CN106597483A - 一种防射频欺骗的卫星定位接收系统及防射频欺骗的方法 - Google Patents

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李晓江
殷明
何文涛
甘业兵
钱敏
徐建华
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/21—Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service
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Abstract

本发明公开了一种防射频欺骗的卫星定位接收系统及防射频欺骗的方法，涉及卫星定位系统领域，依托于一个普通的卫星导航定位接收机，内部增加针对时间信号的侦测算法，用于识别虚假射频信号的存在，给出告警标志。正常卫星导航信号的电文时间，符合连续向前的变化规律。低成本的射频欺骗信号，经纬度坐标可以正常解算，无作假痕迹，但是电文时间，具备时间循环往复的变化规律。所述针对时间信号的侦测算法，可以识别出不符合时间连续向前的各种错误变化规律，如时间循环往复的变化规律，做到可靠识别虚假信号。本发明所述技术方案很好的解决了低成本射频欺骗信号的识别，告警虚假定位，实现可信的定位功能。

Description

一种防射频欺骗的卫星定位接收系统及防射频欺骗的方法
技术领域
本发明涉及卫星定位系统领域，尤其涉及一种防射频欺骗的卫星定位接收系统及防射频欺骗的方法，用于识别循环重放的射频欺骗信号的存在。
背景技术
卫星导航定位接收机可实现无遮挡的任何地点、任何时间的定位。卫星导航定位系统包括中国的北斗第二代卫星导航定位系统，美国的GPS全球卫星导航定位系统、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航定位系统，欧盟的伽利略卫星导航定位系统信号，以及其他区域性卫星导航定位系统信号。
卫星导航定位接收机容易受到虚假的卫星射频信号的欺骗，做出错误的定位结果。如果定位系统向应用系统上报错误定位，将导致依赖卫星定位的安全系统受到欺骗，产生安全漏洞。
一种常见的低成本的射频欺骗方法是预先采集虚假位置的卫星射频信号，再转移到欺骗位置进行循环播放射频信号，压制真实卫星播发的正常射频信号，使得接收机按照虚假射频信号进行定位。这种先采集再回放的欺骗设备，是成本较低的一种设备，具有明显的操作可行性。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种防射频欺骗的卫星定位接收系统及防射频欺骗的方法，可以识别循环重放的射频欺骗信号的存在，并给出警告标志。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何识别循环重放的射频欺骗信号。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于卫星定位接收系统的防射频欺骗的方法，包括以下步骤：
步骤1、射频接收模块通过射频天线接收导航定位卫星的射频信号，并转换成基频的数字信号，发送给基带处理模块；
步骤2、所述基带处理模块被配置为将基频的数字信号分解为时间信息和位置信息；
步骤3、所述基带处理模块将所述时间信息传送至所述时间侦测模块，将所述位置信息传送至所述位置解算模块；
步骤4、时间侦测模块分析所述时间信息，若侦测出不符合时间连续向前的规律，则输出告警标志。
进一步地，所述导航定位卫星为北斗导航卫星、GPS全球导航卫星、格洛纳斯导航卫星，伽利略导航卫星，以及区域性导航卫星中的任一一种或多种。
本发明还提供了一种防射频欺骗的卫星定位接收系统，包括射频接收模块、基带处理模块、位置解算模块和时间侦测模块，其中，所述射频接收模块被配置为通过射频天线接收导航定位卫星的射频信号，并转换成基频的数字信号，发送给所述基带处理模块，所述基带处理模块被配置为将基频的数字信号分解为时间信息和位置信息，然后将所述时间信息传送至所述时间侦测模块，将所述位置信息传送至所述位置解算模块；所述时间侦测模块被配置为分析所述时间信息，若侦测出不符合时间连续向前的规律，则输出告警标志。
进一步地，所述导航定位卫星为北斗导航卫星、GPS全球导航卫星、格洛纳斯导航卫星，伽利略导航卫星，以及区域性导航卫星中的任一一种或多种。
本发明的技术方案依托于一个普通的卫星导航定位接收机，内部采用通用定位算法，然后增加针对时间信号的侦测算法，用于识别虚假射频信号的存在，给出告警标志。正常卫星导航信号的电文时间，符合连续向前的变化规律。低成本的射频欺骗信号，经纬度坐标可以正常解算，无作假痕迹，但是电文时间，具备时间循环往复的变化规律。所述针对时间信号的侦测算法，可以识别出不符合时间连续向前的各种错误变化规律，如时间循环往复的变化规律，做到可靠识别虚假信号。正常导航电文时间由导航电文中的“系统weeknumber+周内时”+“相关码相位等效时”共同组成。这一时间将与UTC时间保持同步，不断向前。经采集回放的射频虚假信号，电文时间将始终在一段时间内不断循环往复，例如，始终在2015年3月17日12点至2015年3月17日13点之间循环。卫星定位导航系统，在不同时间下，可以得到相同的定位结果，经纬度坐标不受时间系统的改变而改变，因而射频欺骗信号也可以得到经纬度定位，而无造假的痕迹，但时间系统的连续向前特性无法模拟。因此，本发明所述技术方案很好的解决了低成本射频欺骗信号的识别，告警虚假定位，实现可信的定位功能。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的技术框架示意图；
图2是本发明较佳实施例的接收正常卫星信号的工作示意图；
图3是本发明较佳实施例的接收射频欺骗信号的工作示意图。
具体实施方式
以下对本发明的处理框架做详细阐述：
本发明技术框架如图1所示，功能模块1是卫星导航定位接收机的射频接收部分，功能模块2是卫星导航定位接收机的基带处理部分，功能模块3是卫星导航定位接收机的位置解算部分，功能模块3将输出定位经纬度坐标。功能模块4是时间侦测模块，用于射频欺骗信号的识别，功能模块4将输出定位告警信号。
当接收正常导航卫星信号时，工作如图2所示。导航卫星射频信号经过功能模块1，功能模块2，功能模块3的连续处理，输出定位经纬度坐标，同时功能模块4连续检测导航电文时间变化规律，符合时间连续向前特性，输出正常信号，整个系统定位处于可信定位状态。
当接收虚假射频信号时，工作如图3所示。导航卫星射频信号经过功能模块1，功能模块2，功能模块3的连续处理，输出定位经纬度坐标，同时功能模块4连续检测导航电文时间变化规律，发现不符合时间连续向前特性，输出告警信号，整个系统定位处于不可信定位状态。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种用于卫星定位接收系统的防射频欺骗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、射频接收模块通过射频天线接收导航定位卫星的射频信号，并转换成基频的数字信号，发送给基带处理模块；
步骤2、所述基带处理模块被配置为将基频的数字信号分解为时间信息和位置信息；
步骤3、所述基带处理模块将所述时间信息传送至所述时间侦测模块，将所述位置信息传送至所述位置解算模块；
步骤4、时间侦测模块分析所述时间信息，若侦测出不符合时间连续向前的规律，则输出告警标志。
2.如权利要求1所述的用于卫星定位接收系统的防射频欺骗的方法，其特征在于，所述导航定位卫星为北斗导航卫星、GPS全球导航卫星、格洛纳斯导航卫星，伽利略导航卫星，以及区域性导航卫星中的任一一种或多种。
3.一种防射频欺骗的卫星定位接收系统，其特征在于，包括射频接收模块、基带处理模块、位置解算模块和时间侦测模块，其中，所述射频接收模块被配置为通过射频天线接收导航定位卫星的射频信号，并转换成基频的数字信号，发送给所述基带处理模块，所述基带处理模块被配置为将基频的数字信号分解为时间信息和位置信息，然后将所述时间信息传送至所述时间侦测模块，将所述位置信息传送至所述位置解算模块；所述时间侦测模块被配置为分析所述时间信息，若侦测出不符合时间连续向前的规律，则输出告警标志。
4.如权利要求3所述的防射频欺骗的卫星定位接收系统，其特征在于，所述导航定位卫星为北斗导航卫星、GPS全球导航卫星、格洛纳斯导航卫星，伽利略导航卫星，以及区域性导航卫星中的任一一种或多种。
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