[發明專利]一種抗欺騙干擾的空時采樣導航定位方法

在審

• 申請號: 202010040054.6
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111198387A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 吳莉莉;賈云飛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/30
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 侯瓊;王品華

本發明提出一種抗欺騙干擾的空時采樣導航定位方法，主要解決傳統接收機在欺騙干擾情況下定位準確性差的問題，其技術方案為：1)獲取接收信號并進行混頻、解擴和復共軛操作，得到目標信號；2)對目標信號進行采樣，獲取采樣信號矩陣；3)計算采樣信號矩陣中各列之間的相關系數；4)對相關系數進行閾值判斷；5)檢測欺騙信號，并對真實信號與欺騙信號進行劃分；6)使用劃分出的真實信號實現目標定位坐標的獲取。本發明在不改變傳統接收機結構的前提下，使接收機不僅具備檢測欺騙干擾的能力，還能在干擾環境中對目標實現準確定位，克服了單天線接收條件下接收機必須運動的局限性，且有效提高了衛星導航接收機在欺騙干擾環境下的魯棒性。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，進一步涉及信息處理技術，具體為一種抗欺騙干擾的空時采樣導航定位方法，可用于衛星導航系統。

背景技術

衛星導航系統無論是在傳統的交通、測繪、海洋漁業、防災救災等方面，還是在新興的共享單車、無人駕駛、無人機等領域都發揮著至關重要的作用。由于衛星信號到達地面時非常微弱，極易受到各種干擾的影響，導致定位精度下降甚至無法完成定位。特別是在存在欺騙式干擾時，由于干擾源發射的假信號在功率和信號波形方面與真實信號非常接近，使得欺騙干擾的檢測與抑制更加困難。

北京航空航天大學提出的申請號為201810864041.3，申請公布號為CN 108594271A的專利申請，公開了一種基于分層濾波的抗欺騙干擾的組合導航方法。該方法基于慣性和衛星組合導航系統建立組合導航系統狀態模型，考慮欺騙干擾的傳播特征，將欺騙干擾表征在基于一階馬爾科夫的隨機過程，建立含有欺騙干擾的組合導航系統量測模型，從而設計出復合分層濾波器抑制欺騙干擾。然而，這種基于分層濾波的抗欺騙干擾的組合導航方法需要慣性導航加持，并且需要改變原本接收機結構，因此在適用性上尚有不足。

中國人民解放軍國防科技大學提出的申請號為201710791177.1，申請公布號為CN107621645 A的專利申請，公開了一種基于單接收機的抗欺騙干擾信號檢測方法。該方法獲取改正后的衛星在ECEF坐標系下的位置后，利用衛星鐘差改正量和對流層延遲改正得到改正后的偽距，進行最小二乘迭代求解，得到載體在ECEF坐標系下的第一位置，基于衛星的偽距雙差模型進行泰勒近似展開迭代求解得到載體在ECEF坐標系下的第二位置；根據第一位置、第二位置之間的偏差是否大于預設閾值判斷當前接收信號是否為欺騙干擾信號。這種方法的不足之處在于：1.單天線場景下無法利用差分計算消除一些比如大氣影響、接收機時鐘誤差等干擾定位的因素；2.僅僅提出了檢測欺騙干擾信號的方法，并未具體給出有效的抑制方法。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種抗欺騙干擾的空時采樣導航定位方法，旨在不需要改變傳統接收機結構的前提下，使接收機不僅具備檢測欺騙干擾的能力，還能完成準確定位，提高衛星導航接收機在欺騙干擾環境下的魯棒性。

實現本發明目的的具體思路是：使用線性陣列天線模擬單天線移動進行空時采樣得到目標信號，利用真實GPS信號與欺騙信號在移動天線接收場景下信道的差異進行兩種信號的檢測與分類，從真實信號組中選取必要數目信號進行定位，得到抗欺騙干擾的目標定位坐標；本發明的具體步驟包括：

(1)獲取目標信號：

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