[實(shí)用新型]檢測(cè)虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的電路及衛(wèi)星導(dǎo)航接收設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320394920.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN203519828U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇指南針導(dǎo)航通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/13
• 分類號(hào): G01S19/13;G01S19/21
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 何青瓦

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及衛(wèi)星導(dǎo)航、定位及授時(shí)領(lǐng)域，特別是涉及一種檢測(cè)虛假導(dǎo)航信號(hào)的電路，以及包括該電路的衛(wèi)星導(dǎo)航接收設(shè)備。?

背景技術(shù)

隨著GPS和“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位以及授時(shí)業(yè)務(wù)在我國(guó)的普遍應(yīng)用，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要影響的行業(yè)部門，如通信、電力、交通等，不僅對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位及授時(shí)業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)性有較高要求，對(duì)其依賴性也大大增強(qiáng)，主要或完全通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航定位及授時(shí)來(lái)提供基礎(chǔ)服務(wù)和技術(shù)支持，因此對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航定位及授時(shí)業(yè)務(wù)的安全性提出了更高要求。?

目前，針對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的干擾主要包括壓制性干擾和欺騙性干擾，壓制性干擾主要是通過(guò)產(chǎn)生高功率的同頻干擾信號(hào)壓制正常信號(hào)的接收，這種干擾易于檢測(cè)發(fā)現(xiàn)。而欺騙性干擾則主要是指和正常信號(hào)特征相同或相似的虛假信號(hào)，具有較強(qiáng)的隱蔽性，當(dāng)接收機(jī)接收到這些虛假信號(hào)后很可能會(huì)以正常信號(hào)來(lái)對(duì)待，完成對(duì)虛假信號(hào)的一系列接收處理，如對(duì)虛假信號(hào)進(jìn)行捕獲和跟蹤、解調(diào)等，獲得虛假信號(hào)中包含的各種虛假信息，進(jìn)而產(chǎn)生各種錯(cuò)誤操作指令，影響重要行業(yè)部門的安全。?

由于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)通常是直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，對(duì)直接序列擴(kuò)頻信號(hào)接收通常包括對(duì)該信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻碼的同步捕獲和跟蹤，即先完成擴(kuò)頻碼的同步捕獲，再轉(zhuǎn)入擴(kuò)頻碼的同步跟蹤，然后在后一級(jí)通過(guò)解調(diào)環(huán)路進(jìn)行載波跟蹤實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的解調(diào)。為此，欺騙性的虛假信號(hào)也采用直接序列擴(kuò)頻信號(hào)，并且采用了與真實(shí)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)相同或者碼型非常接近的擴(kuò)頻碼，這樣當(dāng)接收電路同時(shí)接收到真實(shí)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)和虛假的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)時(shí)，特別是對(duì)于處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，若虛假信號(hào)通過(guò)功率緩變、且能夠保證與真實(shí)信號(hào)的擴(kuò)頻碼相位差在1個(gè)碼片周?期之內(nèi)時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)和虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的同步解擴(kuò)，而當(dāng)虛假信號(hào)功率逐步增大時(shí)，后一級(jí)的解調(diào)環(huán)路很容易從真實(shí)信號(hào)上轉(zhuǎn)移而鎖定虛假信號(hào)，并進(jìn)行載波跟蹤和信息解調(diào)，獲得其中的虛假信息，而真實(shí)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)卻沒(méi)有被載波跟蹤和解調(diào)。?

圖1是現(xiàn)有技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收電路的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)衛(wèi)星導(dǎo)航接收設(shè)備接收到衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，經(jīng)過(guò)射頻放大獲得一定增益，然后經(jīng)過(guò)下變頻單元101將射頻信號(hào)變?yōu)榈椭蓄l（包括零中頻）信號(hào)，然后在解擴(kuò)單元102中對(duì)低中頻的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，解擴(kuò)包括擴(kuò)頻碼的跟蹤，只有進(jìn)入擴(kuò)頻碼跟蹤之后，后一級(jí)的解調(diào)單元103才能有效解調(diào)出衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)中包含的信息。解調(diào)單元103包括載波跟蹤環(huán)路104，該環(huán)路的作用是產(chǎn)生本地載波，理論上該本地載波應(yīng)該與輸入到解調(diào)單元103的低中頻信號(hào)的載波同頻同相，這樣由載波跟蹤環(huán)路104輸出的本地載波與該低中頻信號(hào)相乘后才能恢復(fù)出信息。但由于多普勒效應(yīng)、噪聲等因素影響，進(jìn)入到解調(diào)單元103中的低中頻信號(hào)的載波頻率存在動(dòng)態(tài)變化，也會(huì)出現(xiàn)相位抖動(dòng)，這就要求載波跟蹤環(huán)路104輸出的本地載波能夠同步跟蹤這種變化，始終保持與該低中頻信號(hào)的載波同頻同相。載波跟蹤環(huán)路104包括現(xiàn)有技術(shù)中常用的Costas環(huán)、平方環(huán)等。?

現(xiàn)有技術(shù)中的這種接收電路結(jié)構(gòu)，為虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行欺騙干擾提供了可趁之機(jī)。這里的虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)與真實(shí)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)具有相同的信號(hào)體制，包括信息速率、調(diào)制方式、編碼方式、幀結(jié)構(gòu)等均相同，但導(dǎo)航電文的具體內(nèi)容不同，利用這種虛假的電文可以達(dá)到欺騙甚至攻擊的目的。由于虛假信號(hào)采用了相同的擴(kuò)頻碼編碼方式，圖1中的解擴(kuò)單元102在擴(kuò)頻碼同步跟蹤階段，當(dāng)虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)也被接收進(jìn)入解擴(kuò)單元102后，在虛假信號(hào)與真實(shí)信號(hào)之間的擴(kuò)頻碼相位差不超過(guò)1個(gè)碼片周期時(shí)，解擴(kuò)單元102也同步對(duì)虛假信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻碼跟蹤，即對(duì)虛假信號(hào)解擴(kuò)。這樣，進(jìn)入解調(diào)單元103中的既有真實(shí)信號(hào)，又有虛假信號(hào)。虛假信號(hào)的載波與真實(shí)信號(hào)的載波之間存在一定的頻差，或者存在不穩(wěn)定的相位差，這是由于多普勒頻移以及晶振的頻率偏差及溫度漂移，致使虛假信號(hào)與真實(shí)信號(hào)的載波之間不可能同頻同相。當(dāng)虛假信?號(hào)以逐步增大功率的方式進(jìn)行欺騙干擾時(shí)，解調(diào)單元103中的載波跟蹤環(huán)路104會(huì)由跟蹤真實(shí)信號(hào)的載波轉(zhuǎn)向跟蹤功率較大的虛假信號(hào)的載波，進(jìn)而由解調(diào)真實(shí)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的信息轉(zhuǎn)為解調(diào)虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的信息，達(dá)到欺騙的目的。?

因此，需要針對(duì)這種能夠被接收擴(kuò)頻碼同步跟蹤的虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)提供一種有效的檢測(cè)電路。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種檢測(cè)虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的電路及衛(wèi)星導(dǎo)航接收設(shè)備，當(dāng)虛假衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)與真實(shí)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的時(shí)間偏差在一個(gè)擴(kuò)頻碼片之內(nèi)，并存在頻差和/或不穩(wěn)定的相位差，虛假信號(hào)仍能夠被有效檢測(cè)出來(lái)。?