轩辕实验室┃利用开源项目实现定位和时间欺骗（二）
以下文章来源于轩辕实验室 ，作者轩辕实验室
1 下载编译gps-sdr-sim
该项目以RINEX格式的GPS星历档案和想要定位的位置为输入，生成全球定位系统基带信号，供软件无线电平台回放。生成样本的默认最大持续时间为三分钟。可以通过以下命令在linux系统上获取GPS-SDR-SIM的代码并编译：
$ git clone git@github.com:osqzss/gps-sdr-sim.git
$ cd gps-sdr-sim
$ gcc gpssim.c -lm -fopenmp -o gps-sdr-sim
可以查看GPS-SDR-SIM命令的具体用法
2 软件无线电平台
为了将信号传输到真实的环境中，我们需要软件定义的无线电平台，如HackRF、BladeRF、USRP。HackRF是一个使用USB 2.0接口的开源SDR平台，工作在10MHz到6GHz的频段，最大支持20Msps采样速率，但只有半双工。它提供了从主机驱动到ARM固件甚至硬件方案、PCB布局和BOM的每一个设计细节。BladeRF采用USB 3.0接口，工作在300MHz至3.8GHz频段，支持独立的RX/TX 12位40MSPS正交采样和全双工。BladeRF似乎比HackRF具有更好的射频性能，因为它使用一个集成的射频芯片来支持300兆赫兹到3.8兆赫兹的所有工作射频频率范围。HackRF使用印刷电路板上的一些射频开关和射频转换器将2.3千兆赫兹和2.7千兆赫兹之间的窄工作频率扩展到10兆赫兹和6千兆赫兹，这带来了相当大的射频功率损耗。但根据我们的实验，HackRF和BladeRF发射的GPS信号都可以被常规GPS接收机解码。在这里我们使用HackRF来实现。
./gps-sdr-sim -e brdc3540.14n -l 31.603202, 120.466576, 100 -b 8 -d 100
可以通过以上代码来生成2014年12月20日静态位置的GPS基带信号样本。这里需要指定星历文件(可自行更新至最新的星历数据)，设置经纬度，必须指定采样精度为8否则用hackRF one欺骗成功率不高。在这里需要注意的是，参考的文章都没有添加-d参数，实验的过程中发现没有这个参数生成的仿真文件为空，所以我在这里使用-d 100生成了一个100s的gps信号文件（约500M）。
另外如果有其他目的也可以伪造一个动态的GPS数据样本，例如欺骗计步器，轨迹等
$./gps-sdr-sim -e brdc3540.14n -u circle.csv -b 8
3 HackRF发射GPS数据
基带信号样本产生后，我们可以通过软件无线电平台的天线进行传输。我们可以使用下面的命令行使用HackRF以1575.42兆赫兹重复传输样本。
hackrf_transfer -t gpssim.bin -f 1575420000 -s 2600000 -a 1 -x 0 -R
实现结果
手机终端40秒左右就可以被欺骗成功，如果不成功可以考虑将-x 0改为-x 10或20，或者重新生成基带信号文件试试。实验参数如下：
| Item | Value |
|---|---|
| Hardware | HackRF one |
| Test device | iPhone 7plus |
| Test network | China Mobile LTE, China Unicom LTE |
| Real location | East China Normal University |
| Real localtime | Africa (31.603202IN, 120.466576E) |
该结果表明手机对GPS信号的依赖程度很高，手机内的应用更是如此。
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