CN105388497B - 基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法，该方法包括：S1：提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；S2:根据该信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，得到N个卫星信号；S3：对该N个卫星信号进行第二聚类处理，得到K个第二信号集；S4：根据该K个第二信号集得到L个定位解算结果；S5：从L个定位解算结果中选出与该接收机的已知信息最匹配的定位解算结果，则该最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号。本发明能够有效的识别出真实信号，避免了欺骗信号对卫星导航的干扰，实现了对欺骗信号的检测、识别和抑制。

Description

基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法及系统

技术领域

本发明涉及全球导航卫星系统领域，尤其涉及一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法及系统。

背景技术

由于导航卫星距离地球较远，到达地面的信号功率微弱，民用导航系统结构开放，信号体制公开，且一般接收机出于成本和复杂度问题没有加入抗欺骗手段，这些因素使人为欺骗卫星导航接收机成为可能。欺骗攻击是一种恶意干扰，通过向接收机发送伪造或经过延迟的导航信号，欺骗攻击可以误导接收机产生错误的位置和时间信息。现在已有成功针对轮船、智能电网和证券交易所数据中心的欺骗试验报道，因此研究实际可用的卫星导航系统欺骗防御方法意义重大。

现在已有的欺骗防御方法大致可分为欺骗检测和欺骗消除两类。欺骗检测主要目的是鉴别当前所处理信号中是否存在欺骗信号，若存在则给出告警信息；欺骗消除主要致力于减轻甚至消除欺骗信号的影响，使欺骗攻击无法影响用户接收机的正常工作。

目前常用的一些欺骗检测方法，包括多峰检测、信号质量监测方法等。然而，在伪码捕获时，由于欺骗信号既可提前于真实信号到达目标接收设备也可以晚于真实信号到达，因此这种多峰检测的方法往往无法识别真实信号，易受欺骗攻击影响。信号质量监测方法能在一定程度上检测出当前是否存在欺骗信号，但同样无法识别出哪些是真实信号、哪些是欺骗信号，同样易受欺骗攻击的影响，并且只能在信号质量非常好的环境下工作，对普通接收机而言使用较为困难。

因此，如何准确检测、识别出欺骗信号，抑制欺骗攻击的影响，提高导航接收机欺骗防御能力，是急需解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对当前技术无法准确区分真实信号和欺骗信号、易被欺骗攻击所影响的问题，本发明提出一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法及系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法，所述方法包括：

S1:对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；

S2:根据所述信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，将信号发射时间差小于所述预设的时差下限的卫星信号归为同一第一信号集，从而得到N个第一信号集，对于每一个第一信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号，从而得到N个卫星信号；

S3：以预设的时差上限为门限，对所述N个卫星信号进行第二聚类处理，将信号发射时间之差小于所述预设的时差上限的卫星信号归为同一第二信号集，得到K个第二信号集；

S4：根据所述K个第二信号集得到L个定位解算结果，L≤K；

S5：从L个定位解算结果中选出与所述接收机的已知信息最匹配的定位解算结果，则所述最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号，所述接收机的已知信息包括位置信息和时间信息中的至少一个。

优选地，所述步骤S1包括：

S11：对接收机接收的卫星信号进行捕获，将所捕获的各个卫星信号的相关值与预设捕获门限进行比较，对相关值大于等于所述预设捕获门限的卫星信号进行牵引；

S12：在牵引预设的时间后，对环路锁定值大于等于预设牵引门限的卫星信号进行跟踪；

S13：待所跟踪的各个卫星信号实现帧同步后，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间。

优选地，所述步骤S3包括：

S31：取i为从1至N的整数，分别进行以下步骤：将第i个卫星信号X_i的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C_i中，从而得到N个第二信号集；

S32：对于步骤S31得到的所述N个第二信号集中，若两个或两个以上的第二信号集中的卫星信号完全相同，则将其合并为同一第二信号集，合并后得到K个第二信号集，K≤N。

优选地，所述步骤S4包括：

S41：提取所述K个第二信号集中卫星信号个数大于等于预设个数的第二信号集，得到L个第二信号集；

S42：对所述L个第二信号集进行定位解算，得到L个定位解算结果。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御系统，所述系统包括：

信号发射时间获取模块，用于对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；

第一聚类处理模块，用于根据所述信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，将信号发射时间差小于所述预设的时差下限的卫星信号归为同一第一信号集，从而得到N个第一信号集，对于每一个第一信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号，从而得到N个卫星信号；

第二聚类处理模块，用于以预设的时差上限为门限，对所述N个卫星信号进行第二聚类处理，将信号发射时间之差小于所述预设的时差上限的卫星信号划归同一第二信号集，得到K个第二信号集；

定位模块，用于根根据所述K个第二信号集得到L个定位解算结果，L≤K；

分析模块，用于从L个定位解算结果中选出与所述接收机的已知信息最匹配的定位解算结果，则所述最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号，所述接收机的已知信息包括位置信息和时间信息中的至少一个。

优选地，所述信号发射时间获取模块包括：

捕获单元，用于对接收机接收的卫星信号进行捕获，将所捕获的各个卫星信号的相关值与预设捕获门限进行比较；

牵引单元，用于对相关值大于等于所述预设捕获门限的卫星信号进行牵引；

跟踪单元，用于在牵引预设的时间后，对环路锁定值大于等于预设牵引门限的卫星信号进行跟踪；

信号发射时间获取单元，用于待所跟踪的各个卫星信号实现帧同步后，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间。

优选地，所述第二聚类处理模块包括：

分类单元，用于取i为从1至N的整数，分别进行以下步骤：将第i个卫星信号X_i的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C_i中，从而得到N个第二信号集；

合并单元，用于第二分类单元得到的所述N个第二信号集中，若两个或两个以上的第二信号集中的卫星信号完全相同，则将其合并为同一第二信号集，合并后得到K个第二信号集，K≤N。

优选地，所述定位模块，具体用于提取所述K个第二信号集中卫星信号个数大于等于预设个数的第二信号集，得到L个第二信号集；对所述L个第二信号集分别进行定位解算，得到L个定位解算结果。

(三)有益效果

本发明提供的一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法，对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；根据各个卫星信号的信号发射时间对卫星信号进行聚类处理，并对聚类后的信号集分别进行定位解算，然后根据接收机的已知信息来判断哪些是真实信号哪些是欺骗信号。因此，本发明提供的方法能够有效的识别出真实信号，避免了欺骗信号对卫星导航的干扰，实现了对欺骗信号的检测、识别和抑制。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法的示意图；

图2是本发明实施方式提供的定位结算结果示意图；

图3是本发明实施方式提供的一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明实施方式提供的一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法的示意图，如图1所示，本实施例的方法包括：

S1:对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；

S2:根据所述信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，将信号发射时间差小于所述预设的时差下限的卫星信号归为同一第一信号集，从而得到N个第一信号集，对于每一个第一信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号，从而得到N个卫星信号；

S3：以预设的时差上限为门限，对所述N个卫星信号进行第二聚类处理，将信号发射时间之差小于所述预设的时差上限的卫星信号归为同一第二信号集，得到K个第二信号集；

S4：根据所述K个第二信号集得到L个定位解算结果，L≤K；

S5：从L个定位解算结果中选出与所述接收机的已知信息最匹配的定位解算结果，则所述最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号，所述接收机的已知信息包括位置信息和时间信息中的至少一个。

应当说明的是，上述位置信息指的是粗略的位置信息(例如已知的位置信息为北京)，无需精确的位置信息，精确的位置信息一般是难以获得的，而粗略的位置信息是容易得到的。

本实施方式中，对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；根据各个卫星信号的信号发射时间对卫星信号进行聚类处理，并对聚类后的信号集进行定位解算，然后根据接收机的已知信息来判断哪些是真实信号哪些是欺骗信号。因此，本发明提供的方法能够有效的识别出真实信号，避免了欺骗信号对卫星导航的干扰，实现了对欺骗信号的检测、识别和抑制。

具体地，上述步骤S1包括图中未示出的S11、S12、S13：

S11：对接收机接收的卫星信号进行捕获，将所捕获的各个卫星信号的相关值与预设捕获门限进行比较，对相关值大于等于所述预设捕获门限的卫星信号进行牵引；

优选地，上述卫星信号包含码相位和载波频率等信息。

S12：在牵引预设的时间后，对环路锁定值大于等于预设牵引门限的卫星信号进行跟踪；

优选地，将环路锁定值小于预设牵引门限的卫星信号舍弃，不对其进行跟踪。

S13：待所跟踪的各个卫星信号实现帧同步后，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间。

优选地，该信号发射时间指的是信号在卫星上被发射出来的时间。实现帧同步以后，根据卫星信号播发的信息可以计算出该信号在卫星上被发射出来的时间。

卫星导航系统所播发的卫星信号，受限于卫星运动规律，其卫星信号间具有很大的关联性，其中，信号发射时间是表征卫星信号关联性的特征之一。例如，对于GPS卫星播发的卫星信号，其各个卫星信号的信号发射时间之差一般在20ms以内。对于自主产生式的欺骗攻击，虽然它的生成方式简单并且大量存在，但是它事先无法获知目标接收机的时间信息，所以自主产生式欺骗信号和真实信号之间的信号发射时间的时差会大于20ms。因此，可以利用各个卫星信号之间的时间关联性来识别真实信号和欺骗信号。

S2:根据所述信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，将信号发射时间差小于所述预设的时差下限的卫星信号归为同一第一信号集，从而得到N个第一信号集，对于每一个第一信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号，从而得到N个卫星信号；

步骤S2中的预设的时间下限V_TL是一个非常小的值，例如可以预设V_TL＝300ns，如果两个卫星信号之间的信号发射时间小于这个非常小的时间下限，则认为这两个卫星信号为同一个卫星信号，只保留正在处理这两个卫星信号的信号通道中的一个信号通道，关闭另一个信号通道。同理，如果多个卫星信号中任意两个卫星信号的信号发射时间均小于该时间下限，则认为上述多个卫星信号为同一个卫星信号，只保留正在处理这些卫星信号的信号通道中的一个信号通道，关闭其它信号通道。经过步骤S2处理后的每一个卫星信号只对应一个信号通道，从而减少了后续第二聚类处理的计算量。

S3：以预设的时差上限为门限，对所述N个卫星信号进行第二聚类处理，将信号发射时间之差小于所述预设的时差上限的卫星信号归为同一第二信号集，得到K个第二信号集；

具体地，上述步骤S3包括：

S31：取i为从1至N的整数，分别进行以下步骤：将第i个卫星信号X_i的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C_i中，从而得到N个第二信号集；

例如，将第一个卫星信号X₁的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C₁中；

将第二个卫星信号X₂的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C₂中；

以此类推，将第i(i＝3,4，……，N)个卫星信号X_i的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C_i中；

最终得到N个第二信号集：C₁、C₂、C₃、……、C_N。

S32：对于步骤S31得到的所述N个第二信号集中，若两个或两个以上的第二信号集中的卫星信号完全相同，则将其合并为同一第二信号集，合并后得到K个第二信号集；

得到的上述K个第二信号集中的任意一个第二信号集中任意两个卫星信号的信号发射时间的时间差均小于预设的时差上限大于预设的时差下限。

例如，可以预设时差上限V_TU＝20ms，假设S2中得到5个卫星信号：A、B、F、D、E，他们的信号发射时间分别为：100s、100.01s、200s、200.005s、200.01s，先将信号A归为信号集C₁中，并将100s分别和100.01s、200s、200.005s、200.01s作差，将信号发射时间的差值小于20ms的信号都归为信号集C₁中，即C₁为{A，B}；再将信号B归为信号集C₂中，并将100.01s分别和100s、200s、200.005s、200.01s作差，将信号发射时间的差值小于20ms的信号都归为信号集C₂中，即C₂为{B，A}；同理，再将信号F归为信号集C₃中，并将200s分别和100s、100.01s、200.005s、200.01s作差，将信号发射时间的差值小于20ms的信号都归为信号集C₃中，即C₃为{F，D，E}；按照同样的道理，得到信号集C₄{D，F，E}、C₅{E，F，D}；因为，信号集C₁和C₂中的卫星信号完全相同则合并为同一信号集，同理C₃、C₄、C₅合并为同一信号集。

S4：根据所述K个第二信号集得到L个定位解算结果，L≤K；

具体地，上述步骤S4包括图中未示出的S41、S42：

S41：提取所述K个第二信号集中卫星信号个数大于等于预设个数的第二信号集，得到L个第二信号集；

S42：对所述L个第二信号集分别进行定位解算，得到L个定位解算结果。

目前，只有信号集中的卫星信号数量大于等于4时才能进行定位解算，本实施方式不对具体的预设个数进行限定，随着科学技术的进步以后可能少于4个卫星信号也可以进行定位解算(例如当采用气压高度计等进行辅助定位时)。

S5：从L个定位解算结果中选出与所述接收机的已知信息最匹配的定位解算结果，则所述最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号，所述接收机的已知信息包括位置信息和时间信息中的至少一个；

优选地，该接收机的已知信息还可以包括接收机的运动规律，比如已知接收机的运动方向或运动速度等。

本实施方式中，根据各个卫星信号的信号发射时间对卫星信号进行聚类处理，并对聚类后的信号集进行定位解算，然后根据接收机的已知信息来判断哪些是真实信号哪些是欺骗信号，从而，有效的识别出真实信号，避免了欺骗信号对卫星导航的干扰。

以GPS民用C/A码信号为例，结合上述方法对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。本方法的实施并不局限于特定的信号及具体的参数，可灵活选择。

可选地，信号环境及参数可按如下设置：GPS天线接收到的真实卫星信号包括卫星号(pseudo random noise code，缩写为PRN)为1、3、6、11、17、19、24、28、32的卫星信号以及准天顶卫星系统(Quasi-Zenith Satellite System，简称为QZSS)发射的卫星号为193的卫星信号(QZSS信号可与GPS信号联合使用)；同时，利用GPS信号模拟器生成多颗卫星欺骗信号，即自主产生式欺骗信号，其所对应的卫星号为2、4、8、13、20、23、25、27。信号牵引门限设置为V_pull＝0.8，时差下限设置为V_TL＝300ns，时差上限设置为V_TU＝20ms(当GPS中的卫星信号的信号发射时间作差时)或V_TU＝70ms(当QZSS与GPS中的卫星信号的信号发射时间作差时,因为两个系统的卫星轨道存在差异)。

具体实施步骤如下：

步骤1：对接收机接收的C/A码卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；具体步骤如下：

步骤1-1：对接收机接收的卫星信号进行捕获，将所捕获的各个卫星信号的相关值与预设捕获门限进行比较，对相关值大于等于所述预设捕获门限的卫星信号进行牵引；

步骤1-2：在牵引3s后，对环路锁定值小于预设牵引门限V_pull＝0.8的卫星信号舍弃，对环路锁定值大于等于预设牵引门限V_pull＝0.8的卫星信号进行跟踪；

步骤1-3：待所跟踪的各个卫星信号实现帧同步后，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间。

步骤2：对各卫星信号的信号发射时间作差，将信号发射时间差值小于时差下限V_TL＝300ns的信号归为同一信号集，对于每一个信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号；

步骤3：对步骤2处理后的卫星信号，再对各卫星信号的信号发射时间作差，当GPS卫星信号间(卫星号小于等于32者)作差时以V_TU＝20ms为时差上限，当QZSS(卫星号为193者)与GPS卫星信号间作差时以V_TU＝70ms为时差上限，将发射时间之差小于时差上限的划归为同一信号集，否则划归为不同信号集，这样得到两个信号集：分别是信号发射时间在534710.32s附近的第一信号集，包括卫星号为{1,3,6,11,17,19,24,28,32,193}的信号，以及信号发射时间在90469.45s附近第二信号集，包括卫星号为{2,4,8,13,20,23,25,27}的信号；

步骤4：利用第一信号集和第二信号集分别进行定位解算，定位解算结果如图2所示，得到两个定位结果：第一个是北纬40.001493度、东经116.330122度、高度80.689715米，第二个是北纬19.818889度、西经155.988017度、高度87.327238米；

步骤5：由于用户接收机在北京地区，该地区的纬度在北纬40度左右，根据该信息可判定第一个定位结果是正确的，即正确的用户位置为北纬40.001493度，东经116.330122度，高度80.689715米。同时可判定不在第一信号集中的卫星号为2、4、8、13、20、23、25、27的信号为欺骗信号。

本实施方式中，不仅可以将卫星信号区分为两类，而且可同时输出两个定位结果，利用用户(或接收机)粗略的位置信息，即可判断出正确的定位结果，同时检测出欺骗信号的存在，识别出哪些信号为欺骗信号，抑制了欺骗信号的影响，有效地防御了欺骗攻击。

图3是本发明实施方式提供的基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御系统的示意图，如图3所示，本实施例的系统包括：信号发射时间获取模块1、第一聚类处理模块2、第二聚类处理模块3、定位模块4和分析模块5；

其中，信号发射时间获取模块1，用于对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；

第一聚类处理模块2，用于根据所述信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，将信号发射时间差小于所述预设的时差下限的卫星信号归为同一第一信号集，从而得到N个第一信号集，对于每一个第一信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号，从而得到N个卫星信号；

第二聚类处理模块3，用于以预设的时差上限为门限，对所述N个卫星信号进行第二聚类处理，将信号发射时间之差小于所述预设的时差上限的卫星信号划归同一第二信号集，得到K个第二信号集；

定位模块4，用于根根据所述K个第二信号集得到L个定位解算结果，L≤K；

分析模块5，用于从L个定位解算结果中选出与所述接收机的位置信息或时间信息最匹配的定位解算结果，则所述最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号。

优选地，信号发射时间获取模块1包括：捕获单元11、牵引单元12、跟踪单元13和信号发射时间获取单元14；

其中，捕获单元11，用于对接收机接收的卫星信号进行捕获，将所捕获的各个卫星信号的相关值与预设捕获门限进行比较；

牵引单元12，用于对相关值大于等于所述预设捕获门限的卫星信号进行牵引；

跟踪单元13，用于在牵引预设的时间后，对环路锁定值大于等于预设牵引门限的卫星信号进行跟踪；

信号发射时间获取单元14，用于待所跟踪的各个卫星信号实现帧同步后，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间。

优选地，第二聚类处理模块3包括：分类单元31和合并单元32。

其中，分类单元31，用于取i为从1至N的整数，分别进行以下步骤：将第i个卫星信号X_i的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C_i中，从而得到N个第二信号集；

合并单元32，用于第二分类单元得到的所述N个第二信号集中，若两个或两个以上的第二信号集中的卫星信号完全相同，则将其合并为同一第二信号集，合并后得到K个第二信号集，K≤N。

优选地，定位模块4，具体用于提取所述K个第二信号集中卫星信号个数大于等于预设个数的第二信号集，得到L个第二信号集；对所述L个第二信号集分别进行定位解算，得到L个定位解算结果。

本实施例的基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御系统，可以用于执行上述图1到图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本实施方式中，根据各个卫星信号的信号发射时间对卫星信号进行聚类处理，并对聚类后的信号集进行定位解算，然后根据接收机的已知信息来判断哪些是真实信号哪些是欺骗信号。从而，有效的识别出真实信号，避免了欺骗信号对卫星导航的干扰。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (6)

1.一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御方法，其特征在于，所述方法包括：

S1:对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；

S2:根据所述信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，将信号发射时间差小于所述预设的时差下限的卫星信号归为同一第一信号集，从而得到N个第一信号集，对于每一个第一信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号，从而得到N个卫星信号；

S3：以预设的时差上限为门限，对所述N个卫星信号进行第二聚类处理，将信号发射时间之差小于所述预设的时差上限的卫星信号归为同一第二信号集，得到K个第二信号集；

S4：根据所述K个第二信号集得到L个定位解算结果，L≤K；

S5：从L个定位解算结果中选出与所述接收机的已知信息最匹配的定位解算结果，则所述最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号，所述接收机的已知信息包括位置信息和时间信息中的至少一个；

所述步骤S3包括：

S31：取i为从1至N的整数，分别进行以下步骤：将第i个卫星信号X_i的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C_i中，从而得到N个第二信号集；

S32：对于步骤S31得到的所述N个第二信号集中，若两个或两个以上的第二信号集中的卫星信号完全相同，则将其合并为同一第二信号集，合并后得到K个第二信号集，K≤N。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11：对接收机接收的卫星信号进行捕获，将所捕获的各个卫星信号的相关值与预设捕获门限进行比较，对相关值大于等于所述预设捕获门限的卫星信号进行牵引；

S12：在牵引预设的时间后，对环路锁定值大于等于预设牵引门限的卫星信号进行跟踪；

S13：待所跟踪的各个卫星信号实现帧同步后，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S41：提取所述K个第二信号集中卫星信号个数大于等于预设个数的第二信号集，得到L个第二信号集；

S42：对所述L个第二信号集分别进行定位解算，得到L个定位解算结果。

4.一种基于聚类的卫星导航欺骗攻击防御系统，其特征在于，所述系统包括：

信号发射时间获取模块，用于对接收机接收的卫星信号进行捕获、牵引、跟踪处理，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间；

第一聚类处理模块，用于根据所述信号发射时间以及预设的时差下限对卫星信号进行第一聚类处理，将信号发射时间差小于所述预设的时差下限的卫星信号归为同一第一信号集，从而得到N个第一信号集，对于每一个第一信号集，保留其中一个卫星信号，舍弃其他卫星信号，从而得到N个卫星信号；

第二聚类处理模块，用于以预设的时差上限为门限，对所述N个卫星信号进行第二聚类处理，将信号发射时间之差小于所述预设的时差上限的卫星信号划归同一第二信号集，得到K个第二信号集；

定位模块，用于根据所述K个第二信号集得到L个定位解算结果，L≤K；

分析模块，用于从L个定位解算结果中选出与所述接收机的已知信息最匹配的定位解算结果，则所述最匹配的定位解算结果对应的第二信号集中的卫星信号为真实信号，其余卫星信号为欺骗信号，所述接收机的已知信息包括位置信息和时间信息中的至少一个；

所述第二聚类处理模块包括：

分类单元，用于取i为从1至N的整数，分别进行以下步骤：将第i个卫星信号X_i的信号发射时间分别和所述N个卫星信号中的其它卫星信号的信号发射时间作差，将得到的时间差小于预设时差上限对应的卫星信号归为第二信号集C_i中，从而得到N个第二信号集；

合并单元，用于第二分类单元得到的所述N个第二信号集中，若两个或两个以上的第二信号集中的卫星信号完全相同，则将其合并为同一第二信号集，合并后得到K个第二信号集，K≤N。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述信号发射时间获取模块包括：

捕获单元，用于对接收机接收的卫星信号进行捕获，将所捕获的各个卫星信号的相关值与预设捕获门限进行比较；

牵引单元，用于对相关值大于等于所述预设捕获门限的卫星信号进行牵引；

跟踪单元，用于在牵引预设的时间后，对环路锁定值大于等于预设牵引门限的卫星信号进行跟踪；

信号发射时间获取单元，用于待所跟踪的各个卫星信号实现帧同步后，提取所跟踪的各个卫星信号的信号发射时间。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述定位模块，具体用于提取所述K个第二信号集中卫星信号个数大于等于预设个数的第二信号集，得到L个第二信号集；对所述L个第二信号集分别进行定位解算，得到L个定位解算结果。