sự, Các hệ thống định vị sử dụng

vệ tỉnh hiện đại bao gồm cả các hệ thông cũ đang, được nâng cap nhu GPS, GLONASS

hay các hệ thống mới đang được xây dựng như Galile, Beido đều øung cấp các tin Tưệu mới với các công nghệ tiên tiễn như: điều chế dịch sóng mang nhị phân (BOC), kỹ thuật ghép kênh điều chế sóng mang thích nghỉ tương quan (CASM) Một yếu câu xmới đặt ra cho các bộ thu tin hiệu là phải có khả năng hoạt động với các tin hiện mới, hoạt động đa hệ thống

Tuy nhiên, dễ đáp ứng yêu cầu này, các bộ thu củng truyền thống (ASIC) cân phải thiết

Xế và chế tạo lại Điều này yêu cẩu chỉ phí tương đối cao Do vậy, hướng phái triển các

bộ thu mềm hoạt động trên các vĩ xử lý có khả năng lập trình được đang được quan

tâm rộng rấi củng với sự phát triển mạnh mẽ vẻ năng lực tính toán của các vì xử lý nảy

Bộ thu mm có tru điểm là cầu trúc xử lý linh hoạt, mẻm đẻo đễ đàng thực hiện việc

nang cap, thay déi do vay hoan toan có thể đáp ứng dược yêu cầu trên

Ngoài ra, nhiêu ứng dụng định vị sử dụng về linh có yêu cầu cao về độ an loàn và tỉnh

chỉnh xác như hàng hãi, hàng không, hay đường sắt Hiện nay, một trong những mối de

dọa chính tới độ chính xác của dich vu định vị sử dựng về tỉnh là can nhiều như phá sóng hay giả mạo tin hiệu Tuy nhiên, tin hiệu GNSS phổ thông không được trang bị

bất kỳ ruột phương pháp chống can nhiều rào bến Irong nó Vì vậy, các phương pháp

chống can nhiễu trong quá trình xử lý tin hiện lả một ván dé cần được xem xét trong,

r thực tế đó, luận văn tập trung vào nghiên cứu và phát trình bộ thụ

smém da hệ thống vả nghiên cứu về các phương pháp phát hiện giả mạo tỉn hiệu Đóng, góp chính của luận văn như sau

N cửu và phải tr giải pháp dịnh vị da hệ thủng so với giải pháp dơn hệ thống sử đụng dữ hiệu thực

«_ Nghiên cứu hai phương pháp phát hiện giả mạo tín hiệu, với tên gọi SigriTest và GoF, và đánh giá khả năng hoạt động của hai phương pháp này với bộ đữ liệu ghuấn TEXTBAT được sử dụng rộng rấi trơng dánh giá hiệu răng cửa các kỹ thuật phát hiện/ loại bỏ giá mạo tin hiệu

một bộ thu muểm đã hệ thống, đánh giá hiệu nắng của

Từ các nội dung như trên, luận văn dược tổ chức nhu sau:

« Chương 1: Fundamental Background: Chương nảy giới thiệu tổng quan vẻ

môi trường định vị đa hệ thống — kiến trúc cơ bản, trạng thái hiện tại của các hệ

thống, định vị sử dụng vệ tỉnh hiện có, ưu điểm và thách thức của định vị đa hệ

thống Cơ số lý thuyết về bộ thu mềm cũng dược giới Hiệu ở chương tây.

Chapter 2; Design of Multi-GNSS receiver

1 Receiver general architecture

Chapter 3: Spoofing detection on software receiver

1 11 Sgoofing detectiontheory Hypothesis tosh - -

12 Application of hypothesis test to GNSS receivers 63

13 SianTest

1.4 Goodness of Fit Test

2 Spoofing detection method implementation

Chapter 4: Experiment resulls

1 Graphic User Interface 74

2 Signal synchronization and Demodulation modul m m

Commitment

1 commit myself to be the person who was responsible for conducting this study All reference figures wore oxtracled with clear derivation, The presented resulis are truthful and have not published in any other person’s work

HaNoi, December 29% 2014

Truong Minh Đức

Atomic Frequency Standards

Assisted Global Navigation Satellite System Additive White Gaussian Noise

Binary Offset Carrier

Code Division Muliple Access

Central Processing Unit Delay Lack Loop

Dilution Of Precision:

Digital signal processing Farth-Centered, Rarth-Fixed European Geostationary Navigation Overlay Service Frequency Division Multiple Access

Forward Error correction Fast Fourier ‘Transform

Frequency Lock Loop

Ficld-programmable gate array Geometric Dilution Of Precision

Geostationary Earth Orbit

Global Navigation Satellite System

Goodness of Fit

Global Positioning System

Graphics processing unit

Interface Control Document

Tnlernediate Frequency Inclined geosynchronous orbit

Tndiar Regional Navigation Satcllits System,

Navigation Data Unit Position Dilution Of Precision Phase Lock Loop

Positioning, Navigation and T'uming, Pseudo-Random Noise

Position, Velovity, and Time Quasi-Zenith Satellite System Radio Frequency

Regional Navigation Satellite System Software Defined Radio

Time Dilution Of Precision Texas Spoofing Test Battery Wide Area Augmentation System

Atomic Frequency Standards

Assisted Global Navigation Satellite System Additive White Gaussian Noise

Binary Offset Carrier

Code Division Muliple Access

Central Processing Unit Delay Lack Loop

Dilution Of Precision:

Digital signal processing Farth-Centered, Rarth-Fixed European Geostationary Navigation Overlay Service Frequency Division Multiple Access

Forward Error correction Fast Fourier ‘Transform

Frequency Lock Loop

Ficld-programmable gate array Geometric Dilution Of Precision

Geostationary Earth Orbit

Global Navigation Satellite System

Goodness of Fit

Global Positioning System

Graphics processing unit

Interface Control Document

Tnlernediate Frequency Inclined geosynchronous orbit

Tndiar Regional Navigation Satcllits System,

«_ Chương 2: Design of Mulfi-GNSS receiver: Chương nảy tập trung váo thiế

gủa bộ thu mm Cách triển khai cae module của bộ thu mềm và phương thức

hoạt động của từng module cũng được trinh bảy trong chương này:

ing detection on software receiver: Chuong nay tong hap cic

« Chương 3: §p

thông tì cơ bán vẻ hai phương pháp phát hiện giả mạo sứ dụng trong bộ thu

mềm và cách triển khai các module nay Ngoai ra chuong nay củng điểm qua xuột số đặc chiếm của bộ dữ liệu chuẩn TEXTBATT

« Chuong 4: Experiment Results: Chuong nay trình bảy về kết quả thứ nghiệm

hoạt động của bộ ha nêm với cô 4 hệ thông định vị sử dụng vệ tĩnh loàn cầu

Cac kết quả thực nghiệm cho thấy giải pháp định vị đa hệ thống là hoản toản có

thế thục hiện được và giải pháp nảy cho hiệu năng tắt hơn giải pháp đi vị đơn hệ

thống về cả độ chính xác, khả năng sẵn sàng và dộ tỉa cậy, Kết quả thử nghiệm

của hai phương pháp phát hiện giá mạo tín hiệu cũng được trình bảy trong

chương này Hai phương pháp này đêu cho thấy khả năng phát hiện được tín

hiệu bị giả mạo khi áp dụng với bộ dữ liêu TEXTBAT,

«© Kết liận

TTém lại, luận văn đã thực hiện được các yêu cầu đặt ra ban đâu nhu nghiên cứu và phát

triển một bộ thu mễm đa hệ thông, thử nghiệm hoạt động của bộ thu mêm: nghiên cửu,

kiểm thử khả năng phải hiện giả mạo của hai phương pháp SignTest va GoF

Chapter 2; Design of Multi-GNSS receiver

1 Receiver general architecture

Chapter 3: Spoofing detection on software receiver

1 11 Sgoofing detectiontheory Hypothesis tosh - -

12 Application of hypothesis test to GNSS receivers 63

13 SianTest

1.4 Goodness of Fit Test

2 Spoofing detection method implementation

Chapter 4: Experiment resulls

1 Graphic User Interface 74

2 Signal synchronization and Demodulation modul m m

Atomic Frequency Standards

Assisted Global Navigation Satellite System Additive White Gaussian Noise

Binary Offset Carrier

Code Division Muliple Access

Central Processing Unit Delay Lack Loop

Dilution Of Precision:

Digital signal processing Farth-Centered, Rarth-Fixed European Geostationary Navigation Overlay Service Frequency Division Multiple Access

Forward Error correction Fast Fourier ‘Transform

Frequency Lock Loop

Ficld-programmable gate array Geometric Dilution Of Precision

Geostationary Earth Orbit

Global Navigation Satellite System

Goodness of Fit

Global Positioning System

Graphics processing unit

Interface Control Document

Tnlernediate Frequency Inclined geosynchronous orbit

Tndiar Regional Navigation Satcllits System,

TOM TAT LUAN VAN

Ngày nay, định vị sử đựng vệ tỉnh đóng vai trò quan trong trong nhiễu lĩnh vue: giao thông, bản đổ, cứu hộ, giám sái mỗi budng, quân sự, Các hệ thống định vị sử dụng

vệ tỉnh hiện đại bao gồm cả các hệ thông cũ đang, được nâng cap nhu GPS, GLONASS

hay các hệ thống mới đang được xây dựng như Galile, Beido đều øung cấp các tin Tưệu mới với các công nghệ tiên tiễn như: điều chế dịch sóng mang nhị phân (BOC), kỹ thuật ghép kênh điều chế sóng mang thích nghỉ tương quan (CASM) Một yếu câu xmới đặt ra cho các bộ thu tin hiệu là phải có khả năng hoạt động với các tin hiện mới, hoạt động đa hệ thống

Tuy nhiên, dễ đáp ứng yêu cầu này, các bộ thu củng truyền thống (ASIC) cân phải thiết

Xế và chế tạo lại Điều này yêu cẩu chỉ phí tương đối cao Do vậy, hướng phái triển các

bộ thu mềm hoạt động trên các vĩ xử lý có khả năng lập trình được đang được quan

tâm rộng rấi củng với sự phát triển mạnh mẽ vẻ năng lực tính toán của các vì xử lý nảy

Bộ thu mm có tru điểm là cầu trúc xử lý linh hoạt, mẻm đẻo đễ đàng thực hiện việc

nang cap, thay déi do vay hoan toan có thể đáp ứng dược yêu cầu trên

Ngoài ra, nhiêu ứng dụng định vị sử dụng về linh có yêu cầu cao về độ an loàn và tỉnh

chỉnh xác như hàng hãi, hàng không, hay đường sắt Hiện nay, một trong những mối de

dọa chính tới độ chính xác của dich vu định vị sử dựng về tỉnh là can nhiều như phá sóng hay giả mạo tin hiệu Tuy nhiên, tin hiệu GNSS phổ thông không được trang bị

bất kỳ ruột phương pháp chống can nhiều rào bến Irong nó Vì vậy, các phương pháp

chống can nhiễu trong quá trình xử lý tin hiện lả một ván dé cần được xem xét trong,

r thực tế đó, luận văn tập trung vào nghiên cứu và phát trình bộ thụ

smém da hệ thống vả nghiên cứu về các phương pháp phát hiện giả mạo tỉn hiệu Đóng, góp chính của luận văn như sau

N cửu và phải tr giải pháp dịnh vị da hệ thủng so với giải pháp dơn hệ thống sử đụng dữ hiệu thực

«_ Nghiên cứu hai phương pháp phát hiện giả mạo tín hiệu, với tên gọi SigriTest và GoF, và đánh giá khả năng hoạt động của hai phương pháp này với bộ đữ liệu ghuấn TEXTBAT được sử dụng rộng rấi trơng dánh giá hiệu răng cửa các kỹ thuật phát hiện/ loại bỏ giá mạo tin hiệu

một bộ thu muểm đã hệ thống, đánh giá hiệu nắng của

Từ các nội dung như trên, luận văn dược tổ chức nhu sau:

« Chương 1: Fundamental Background: Chương nảy giới thiệu tổng quan vẻ

môi trường định vị đa hệ thống — kiến trúc cơ bản, trạng thái hiện tại của các hệ

thống, định vị sử dụng vệ tỉnh hiện có, ưu điểm và thách thức của định vị đa hệ

thống Cơ số lý thuyết về bộ thu mềm cũng dược giới Hiệu ở chương tây.

Navigation Data Unit Position Dilution Of Precision Phase Lock Loop

Positioning, Navigation and T'uming, Pseudo-Random Noise

Position, Velovity, and Time Quasi-Zenith Satellite System Radio Frequency

Regional Navigation Satellite System Software Defined Radio

Time Dilution Of Precision Texas Spoofing Test Battery Wide Area Augmentation System