CN109613566B - 一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对目前无线电导航系统易受欺骗干扰影响的情况，提出的一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法，该方法主要针对导航系统组成与导航信号生成与收发方式开展了设计，通过对无线电导航的系统架构和信号播发模式的改进，实现对包括导航欺骗手段实现有效的对抗，大幅提高包括卫星导航在内的无线电导航系统的安全性。

Description

一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法
技术领域
本发明涉及卫星定位导航技术及通信领域，尤其涉及一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法。
背景技术
以卫星导航、地基导航等为主要应用形式的无线电导航经过多年的发展目前已广泛应用于国民经济各行业以及军事作战中，并发挥了重要作用。
无线电导航具有服务范围广，导航定位精度高，以及使用便利等突出优点。应用最为广泛的卫星导航系统，通过部署于空间轨道中的数十颗卫星播发导航信号，可以面向全球范围提供全时段连续的定位、授时以及导航服务。基于无线电体制的导航定位在具有上述突出优势的同时，同样也具有一定的局限性。
无线电信号在自由空间中进行传播，容易受到恶意干扰影响使得用户无法获取正常的定位导航服务。不法分子或敌对国家播发虚假欺骗信号干扰正常的定位导航服务的事件屡有发生，飞行器、船只、车辆等受到欺骗信号误导偏离航线，有可能造成巨大的经济和军事损失。
目前以卫星导航为代表的无线电导航，在抗欺骗设计中普遍采用的方法是系统端进行信号级加密，以及在用户端采用欺骗信号识别技术。一方面通过对信号进行高安全加密，使得导航信号难以被复制；另一方面，通过改进导航终端，使其具备抗欺骗能力。但是上述技术对于转发式导航欺骗手段在应用中存在对抗能力不强的问题。
所提出的分布式可信无线电导航系统架构设计，通过对无线电导航的系统架构和信号播发模式的改进，实现对包括转发式欺骗在内的导航欺骗手段实现有效的对抗，大幅提高包括卫星导航在内的无线电导航系统的安全性。
发明内容
本发明的目的是为了解决包括卫星导航、地基导航等无线电导航系统的欺骗干扰问题，提出了一种分布式可信无线电导航系统架构设计。
本发明所采用的技术方案为：
一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法，包括以下步骤：
(1)系统运行控制中心分别生成多个导航源的原始电文信息，并将多个导航源的原始电文信息流进行混合编码，形成多个导航源的混合编码电文信息；
(2)系统运行控制中心分别将多个导航源的混合编码电文信息一一对应发送给多个导航源；
(3)多个导航源分别基于混合编码电文信息进行导航信号的生成，并进行播发；
(4)用户同时接收系统内所有导航源的导航信号，解调获得混合编码电文信息，并通过混合译码分别获得所有导航源的原始电文信息，通过所有导航源的原始电文信息进行定位和授时；
完成分布式可信无线电导航系统架构设计。
其中，步骤(1)中，各导航源的原始电文信息经过混合编码后，形成混合编码电文信息，混合编码电文信息的数量与导航源数量一致。
其中，步骤(3)中每个导航源播发的导航信号中都包含其他导航源的原始电文信息。
本发明相比背景技术具有如下优点：
(1)本发明提出的分布式可信无线电导航系统架构，相比传统的无线电导航架构，通过导航信号电文信息的协同编码，保证了用户要基于本系统实现定位，必须只能全部接收本系统所发射信号，排除了基于单一或少量信号源播发虚假信号制造恶意欺骗的可能性。
(2)本发明提出的分布式可信无线电导航系统架构，具有灵活的方法结构，网络结构及网络节点动态可变，针对不同的组网条件和需求能够组建不同的网络形式，可以适应不同的软硬件条件及通信环境，具有较强的工程可实现性，具有实用性的特点。
附图说明
图1是本发明示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
系统由系统运行控制中心、N个导航源(N≥3)和专用导航终端组成。用户通过接收M个导航信号源的导航信号实现定位和授时以附图示例进行说明，附图实施例中设计了4个导航源。
具体实现步骤如下：
(1)系统运行控制中心进行多个导航源的原始电文信息{M1_a,M2_a,M3_a,M4_a}生成，原始电文包含了各导航源的基准位置信息等完成定位授时所必须的信息；并多个导航源的对原始电文信息流{M1_a,M2_a,M3_a,M4_a}进行混合编码处理，获得多个导航源的混合编码电文信息{M1_b,M2_b,M3_b,M4_b}，混合编码电文信息的数量与导航源数量一致；
(2)系统运行控制中心经过有线或无线链路将多个导航源的混合编码电文信息{M1_b,M2_b,M3_b,M4_b}一一对应发送给多个导航源；
(3)多个导航源分别基于混合编码电文信息{M1_b,M2_b,M3_b,M4_b}进行导航信号S的生成和播发，每个导航源播发的导航信号中都包含其他导航源的原始电文信息；
(4)用户收到系统所有导航源的导航信号S后，解调获得混合编码电文信息{M1_b,M2_b,M3_b,M4_b}，并通过混合译码分别获得所有导航源的原始电文信息{M1_a,M2_a,M3_a,M4_a}，通过所有导航源的原始电文信息进行定位和授时；
完成分布式可信无线电导航系统架构设计。

Claims (3)

1.一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)系统运行控制中心分别生成多个导航源的原始电文信息，并将多个导航源的原始电文信息流进行混合编码，形成多个导航源分别对应的混合编码电文信息；
(2)系统运行控制中心分别将多个导航源分别对应的混合编码电文信息一一对应发送给多个导航源；
(3)多个导航源分别基于混合编码电文信息进行导航信号的生成，并进行播发；
(4)用户同时接收到系统内所有导航源的导航信号，解调获得所有导航源混合编码电文信息，并通过混合译码获得所有导航源的原始电文信息，基于所有导航源的原始电文信息实现定位和授时；
完成分布式可信无线电导航系统架构设计。
2.根据权利要求1所述的一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法，其特征在于：步骤(1)中，各导航源的原始电文信息经过混合编码后，形成混合编码电文信息，混合编码电文信息的数量与导航源数量一致。
3.根据权利要求1所述的一种分布式可信无线电导航系统架构设计方法，其特征在于：步骤(3)中每个导航源播发的导航信号中都包含其他导航源的原始电文信息。
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