[發(fā)明專利]一種抗欺騙干擾的空時采樣導(dǎo)航定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010040054.6
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111198387A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳莉莉;賈云飛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/30
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 侯瓊;王品華

1.一種抗欺騙干擾的空時采樣導(dǎo)航定位方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)獲取目標(biāo)信號：

接收機捕獲跟蹤GPS信號，再對其進行混頻、解擴和復(fù)共軛操作，得到目標(biāo)信號r(t)：

其中，上標(biāo)A和S分別代表真實GPS信號和欺騙GPS信號，下標(biāo)i表示GPS信號的編號，L₁表示接收機可視的真實GPS信號的數(shù)目，L₂表示接收機可視的欺騙GPS信號的數(shù)目，α_i(t)表示在t時刻產(chǎn)生的第i個GPS信號的隨機抖動，A(t)為信道增益，c_i(·)為第i個GPS信號的擴頻碼，d(t)為衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，f_d為多普勒頻率，w(t)為加性白噪聲，τ為信號傳輸延時；θ_i表示第i個GPS信號下接收機測量方位角，∑表示求和操作，j表示復(fù)數(shù)的虛部；

(2)針對接收機捕獲跟蹤的L₁+L₂個GPS信號，用M個線性均勻分布的陣列天線對目標(biāo)信號r(t)進行采樣，得到采樣信號矩陣x：

(3)計算采樣信號矩陣中各列之間的相關(guān)系數(shù)：

分別對采樣信號矩陣x中的每一列采樣數(shù)據(jù)與包含它的所有列進行相關(guān)系數(shù)計算，得到相關(guān)系數(shù)矩陣ρ：

(4)對相關(guān)系數(shù)進行閾值判斷：

設(shè)定一個篩選信號的閾值N，根據(jù)該閾值判斷相關(guān)系數(shù)矩陣ρ中除自相關(guān)系數(shù)外的其它相關(guān)系數(shù)是否大于閾值N，若是，則進入步驟(5)，反之，直接進入步驟(6)；

(5)檢測欺騙信號：

(5.1)預(yù)先設(shè)置兩個空的分組，分別為真實信號組和欺騙信號組；

(5.2)依次檢測相關(guān)系數(shù)矩陣ρ的每一行，若在本行除了自相關(guān)系數(shù)之外還存在大于閾值N的相關(guān)系數(shù)，則將該行所代表的信號劃入欺騙信號組；若不存在，則劃入真實信號組；

(5.3)判斷真實信號組中的信號數(shù)目是否大于等于4，若是，則進入步驟(6)，反之，返回步驟(1)；

(6)獲得目標(biāo)的定位坐標(biāo)：

從真實信號組中任意選擇4個信號，并分別取出其對應(yīng)的4顆衛(wèi)星坐標(biāo)，根據(jù)GPS定位解算算法求解得到目標(biāo)的定位坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述定位方法，其特征在于：步驟(1)所述GPS信號包括接收機可視范圍內(nèi)所有衛(wèi)星信號、欺騙信號和噪聲。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述定位方法，其特征在于：步驟(3)所述相關(guān)系數(shù)，具體按照下式計算得到：

其中，k∈[1,L₁+L₂],v∈[1,L₁+L₂]，E表示數(shù)學(xué)期望，H表示共軛轉(zhuǎn)置運算；ρ_kv表示信號矩陣x中第k列與第v列之間的相關(guān)系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述定位方法，其特征在于：步驟(4)所述閾值N取0.8，用于衡量相關(guān)性強度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述定位方法，其特征在于：步驟(6)所述根據(jù)GPS定位解算算法的計算公式如下：

其中，對(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₃,y₃,z₃)和(x₄,y₄,z₄)分別為4顆衛(wèi)星所對應(yīng)的坐標(biāo)；d₁、d₂、d₃和d₄分別為4個衛(wèi)星與待定位目標(biāo)之間的距離；Δt為接收機時鐘誤差；對上式求解即可得到目標(biāo)的定位坐標(biāo)(x,y,z)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述定位方法，其特征在于：衛(wèi)星與待定位目標(biāo)之間的距離是將衛(wèi)星信號發(fā)射時間與接收機接收時間差同電磁波傳播速度相乘得到。