[發明專利]一種MSB-AGPS定位的位置隱私保護方法

有效

• 申請號: 201711051869.9
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107831512B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 張釗;華景煜;仲盛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

本發明了公開一種MSB?AGPS定位的位置隱私保護方法，采用k匿名的方式將GPS設備探測到的真實的SMS信息片段和其他的k?1組偽造的相似的SMS信息片段混合在一起組成k組片段，并標記真實的SMS信息片段在這k組片段中的位置，隨后將這k組片段一起上傳到服務器；服務器根據上傳的k組片段數據與自身從衛星接收到的NMS信號計算出相應的位置，k組片段對應的坐標，然后將坐標返回給GPS設備；GPS設備收到服務器發來的k組片段對應的坐標后，分解出真實的SMS信息片段對應的坐標。本發明可以在不影響AGPS的定位功能的基礎上對GPS設備的位置進行保護，使第三方位置服務器難以追蹤到GPS設備的精確位置。

技術領域

本發明涉及一種MSB-AGPS定位的位置隱私保護方法，屬于數據安全技術領域。

背景技術

GPS已經成為現在智能設備的主要功能之一，一個標準的GPS設備可以只依賴衛星來實現定位，在這種場景下并不存在任何位置泄露的風險。但是一方面標準的GPS定位系統存在部分缺陷，另一方面使用者對于定位有其他方面的需求，實際應用中產生了AGPS這種技術來進行GPS的輔助定位工作。AGPS中需要引入第三方的位置服務器來進行定位，因此在定位過程中就產生了對GPS設備位置的隱私需求。

GPS系統包含了31顆衛星，以及地表的控制系統以及GPS接收器。在定位過程中只涉及衛星和GPS接收器兩部分，衛星每天會在軌道上運行兩次。

GPS信號

GPS衛星會持續的向地球發送信號，需要定位的GPS接收器只需要接收信號并且對信號進行解碼工作，根據解碼出來的必要信息來計算自己的位置。衛星發送的信號包括數據碼D碼(navigation data)，測距碼C/A碼(Coarse/Acquisition code)或者P碼，以及載波信號組成。

GPS用戶使用兩種載波信號，L1載波頻率為1575.42Mhz，L2載波頻率為1227.6Mhz。通常L2載波用來供軍方使用，因此我們的所涉及的技術都是基于L1載波的。

C/A碼是一種偽隨機碼，C/A碼是一段1023比特的字串，每個傳送周期為1ms，也就是說其傳送速率為1Mbps。每個衛星都具有獨一無二的固定C/A碼，所以這個C/A碼可以用來辨別衛星。并且C/A碼具有很好地互相關性，接收器可以從混合信號中正確的分辨出每個衛星的信號。

導航電文(navigation data)可以認為由兩部分信息組成的。一部分包含了衛星的粗略軌道以及狀態信息(almanac)；另一部分包含了衛星軌跡的精確信息(ephemeris)。D碼實際上由5個子幀構成，每個子幀包含300比特。由于衛星信號的傳輸速度為50bps，所以每個子幀需要6s的時間來傳輸，整個D碼的傳輸時間需要30s來完成。每個子幀傳送的時候開頭都會以TLM來作為報頭，然后會附加一個時間戳HOW，因此我們會知道每個子幀的精確時間，由此我們可以計算30s內衛星的精確軌跡。

C/A碼和D碼調制到L1載波器后進行傳輸。載波公式為：

S＝A_cC(t)D(t)sin(2πf₁t+φ)

原C/A碼和D碼中的0會在公式中被C(t)和D(t)函數轉換為-1。

GPS定位

GPS設備首先會打開自己的接收器來接受信號，搜索周圍可用的頻率區和碼相位。

在不同的頻率和碼相位延遲下，GPS設備會綜合接收到的包含C/A碼的信號并且進行相關性計算。在三維體系中，相關性最高的代表正確的頻率區和碼相位延遲。在這個過程中GPS可能需要對C/A碼通過FFT算法轉換到頻域。