[發明專利]一種抗TOA檢測與功率檢測的欺騙信號生成技術

在審

• 申請號: 202211459598.1
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN116088001A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 吉寧;饒永南;陳校非
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/29;G01S19/30;G01S19/37
• 代理公司: 西安合創非凡知識產權代理事務所(普通合伙) 61248
• 代理人: 高志永

本發明涉及一種抗TOA檢測與功率檢測的欺騙信號生成技術，包含欺騙牽引過程的模型建立，其中欺騙牽引信號的生成過程可分為三個步驟，分別為：Step?1：設置欺騙載波與電文相關參數；Step?2：計算欺騙牽引碼序列；Step?3：欺騙信號調制，使用欺騙載波、欺騙牽引碼、欺騙電文合成欺騙信號。使用本方法時，欺騙牽引速率的取值范圍得到展寬，可以更快地奪取環路；使用本方法生成的欺騙信號作用于欺騙目標接收機后，其碼頻率、載波多普勒、基帶信號功率的RMSE值均與真實信號相近，處于同一數量級，三路相關結果輸出未扭曲，欺騙的隱蔽性十分顯著。

技術領域

本發明屬于衛星導航干擾與抗干擾技術領域，具體涉及一種抗TOA檢測與功率檢測的欺騙信號生成技術。

背景技術

近年來，欺騙式干擾逐漸成為GNSS干擾的熱點領域。相比于壓制式干擾，欺騙信號與真實信號結構一致，可以在不破壞敵方接收機跟蹤環路的情況下侵入無對應防御措施的接收機。欺騙干擾具有功率小、隱蔽性強的特點，可以使導航授時設備無法正常工作。

各行各業對GNSS依賴性越來越大，在很多重要場景下，欺騙信號都可以挑戰導航授時安全，特別是軍事應用上，在國際關系緊張的形勢下，若我方能對敵方的固定設備或移動載體進行干擾，輕可使目標的正常PVT功能不可用，重可操縱目標設備，將其捕獲、撞毀甚至使其倒戈，可見欺騙信號在戰場上也是一項戰略武器，欺騙成功可消耗敵軍武裝力量，獲取先進技術，提升我方戰斗力和軍事實力。除了空中、水面、陸上的移動載體使用衛星導航外，通信、證券交易、金融系統、智能電網等關鍵系統也部分或全部使用衛星導航精準授時，有針對性的欺騙信號一旦成功誤導時間基準，可導致通訊中斷、金融混亂、電力癱瘓。欺騙技術的研究對軍事應用和生產生活意義重大，同時也可指導抗欺騙衛星導航接收機的設計，北斗系統基于安全性、主動性的考慮，展開相關研究具有戰略意義。

根據欺騙手段的結構復雜性，可以將欺騙分為初、中、高級導航欺騙。牽引式欺騙干擾是構成中、高級導航欺騙的重要一環。如何設計牽引策略使之繞過接收機諸多檢測手段，以穩定姿態侵入目標跟蹤環路，是牽引式欺騙的重要議題。

對于傳統的牽引式欺騙來說，由于牽引過程中與真實信號格式完全一致的欺騙信號的引入，目標接收機在本地相關后，必定存在相關峰疊加導致的畸變，基帶信號功率會明顯增加，其他觀測量如碼頻率、多普勒、偽距等也將產生突變。因此，功率檢測與衛星信號波達時間（TOA）檢測是針對牽引式欺騙的重要檢測手段。本文是一種搭載了特殊牽引碼的信號生成方法，可以有效地抗TOA檢測與功率檢測。

發明內容

本發明的目的是為解決上述問題，本申請提出一種抗TOA檢測與功率檢測的欺騙信號生成技術，生成一種能夠繞過接收機的TOA監測與功率檢測的隱蔽式欺騙牽引信號。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：一種抗TOA檢測與功率檢測的欺騙信號生成技術，包含欺騙牽引過程的信號模型建立，其特征在于：衛星的真實信號建模為：

其對應的欺騙信號為：

接收機跟蹤環產生本地載波、偽碼，對包含復合信號進行解調，再進行相干積分，將真實PRN與本地PRN的相關結果定義為，欺騙PRN與本地PRN的相關結果定義為，在傳統單調碼相的牽引方法中，由于載波一致，本地與欺騙信號的P路相關結果能迅速簡化為：

在不完全欺騙情況下時，真假信號會同時與本地PRN相關，將此相關結果定義為，忽略噪聲的情況下，相關函數有：

進一步的，利用誘騙所需的相關結果作為出發點，采用抗TOA檢測與功率檢測的欺騙牽引碼生成方法，實時生成動態欺騙牽引碼代替真實GNSS信號體制中的擴頻碼，欺騙牽引信號的生成過程分為三個步驟：

Step?1?設置欺騙載波與電文，根據輸入本模塊的真實信號參數估計值確定欺騙信號多普勒、載波相位、電文信息；