[發(fā)明專(zhuān)利]GNSS欺騙干擾檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010050531.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111060935B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱祥維;李俊志;傅其祥;戴志強(qiáng);陳潔琪;布蕾茹;何少烽;陶文宇;陳正坤;歐陽(yáng)明俊;劉倍典;李婉清;陳哲正
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S19/21
• 分類(lèi)號(hào): G01S19/21
• 代理公司: 深圳倚智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44632
• 代理人: 霍如肖

本發(fā)明涉及的一種GNSS欺騙干擾檢測(cè)方法根據(jù)GNSS信號(hào)獲得各顆衛(wèi)星的多普勒頻移數(shù)據(jù)；獲取兩顆衛(wèi)星中窗口M內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)，對(duì)窗口M內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合得到擬合數(shù)據(jù)；根據(jù)多普勒頻移數(shù)據(jù)及擬合數(shù)據(jù)分別得到兩顆衛(wèi)星多普勒頻移差；根據(jù)兩個(gè)衛(wèi)星的多普勒頻移差判斷是否存在欺騙信號(hào)；若是，則輸出該兩個(gè)衛(wèi)星的PRN標(biāo)識(shí)，該方案易實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)對(duì)欺騙干擾信號(hào)的有效檢測(cè)，對(duì)比多天線的欺騙干擾檢測(cè)方法，復(fù)雜度相對(duì)較低，對(duì)接收機(jī)要求不高，大大減少接收機(jī)的設(shè)備成本，應(yīng)用場(chǎng)景更廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于多普勒頻移差的GNSS欺騙干擾檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)的發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，支撐著許多應(yīng)用系統(tǒng)。它可以提供精確的位置信息和時(shí)間同步等服務(wù),從金融交易記錄到軍事及航空航天的應(yīng)用，都表明了GNSS強(qiáng)大的應(yīng)用價(jià)值，因此人們也越來(lái)越關(guān)心接收到的GNSS信號(hào)的準(zhǔn)確度和可靠性。然而隨著科技的快速發(fā)展，該系統(tǒng)容易受到干擾和欺騙的脆弱性逐漸暴露出來(lái)。一方面由于導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的傳輸，到達(dá)地面時(shí)信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，容易受到其頻段內(nèi)干擾信號(hào)的影響。另一方面，民用信號(hào)公開(kāi)的信號(hào)結(jié)構(gòu)，也使得接收信號(hào)的電子設(shè)備容易受到人為的干擾攻擊。

針對(duì)GNSS欺騙干擾檢測(cè)的研究，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都提出了不同的方法。現(xiàn)有技術(shù)中通常采用C/N₀檢測(cè)方法，具體可為通過(guò)檢測(cè)C/N₀的異常變化來(lái)發(fā)現(xiàn)欺騙信號(hào)的存在。但當(dāng)欺騙信號(hào)與噪聲一起發(fā)射時(shí)，通常采用C/N₀檢測(cè)方法容易導(dǎo)致誤判。

現(xiàn)有技術(shù)還提供一種信號(hào)到達(dá)時(shí)間檢測(cè)是針對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾到達(dá)接收機(jī)的路程相對(duì)于真實(shí)信號(hào)較長(zhǎng)，從而在時(shí)間上存在差異，以此來(lái)判斷是否存在欺騙信號(hào)。但該方法應(yīng)用場(chǎng)景有限主要針對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾，對(duì)生成式欺騙信號(hào)作用不大，甚至?xí)鎸?shí)信號(hào)而保留欺騙信號(hào)。基于多天線、慣導(dǎo)系統(tǒng)以及多頻點(diǎn)的欺騙干擾檢測(cè)方法雖然檢測(cè)效果較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，不適合在低成本的民用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

為了有效解決現(xiàn)有的欺騙信號(hào)干擾方法對(duì)接收機(jī)的高要求，以及算法設(shè)計(jì)運(yùn)行復(fù)雜且成本較高的問(wèn)題，我們提供了一種基于多普勒頻移差的GNSS欺騙干擾檢測(cè)方法。本專(zhuān)利提出基于多普勒頻移差的GNSS欺騙檢測(cè)方法，容易實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)效果較好，適合對(duì)同一欺騙源發(fā)出的欺騙干擾信號(hào)的檢測(cè)。

一種GNSS欺騙干擾檢測(cè)方法，包括如下步驟：

接收GNSS信號(hào)，并根據(jù)GNSS信號(hào)獲得各顆衛(wèi)星的多普勒頻移數(shù)據(jù)；

獲取兩顆衛(wèi)星中窗口M內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)，對(duì)窗口M內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合得到擬合數(shù)據(jù)；

根據(jù)多普勒頻移數(shù)據(jù)及擬合數(shù)據(jù)分別得到兩顆衛(wèi)星多普勒頻移差；

根據(jù)兩個(gè)衛(wèi)星的多普勒頻移差判斷是否存在欺騙信號(hào)；

若是，則輸出該兩個(gè)衛(wèi)星的PRN標(biāo)識(shí)；

其中：M為窗口寬度，等于同一時(shí)刻處理的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，PRN取自然數(shù)。

優(yōu)選地，所述獲取兩顆衛(wèi)星中窗口M內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)，對(duì)窗口M內(nèi)的多普勒頻移數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合得到擬合數(shù)據(jù)的過(guò)程包括如下步驟：

對(duì)第i顆衛(wèi)星及第j顆衛(wèi)星分別取窗口內(nèi)M個(gè)多普勒頻移數(shù)據(jù)；

采用最小二乘方法對(duì)兩個(gè)衛(wèi)星的M個(gè)多普勒頻移數(shù)據(jù)分別進(jìn)行一元線性擬合，可得到t時(shí)刻窗口內(nèi)第i顆星及第j顆衛(wèi)星的多普勒頻移數(shù)據(jù)的線性擬合數(shù)據(jù)與

線性擬合數(shù)據(jù)得到的公式為：

其中，i，j分別為當(dāng)前接收到的不同衛(wèi)星的編號(hào)，與表示分別表示第i 顆衛(wèi)星一次系數(shù)、第j顆衛(wèi)星一次系數(shù)，其中與分別表示常數(shù)。