[發明專利]基于AOA/TDOA的GNSS欺騙干擾輻射源定位方法

在審

• 申請號: 202110733935.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113640839A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 唐凱
• 申請（專利權）人: 湖南天熠電子科技有限公司
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠;李艾華

本發明公開了一種基于AOA/TDOA的GNSS欺騙干擾輻射源定位方法，包括以下步驟：S1，收集同一時刻所有接收站AOA測量值和TDOA測量值，以及接收站的位置參數；S2，計算輻射源位置的粗略估計結果；S3，估算欺騙干擾輻射源的精確位置。本發明的基于AOA/TDOA的GNSS欺騙干擾輻射源定位方法，整個輻射源位置求解過程都是解算閉合形式的解析解，計算量小；另外該方法，只要接收站的個數不小于2，即可實現對輻射源的定位，在工程應用中便于實現。

技術領域

本發明涉及衛星導航技術領域，具體涉及一種基于信號到達角AOA(Angle ofArrive)和到達時間差TDOA(Time Difference of Arrive)測量值的GNSS(GlobalNavigation Satellite System)欺騙干擾輻射源定位方法。

背景技術

當前衛星導航系統已廣泛應用于國民生活的方方面面。然而，由于到達地面的GNSS信號很微弱，導致其很容易受到干擾。其中欺騙干擾可通過控制目標接收機輸出虛假的位置、時間結果，進而控制目標系統，因此危害性最大。當前的抗欺騙方法主要關注的是欺騙干擾的檢測，只能起到警示的作用，接收機仍不能正常工作；如果能夠定位干擾輻射源，進而擊毀輻射源，可完全消除欺騙干擾的影響，保證GNSS接收機能夠正常工作。

現有技術使用基于TDOA和功率測量值的GNSS欺騙干擾定位方法來定位欺騙干擾輻射源。該方法需要至少4個接收站才能實現欺騙干擾輻射源的三維定位；另外由于欺騙干擾的輻射功率一般較低，因此其干擾區域也較小，若定位系統中的接收站不在欺騙干擾的輻射范圍內，該接收站就無法得到輻射源測量信息，這將導致定位系統的定位性能下降。

發明內容

本發明的目的是針對上述已有技術的不足，提出一種基于信號到達角AOA(Angleof Arrive)和到達時間差TDOA(Time Difference of Arrive)測量值的GNSS(GlobalNavigation Satellite System)欺騙干擾輻射源定位方法。

本發明解其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于AOA/TDOA的GNSS欺騙干擾輻射源定位方法，包括：

S1，獲取所有接收站的位置信息、AOA測量值以及其它接收站與參考接收站之間的TDOA測量值；其中，所述接收站的個數大于等于2；

S2，將AOA測量值和TDOA測量值針對欺騙干擾輻射源位置進行線性化處理，利用非加權最小二乘計算欺騙干擾輻射源位置估計結果，計算加權矩陣，并利用最小二乘估計方法計算欺騙干擾輻射源位置的粗略值；

S3，基于欺騙干擾輻射源位置的粗略估計值對位置誤差進行線性化處理，利用最小二乘估計方法估計出位置誤差估計結果，基于輻射源位置的粗略估計結果和位置誤差估計結果，得到欺騙干擾輻射源位置的精確值。

優選的，所述S1，包括：

令未知欺騙干擾輻射源位置為u^o＝[x^o,y^o,z^o]^T；獲取參與定位的M個GNSS接收站的真實位置為則第i個接收站相對于輻射源的方位角的真值和俯仰角的真值分別表示如下：

其中，

欺騙干擾輻射源的輻射信號到達角測量值表示為：θ＝θ^o+n_θ，其中θ＝[θ₁,θ₂,…,θ_M]^T與分別表示方位角與俯仰角的測量值向量，與分別表示方位角與俯仰角的真值向量，與分別表示方位角與俯仰角的測量噪聲，其協方差分別記為Q_θ和