[發明專利]一種同步式GNSS欺騙信號生成方法及裝置

在審

• 申請號: 202211431629.2
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115902955A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 許海林;王磊;鄂盛龍;羅穎婷;江俊飛;郭圣
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 陳旭紅

本發明公開了一種同步式GNSS欺騙信號生成方法及裝置，基于DSP模塊對真實GNSS信號進行捕獲及跟蹤解調，得到真實GNSS信號的信號參數；基于真實GNSS信號的擴頻碼周期，計算各個衛星通道對應的附加延時；基于FPGA模塊對信號參數和附加延時進行處理，得到GNSS欺騙信號的基帶信號，獲取GNSS欺騙信號的中頻載波，對基帶信號和中頻載波進行混頻處理，得到數字中頻信號；對數字中頻信號進行信號處理，得到再生GNSS欺騙信號。與現有技術相比，本發明的技術方案通過GNSS信號擴頻碼周期來計算各個衛星通道的附加延時，以保證在入侵目標接收機時，GNSS欺騙信號和真實GNSS信號達到精準同步，實現隱蔽式欺騙。

技術領域

本發明涉及無線電信號的技術領域，特別是涉及一種同步式GNSS欺騙信號生成方法及裝置。

背景技術

全球導航衛星系統(Global?Navigation?Satellite?System，GNSS)憑借精確的定位、導航和授時能力，已在交通運輸、農林漁業、水文監測、氣象測報、通信授時、電力調度、救災減災、公共安全等領域得到了廣泛應用，服務于國家重要基礎設施，產生了顯著的經濟效益和社會效益。隨著衛星導航技術的發展，衛星導航系統的完好性、可用性、定位精度等已經得到了很大幅度的提升和完善。在國民關鍵基礎建設對GNSS依賴性越來越大的背景下，如何提高衛星導航系統的安全性，已經成為導航領域的重要議題。GNSS系統在用戶段受到的人為惡意干擾主要可以分為兩大類：壓制干擾和欺騙干擾；壓制干擾是以大功率壓制干擾機發射單頻、掃頻、偽碼等壓制信號使得目標接收機失鎖無法正常工作，其首要目標在于使GNSS終端精度下降，欺騙干擾指的是通過產生與真實信號高度相似的欺騙衛星信號或者轉發真實衛星信號，其首要目標是在用戶接收機無意識狀態下得到虛假的時間、位置、速度等信息，達到欺騙目的。相比之下，欺騙干擾不需要太強的功率，隱蔽性好，因此危害性更高。

近年來，隨著軟件無線電技術的發展，欺騙干擾攻擊的靈活性越來越大且實施成本越來越低，利用虛假衛星信號、無線電干擾信號攻擊衛星導航接收機，使其無法接收衛星信號或產生錯誤的定位和授時信息，已經從理論研究走向現實應用。為了研究接收機的脆弱性，并為GNSS導航終端提供抗欺騙干擾性能評估和檢測方法，有必要對欺騙干擾技術進行深入研究，提升行業對于導航安全性的重視。

當前已有的GNSS欺騙技術中，還存在很大的技術缺陷。對于自主產生式欺騙干擾源(相當于GNSS信號模擬器)，其對欺騙信號的可操作空間不足，不能靈活地更改欺騙信號所攜帶的導航信息。對于轉發式欺騙干擾源，欺騙信號的轉發時延不能為負值以及鏈路固有時延的存在，使得欺騙信號無法和真實GNSS信號達到精準同步的狀態，無法隱蔽地入侵目標接收機。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種同步式GNSS欺騙信號生成方法及裝置，實現GNSS欺騙信號與真實GNSS信號的精確同步，提高GNSS欺騙信號的隱蔽性。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種同步式GNSS欺騙信號生成方法，包括：

基于DSP模塊對真實GNSS信號進行捕獲及跟蹤解調，得到所述真實GNSS信號的信號參數；

獲取所述真實GNSS信號的擴頻碼周期，基于所述擴頻碼周期，計算各個衛星通道對應的附加延時；

基于FPGA模塊對所述信號參數和所述附加延時進行處理，得到GNSS欺騙信號的基帶信號，獲取所述GNSS欺騙信號的中頻載波，對所述基帶信號和所述中頻載波進行混頻處理，得到數字中頻信號；

對所述數字中頻信號進行信號處理，得到再生GNSS欺騙信號。

在一種可能的實現方式中，獲取所述GNSS欺騙信號的中頻載波后，還包括：

獲取所述中頻載波的中頻載波頻率，并計算各個衛星通道對一個的附加多普勒偏移；

基于所述中頻載波頻率和所述附加多普勒偏移，得到所述中頻載波的第一中頻載波頻率。