CN110621067A - 一种ads-b抗干扰防欺骗多站系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种ADS‑B抗干扰防欺骗多站系统，包括：若干个全向子系统，其中，全向子系统基于同一时刻对应接收当前空域中的目标源的第一ADS‑B信号，并对第一ADS‑B信号进行第一预设处理；单脉冲和差子系统，用于当全向子系统接收当前空域中的目标源的第一ADS‑B信号时，接收当前空域中的目标源的第二ADS‑B信号，并对第二ADS‑B信号进行第二预设处理；处理模块，用于基于预先存储的时差定位算法，对第一预设处理后的第一ADS‑B信号和第二预设处理后的第二ADS‑B信号进行时差定位处理，获得目标源的定位信息，并传输到显示模块进行显示。用以在保留原有ADS‑B系统所有功能基础上，采用了TDOA时差定位处理技术，对当前空域中的目标源方位进行精确探测。
Description
技术领域
本发明涉及航空通信技术领域，特别涉及一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统。
背景技术
随着广播式自动相关监视(ADS-B)技术在全球不断建设推广，在航空运输领域取得显著的技术效益和社会效益的同时，ADS-B开放共享式的自动监视架构正面临着易受人为虚假欺骗或出现错误信息等安全性挑战。人为攻击、虚假欺骗等安全性问题已逐步显露出来，引起了全球特别是美欧等空管发达国家/组织的高度关注和重视。
由于ADS-B系统通过1090ES地空/空空数据链对飞机位置等信息进行广播式的自我报告，造成这种开放式的自主监视架构面临易受黑客的侵入和虚假欺骗。ADS-B可能产生的数据虚假或错误的情况，如位置信息错误等，因不能及时获取飞机的精确的位置信息，可能会误导其它邻近飞机、地面监视指挥系统，轻者造成飞行混乱，重者可能造成灾难性事故。
发明内容
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，用以在保留原有ADS-B系统所有功能基础上，采用了TDOA时差定位处理技术，对当前空域中的目标源方位进行精确探测，进而实现ADS-B抗干扰防欺骗的目的。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，包括：
若干个全向子系统，其中，所述全向子系统基于同一时刻对应接收当前空域中的目标源的第一ADS-B信号，并对所述第一ADS-B信号进行第一预设处理；
单脉冲和差子系统，用于当所述全向子系统接收所述当前空域中的目标源的第一ADS-B信号时，接收所述当前空域中的目标源的第二ADS-B信号，并对所述第二ADS-B信号进行第二预设处理；
处理模块，用于基于预先存储的时差定位算法，对所述全向子系统得到的第一预设处理后的第一ADS-B信号和所述单脉冲和差子系统得到的第二预设处理后的第二ADS-B信号进行时差定位处理，获得所述目标源的定位信息，并传输到显示模块进行显示。
在一种可能实现的方式中，还包括：
第一确定模块，用于确定所述全向子系统对所述第一ADS-B信号进行第一预设处理后的所述目标源的第一定位信息；
第二确定模块，用于确定所述单脉冲和差子系统对所述第二ADS-B信号进行第二预设处理后的所述目标源的第二定位信息；
比较模块，用于基于同一方向，相同时刻，比较所述第一确定模块所确定的第一定位信息和所述第二确定模块所确定的第二定位信息，并判断所述第一定位信息与第二定位信息的差值绝对值是否在第一预设定位误差范围之内，若是，确定当前空域中的目标源的第二ADS-B信号为真实目标信号；
否则，判断所述差值绝对值是否在第二预设定位误差范围外，若是，确定所述当前空域中的目标源的第二ADS-B信号为干扰欺骗信号；
且所述第一预设定位误差范围小于或等于第二预设定位误差范围。
在一种可能实现的方式中，还包括：
第一解析模块，用于对所述全向子系统接收到所述目标源的第一ADS-B信号进行解析处理，获取所述第一ADS-B信号相应的身份信息和时间戳信息，并基于所述第一确定模块确定所述第一ADS-B信号对应的所述目标源的第一定位信息；
第二解析模块，用于对所述单脉冲和差子系统接收到所述目标源的第二ADS-B信号进行解析处理，获取所述第二ADS-B信号相应的身份信息和时间戳信息，并基于所述第二确定模块确定所述第二ADS-B信号对应的所述目标源的第二定位信息。
在一种可能实现的方式中，还包括：
验证模块，用于当所述全向子系统接收当前空域中的第一ADS-B信号之前，对所述全向子系统进行验证；
所述验证模块包括：
干扰源，用于向所述全向子系统发送测试信号，所述测试信号包括：ADS-B标准信号、干扰欺骗信号；
干扰源确定单元，用于基于预先存储的验证数据库，并根据所述全向子系统所接收的测试信号，确定所述全向子系统是否合格；
若是，控制所述全向子系统执行后续操作；
否则，向报警模块发送报警指令，并控制报警模块根据所述报警指令执行相应的报警操作；
所述干扰源，还用于接收所述当前空域的第一ADS-B信号，并对所接收的第一ADS-B信号进行数据篡改。
在一种可能实现的方式中，还包括：
第一获取模块，用于基于所述验证模块对所述全向子系统进行验证之前，获取所述干扰源发射的干扰报文信息；
所述处理模块，还用于对所述第一获取模块所获取的干扰报文信息进行分析处理，获得与所述干扰报文信息相关的位置数据，并判断所获得的位置数据是否与预先存储的多点定位系统中的预设位置相一致；
若是，判定所述干扰源为虚假发射干扰源；
若否，判定所述干扰源为真实发射干扰源；
其中，所述多站系统，还包括：
第一判断模块，用于当所述全向子系统和多点定位系统未接收到所述当前空域中的第一ADS-B信号时，判定所述第一ADS-B信号是所述真实发射干扰源发射的干扰欺骗信号。
在一种可能实现的方式中，还包括：
第三确定模块，用于通过对所述干扰源所发射的干扰报文信息中的干扰欺骗信号进行分析，确定所述干扰欺骗信号的传输路数；
第四确定模块，用于确定所述干扰源每秒发射所述干扰欺骗信号的次数；
第五确定模块，用于确定并识别所述干扰源是否为转发干扰源；
所述处理模块，还用于将所述第三确定模块所确定的所述干扰欺骗信号的传输路数、所述第四确定模块所确定的所述干扰源每秒发射所述干扰欺骗信号的次数、及所述第五确定模块对应的确定结果传输到显示模块进行显示；
其中，所述处理模块，还用于根据所述预先存储的时差定位算法，获得每个所述干扰欺骗信号的测向和定位，并传输到所述显示模块进行显示。
在一种可能实现的方式中，还包括：
第二获取模块，用于获取所述目标源在当前空域广播的目标数据；
第二判断模块，用于基于预先存储的意图相符原则和预先存储的与所述目标源相关的基础数据，判断所述目标源是否按照广播意图飞行，若是，判定所述目标数据是真实目标信号；
否则，判定所述目标数据是干扰欺骗信号；
第三获取模块，用于获取所述目标源在所述当前空域中的飞行轨迹；
第三判断模块，用于基于预先存储的几何相符原则，并根据所述第三获取模块所获取的飞行轨迹，检验所述目标源在预设航路点之间的飞行或在预设航路点压点/绕点飞行时，与所述飞行轨迹对应的航迹数据是否符合所述目标源的飞行几何特性，
若是，判定所述目标数据是真实目标信号；
否则，判定所述目标数据是干扰欺骗信号；
所述处理模块，还用于将所述第二判断模块和第三判断模块所判定的所述干扰欺骗信号，按照国际标准格式和干扰目标报告信息进行转化，并将对应的转化结果输出到显示模块进行显示。
在一种可能实现的方式中，还包括：
时统服务器，用于向所述全向子系统对应的基站提供标准时间；
记录模块，用于记录保存所述全向子系统对应的所述基站的运行状态、工作参数；
监视模块，用于对所述记录模块所记录保存的所述基站的运行状态、工作参数进行监视，并将对应的监视结果输出到所述显示模块进行显示。
在一种可能实现的方式中，还包括：
定位授时模块，用于向所述第一解析模块和第二解析模块发送定位授时信息，以使所述第一解析模块根据所述定位授时信息对所述第一ADS-B信号进行解析处理，同时，使所述第二解析模块根据所述定位授时信息对所述第二ADS-B信号进行解析处理。
在一种可能实现的方式中，
所述处理模块基于预先存储的时差定位算法，对所述全向子系统得到的第一预设处理后的第一ADS-B信号和所述单脉冲和差子系统得到的第二预设处理后的第二ADS-B信号进行时差定位处理，获得所述目标源的定位信息，并传输到显示模块进行显示的过程中，还用于获取所述目标源的航速；
其中，获取所述目标源的航速的具体步骤包括：
步骤A1、获取所述第一ADS-B信号，确定所述第一ADS-B信号的延时时间：
其中，t为所述第一ADS-B信号的延时时间，v为光的预设速度，H为所述第一ADS-B信号的载波频率，M为所述第一ADS-B信号的M阵元的均匀圆阵UCA，为所述第一ADS-B信号的当前时刻的来波方向的方位角，λ为所述第一ADS-B信号上一时刻的来波方向的方位角；
步骤A2、确定所述目标源对于所述全向子系统的相对相位移动；
其中，s为所述目标源的相对相位移动；
步骤A3、根据所述第一ADS-B信号、所述第一ADS-B信号的延时时间和所述目标源的相对相位移动，确定所述目标源的航速；
其中，Vs为所述目标源的航速，θ为所述目标源与ADS-B接收天线连线所对应的方位角，σ为所述目标源与ADS-B接收天线连线所对应的俯仰角；
步骤A4、将所述目标源的航速与预设航速进行对比，当所述目标源的航速与目标源的规划航速的值相等时，将所述目标源的航速传输到显示模块进行显示，同时获取所述目标源的航速；
否则，控制报警模块根据异常报警指令，执行相应的异常预警操作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，如图1所示，包括：
若干个全向子系统，其中，所述全向子系统基于同一时刻对应接收当前空域中的目标源的第一ADS-B信号，并对所述第一ADS-B信号进行第一预设处理；
单脉冲和差子系统，用于当所述全向子系统接收所述当前空域中的目标源的第一ADS-B信号时，接收所述当前空域中的目标源的第二ADS-B信号，并对所述第二ADS-B信号进行第二预设处理；
处理模块，用于基于预先存储的时差定位算法，对所述全向子系统得到的第一预设处理后的第一ADS-B信号和所述单脉冲和差子系统得到的第二预设处理后的第二ADS-B信号进行时差定位处理，获得所述目标源的定位信息，并传输到显示模块进行显示。
上述目标源，可以是飞行器等。
上述全向子系统至少为四个，是为了方便对不同的全向子系统在同一时刻接收到的对应的第一ADS-B信号进行分析，提供识别虚假信息的判断依据。
上述单脉冲和差子系统为一个。
上述全向子系统基于同一时刻对应接收当前空域中的目标源的第一ADS-B信号，由于全向子系统所处的距离的不同，导致全向子系统在同一时刻接收到的目标源的第一ADS-B信号的接收时间存在不同。
上述的单脉冲和差子系统是可以是雷达设备，基于雷达设备获取到的第二ADS-B信号；
根据全向子系统获取到的第一ADS-B信号和单脉冲和差子系统获取到的第二ADS-B信号，可以提高所确定出来的目标源的定位信息的精确性。
上述第一预设处理，可以是，对第一ADS-B信号进行的报文解析处理；
上述第二预设处理，可以是，对第二ADS-B信号进行的报文解析处理，且由于单脉冲和差子系统是扫描式的接收当前空域的第二ADS-B信号的，并根据幅度和差特性，确定第二ADS-B信号来源的方位，从来明确第二ADS-B信号的信号源的方位角。
通过全向子系统进行接收获取目标源的第一ADS-B信号，通过脉冲和差子系统进行接收获取目标源的第二ADS-B信号，通过两种方式获取同个目标源的ADS-B信号，可以提高基于ADS-B信号确定目标源的位置信息的准确性。
上述显示模块，可以是智能终端，如智能手机、笔记本、电脑等设备，其好处是，便于显示，方便人员及时处理。
上述技术方案的有益效果是：用以在保留原有ADS-B系统所有功能基础上，采用了TDOA时差定位处理技术，对当前空域中的目标源方位进行精确探测，使得获取的目标源的位置更加精确。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
第一确定模块，用于确定所述全向子系统对所述第一ADS-B信号进行第一预设处理后的所述目标源的第一定位信息；
第二确定模块，用于确定所述单脉冲和差子系统对所述第二ADS-B信号进行第二预设处理后的所述目标源的第二定位信息；
比较模块，用于基于同一方向，相同时刻，比较所述第一确定模块所确定的第一定位信息和所述第二确定模块所确定的第二定位信息，并判断所述第一定位信息与第二定位信息的差值绝对值是否在第一预设定位误差范围之内，若是，确定当前空域中的目标源的第二ADS-B信号为真实目标信号；
否则，判断所述差值绝对值是否在第二预设定位误差范围外，若是，确定所述当前空域中的目标源的第二ADS-B信号为干扰欺骗信号；
且所述第一预设定位误差范围小于或等于第二预设定位误差范围。
上述第一预设定位误差范围和第二预设定位误差范围是专家提前设定的；
如，第一预设定位误差范围为0～100m，第二预设定位误差范围为100m～300m，当第一定位信息和第二定位信息之间的差值绝对值为50m时，判定第二ADS-B信号为真实目标信号；
当第一定位信息和第二定位信息之间的差值绝对值为400m时，判定第二ADS-B信号为干扰欺骗信号。
上述技术方案的有益效果是：通过设定的定位误差范围，便于确定第二ADS-B信号的真假性。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
第一解析模块，用于对所述全向子系统接收到所述目标源的第一ADS-B信号进行解析处理，获取所述第一ADS-B信号相应的身份信息和时间戳信息，并基于所述第一确定模块确定所述第一ADS-B信号对应的所述目标源的第一定位信息；
第二解析模块，用于对所述单脉冲和差子系统接收到所述目标源的第二ADS-B信号进行解析处理，获取所述第二ADS-B信号相应的身份信息和时间戳信息，并基于所述第二确定模块确定所述第二ADS-B信号对应的所述目标源的第二定位信息。
且还可对每个目标源，如飞行器，的每一帧报文进行准确解算，便于确定当前空域中所有真实目标信号和干扰欺骗信号。
上述身份信息，例如可以是当前空域中出现的目标源的型号，如南航A1号；
上述时间戳信息，可以是南航A1号出现在当前空域中中的时间。
上述第一定位信息包括：目标源所处当前空域的经度、目标源所处当前空域的纬度、及目标源所处当前空域的高度。
上述第二定位信息包括：目标源所处当前空域的经度、目标源所处当前空域的纬度、及目标源所处当前空域的高度。
上述解析处理，是为了获取第一ADS-B信号进行报文解析，便于后续操作。
上述技术方案的有益效果是：通过设置第一解析模块和第二解析模块便于对第一ADS-B信号和第二ADS-B信号进行解析处理，为获取第一定位信息和第二定位信息提供数据基础。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
验证模块，用于当所述全向子系统接收当前空域中的第一ADS-B信号之前，对所述全向子系统进行验证；
所述验证模块包括：
干扰源，用于向所述全向子系统发送测试信号，所述测试信号包括：ADS-B标准信号、干扰欺骗信号；
干扰源确定单元，用于基于预先存储的验证数据库，并根据所述全向子系统所接收的测试信号，确定所述全向子系统是否合格；
若是，控制所述全向子系统执行后续操作；
否则，向报警模块发送报警指令，并控制报警模块根据所述报警指令执行相应的报警操作；
所述干扰源，还用于接收所述当前空域的第一ADS-B信号，并对所接收的第一ADS-B信号进行数据篡改。
上述干扰源，支持用户输入ADS-B信息(DF17/18)报文的相关内容，支持用户输入发送速率和内容可设置的A/C模式报文、报文间隔时间、发送速率、发射功率电平、脉冲宽度可设置的窄脉冲、连续波等类型的干扰信号。
上述确定全向子系统是否合格，可以是通过将干扰源发送的测试信号与若干全向子系统接收的信号进行对比分析进行确定的，若两者不同，则视为全向子系统合格。
上述对所接收的第一ADS-B信号进行数据篡改，可以是按当前时间修改所接收的第一ADS-B信号中的“时间”数据项和校验码后，并以原接收当前空域的第一ADS-B信号的时间间隔顺序发送经篡改后的ADS-B信号；还可以是，对所接收的第一ADS-B信号，经设定的时间延迟后，按当前时间修改数据中的“时间”数据项和校验码，发送经篡改后的ADS-B信号。
其干扰源，还可直接向处理模块发送相关的ADS-B报文，用于测试处理模块的处理能力；且该系统至少包括两个干扰源。
上述技术方案的有益效果是：上述设置验证模块，是为了对若干全向子系统进行验证，确保全向子系统工作的可靠性。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
第一获取模块，用于基于所述验证模块对所述全向子系统进行验证之前，获取所述干扰源发射的干扰报文信息；
所述处理模块，还用于对所述第一获取模块所获取的干扰报文信息进行分析处理，获得与所述干扰报文信息相关的位置数据，并判断所获得的位置数据是否与预先存储的多点定位系统中的预设位置相一致；
若是，判定所述干扰源为虚假发射干扰源；
若否，判定所述干扰源为真实发射干扰源；
其中，所述多站系统，还包括：
第一判断模块，用于当所述全向子系统和多点定位系统未接收到所述当前空域中的第一ADS-B信号时，判定所述第一ADS-B信号是所述真实发射干扰源发射的干扰欺骗信号。
上述基于干扰报文信息，确定干扰源的真实和虚假，既可以是通过对目标ADS-B信号进行数据篡改后，判断其数据篡改是否成功，来进一步确定干扰源是虚假发射干扰源还是真实发射干扰源。
上述若干全向子系统和多点定位系统未接收到当前空域中的目标ADS-B信号，判定ADS-B信号是真实发射干扰源发射的干扰欺骗信号，进一步验证了全向子系统的可靠性。
上述技术方案的有益效果是：通过判断获取的位置数据与相应的预设位置是否一致，便于确定干扰源的真实和虚假。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
第三确定模块，用于通过对所述干扰源所发射的干扰报文信息中的干扰欺骗信号进行分析，确定所述干扰欺骗信号的传输路数；
第四确定模块，用于确定所述干扰源每秒发射所述干扰欺骗信号的次数；
第五确定模块，用于确定并识别所述干扰源是否为转发干扰源；
所述处理模块，还用于将所述第三确定模块所确定的所述干扰欺骗信号的传输路数、所述第四确定模块所确定的所述干扰源每秒发射所述干扰欺骗信号的次数、及所述第五确定模块对应的确定结果传输到显示模块进行显示；
其中，所述处理模块，还用于根据所述预先存储的时差定位算法，获得每个所述干扰欺骗信号的测向和定位，并传输到所述显示模块进行显示。
上述转发干扰源，例如是基于对目标源，如飞行器的基础上，对飞行器广播的ADS-B信息进行数据篡改的干扰源。
上述测向和定位，可以是，干扰欺骗信号的传输方向和对应的具体位置信息，如具体到相应的经度和纬度。
上述确定结果，可以是，干扰源为转发干扰源，干扰源不是转发干扰源。
上述技术方案的有益效果是：通过显示传输路数、干扰欺骗信号的次数、确定结果和干扰欺骗信号的测向和定位，便于及时了解系统的相关信息。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
第二获取模块，用于获取所述目标源在当前空域广播的目标数据；
第二判断模块，用于基于预先存储的意图相符原则和预先存储的与所述目标源相关的基础数据，判断所述目标源是否按照广播意图飞行，若是，判定所述目标数据是真实目标信号；
否则，判定所述目标数据是干扰欺骗信号；
第三获取模块，用于获取所述目标源在所述当前空域中的飞行轨迹；
第三判断模块，用于基于预先存储的几何相符原则，并根据所述第三获取模块所获取的飞行轨迹，检验所述目标源在预设航路点之间的飞行或在预设航路点压点/绕点飞行时，与所述飞行轨迹对应的航迹数据是否符合所述目标源的飞行几何特性，
若是，判定所述目标数据是真实目标信号；
否则，判定所述目标数据是干扰欺骗信号；
所述处理模块，还用于将所述第二判断模块和第三判断模块所判定的所述干扰欺骗信号，按照国际标准格式和干扰目标报告信息进行转化，并将对应的转化结果输出到显示模块进行显示
上述目标源，如可以是飞行器；
上述目标数据，可以是与ADS-B信息相关的信号；
上述基础数据，可以是目标源的地址码、位置(经度、纬度、高度)、速度和航班号等。
上述广播意图，可以是预先设定好的；
上述预设航路点压点/绕点飞行，可以是预先设定好的；
上述按照国际标准格式和干扰目标报告信息进行转化，是为了将干扰欺骗信号进行格式统一，便于查看理解。
上述技术方案的有益效果是：通过意图相符原则与几何相符原则，提供判断目标数据的真伪的依据。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
时统服务器，用于向所述全向子系统对应的基站提供标准时间；
记录模块，用于记录保存所述全向子系统对应的所述基站的运行状态、工作参数；
监视模块，用于对所述记录模块所记录保存的所述基站的运行状态、工作参数进行监视，并将对应的监视结果输出到所述显示模块进行显示。
上述若干全向子系统的运行状态、工作参数，例如可以是，全向子系统接收当前空域的ADS-B信号时是否正常、全向子系统是否合格、全向子系统接收的ADS-B信号的次数等。
对应的监视结果可以为，全向子系统合格、全向子系统接收的ADS-B信号的条数为2019次。
上述技术方案的有益效果是：通过设置时统服务器，提高全向子系统确定目标源位置信息的准确性，将监视结果进行显示，方便对其进行及时了解。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
定位授时模块，用于向所述第一解析模块和第二解析模块发送定位授时信息，以使所述第一解析模块根据所述定位授时信息对所述第一ADS-B信号进行解析处理，同时，使所述第二解析模块根据所述定位授时信息对所述第二ADS-B信号进行解析处理。
上述技术方案的有益效果是：通过设定，定位授时模块，便于为后续的精确定位提供一个计算基础。
本发明提供一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，所述处理模块基于预先存储的时差定位算法，对所述全向子系统得到的第一预设处理后的第一ADS-B信号和所述单脉冲和差子系统得到的第二预设处理后的第二ADS-B信号进行时差定位处理，获得所述目标源的定位信息，并传输到显示模块进行显示的过程中，还用于获取所述目标源的航速；
其中，获取所述目标源的航速的具体步骤包括：
步骤A1、获取所述第一ADS-B信号，确定所述第一ADS-B信号的延时时间：
其中，t为所述第一ADS-B信号的延时时间，v为光的预设速度，H为所述第一ADS-B信号的载波频率，M为所述第一ADS-B信号的M阵元的均匀圆阵UCA，为所述第一ADS-B信号的当前时刻的来波方向的方位角，λ为所述第一ADS-B信号上一时刻的来波方向的方位角；
其中，v预设为光速值，所述上一时刻为上一次收到所述第一ADS-B信号的时刻。
步骤A2、确定所述目标源对于所述全向子系统的相对相位移动；
其中，s为所述目标源的相对相位移动；
步骤A3、根据所述第一ADS-B信号、所述第一ADS-B信号的延时时间和所述目标源的相对相位移动，确定所述目标源的航速；
其中，Vs为所述目标源的航速，θ为所述目标源与ADS-B接收天线连线所对应的方位角，σ为所述目标源与ADS-B接收天线连线所对应的俯仰角；
步骤A4、将所述目标源的航速与预设航速进行对比，当所述目标源的航速与目标源的规划航速的值相等时，将所述目标源的航速传输到显示模块进行显示，同时获取所述目标源的航速；
否则，控制报警模块根据异常报警指令，执行相应的异常预警操作。
有益效果：利用上述技术，可以根据第一预设处理后的第一ADS-B信号确定所述第一ADS-B信号的延时时间与目标源的相对相位移动，根据第一ADS-B信号的延时时间与目标源的相对相位移动以及目标源与ADS-B接收天线连线所对应的方位角、俯仰角从而确定所述目标源的航速，从而判断所述航速与所述目标源的规划航速是否一致，当一致时则将所述航速传输到显示模块进行显示，否则，说明信号源为黑客的侵入和虚假欺骗的信号，则发出预警信号，从而避免造成飞行混乱或者灾难性事故。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，包括：
若干个全向子系统，其中，所述全向子系统基于同一时刻对应接收当前空域中的目标源的第一ADS-B信号，并对所述第一ADS-B信号进行第一预设处理；
单脉冲和差子系统，用于当所述全向子系统接收所述当前空域中的目标源的第一ADS-B信号时，接收所述当前空域中的目标源的第二ADS-B信号，并对所述第二ADS-B信号进行第二预设处理；
处理模块，用于基于预先存储的时差定位算法，对所述全向子系统得到的第一预设处理后的第一ADS-B信号和所述单脉冲和差子系统得到的第二预设处理后的第二ADS-B信号进行时差定位处理，获得所述目标源的定位信息，并传输到显示模块进行显示。
2.如权利要求1所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，还包括：
第一确定模块，用于确定所述全向子系统对所述第一ADS-B信号进行第一预设处理后的所述目标源的第一定位信息；
第二确定模块，用于确定所述单脉冲和差子系统对所述第二ADS-B信号进行第二预设处理后的所述目标源的第二定位信息；
比较模块，用于基于同一方向，相同时刻，比较所述第一确定模块所确定的第一定位信息和所述第二确定模块所确定的第二定位信息，并判断所述第一定位信息与第二定位信息的差值绝对值是否在第一预设定位误差范围之内，若是，确定当前空域中的目标源的第二ADS-B信号为真实目标信号；
否则，判断所述差值绝对值是否在第二预设定位误差范围外，若是，确定所述当前空域中的目标源的第二ADS-B信号为干扰欺骗信号；
且所述第一预设定位误差范围小于或等于第二预设定位误差范围。
3.如权利要求1所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，还包括：
第一解析模块，用于对所述全向子系统接收到所述目标源的第一ADS-B信号进行解析处理，获取所述第一ADS-B信号相应的身份信息和时间戳信息，并基于所述第一确定模块确定所述第一ADS-B信号对应的所述目标源的第一定位信息；
第二解析模块，用于对所述单脉冲和差子系统接收到所述目标源的第二ADS-B信号进行解析处理，获取所述第二ADS-B信号相应的身份信息和时间戳信息，并基于所述第二确定模块确定所述第二ADS-B信号对应的所述目标源的第二定位信息。
4.如权利要求1所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，还包括：
验证模块，用于当所述全向子系统接收当前空域中的第一ADS-B信号之前，对所述全向子系统进行验证；
所述验证模块包括：
干扰源，用于向所述全向子系统发送测试信号，所述测试信号包括：ADS-B标准信号、干扰欺骗信号；
干扰源确定单元，用于基于预先存储的验证数据库，并根据所述全向子系统所接收的测试信号，确定所述全向子系统是否合格；
若是，控制所述全向子系统执行后续操作；
否则，向报警模块发送报警指令，并控制报警模块根据所述报警指令执行相应的报警操作；
所述干扰源，还用于接收所述当前空域的第一ADS-B信号，并对所接收的第一ADS-B信号进行数据篡改。
5.如权利要求4所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，还包括：
第一获取模块，用于基于所述验证模块对所述全向子系统进行验证之前，获取所述干扰源发射的干扰报文信息；
所述处理模块，还用于对所述第一获取模块所获取的干扰报文信息进行分析处理，获得与所述干扰报文信息相关的位置数据，并判断所获得的位置数据是否与预先存储的多点定位系统中的预设位置相一致；
若是，判定所述干扰源为虚假发射干扰源；
若否，判定所述干扰源为真实发射干扰源；
其中，所述多站系统，还包括：
第一判断模块，用于当所述全向子系统和多点定位系统未接收到所述当前空域中的第一ADS-B信号时，判定所述第一ADS-B信号是所述真实发射干扰源发射的干扰欺骗信号。
6.如权利要求5所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
第三确定模块，用于通过对所述干扰源所发射的干扰报文信息中的干扰欺骗信号进行分析，确定所述干扰欺骗信号的传输路数；
第四确定模块，用于确定所述干扰源每秒发射所述干扰欺骗信号的次数；
第五确定模块，用于确定并识别所述干扰源是否为转发干扰源；
所述处理模块，还用于将所述第三确定模块所确定的所述干扰欺骗信号的传输路数、所述第四确定模块所确定的所述干扰源每秒发射所述干扰欺骗信号的次数、及所述第五确定模块对应的确定结果传输到显示模块进行显示；
其中，所述处理模块，还用于根据所述预先存储的时差定位算法，获得每个所述干扰欺骗信号的测向和定位，并传输到所述显示模块进行显示。
7.如权利要求6所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，还包括：
第二获取模块，用于获取所述目标源在当前空域广播的目标数据；
第二判断模块，用于基于预先存储的意图相符原则和预先存储的与所述目标源相关的基础数据，判断所述目标源是否按照广播意图飞行，若是，判定所述目标数据是真实目标信号；
否则，判定所述目标数据是干扰欺骗信号；
第三获取模块，用于获取所述目标源在所述当前空域中的飞行轨迹；
第三判断模块，用于基于预先存储的几何相符原则，并根据所述第三获取模块所获取的飞行轨迹，检验所述目标源在预设航路点之间的飞行或在预设航路点压点/绕点飞行时，与所述飞行轨迹对应的航迹数据是否符合所述目标源的飞行几何特性，
若是，判定所述目标数据是真实目标信号；
否则，判定所述目标数据是干扰欺骗信号；
所述处理模块，还用于将所述第二判断模块和第三判断模块所判定的所述干扰欺骗信号，按照国际标准格式和干扰目标报告信息进行转化，并将对应的转化结果输出到显示模块进行显示。
8.如权利要求1所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，还包括：
时统服务器，用于向所述全向子系统对应的基站提供标准时间；
记录模块，用于记录保存所述全向子系统对应的所述基站的运行状态、工作参数；
监视模块，用于对所述记录模块所记录保存的所述基站的运行状态、工作参数进行监视，并将对应的监视结果输出到所述显示模块进行显示。
9.如权利要求3所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，还包括：
定位授时模块，用于向所述第一解析模块和第二解析模块发送定位授时信息，以使所述第一解析模块根据所述定位授时信息对所述第一ADS-B信号进行解析处理，同时，使所述第二解析模块根据所述定位授时信息对所述第二ADS-B信号进行解析处理。
10.如权利要求1所述的ADS-B抗干扰防欺骗多站系统，其特征在于，
所述处理模块基于预先存储的时差定位算法，对所述全向子系统得到的第一预设处理后的第一ADS-B信号和所述单脉冲和差子系统得到的第二预设处理后的第二ADS-B信号进行时差定位处理，获得所述目标源的定位信息，并传输到显示模块进行显示的过程中，还用于获取所述目标源的航速；
其中，获取所述目标源的航速的具体步骤包括：
步骤A1、获取所述第一ADS-B信号，确定所述第一ADS-B信号的延时时间：
其中，t为所述第一ADS-B信号的延时时间，v为光的预设速度，H为所述第一ADS-B信号的载波频率，M为所述第一ADS-B信号的M阵元的均匀圆阵UCA，为所述第一ADS-B信号的当前时刻的来波方向的方位角，λ为所述第一ADS-B信号上一时刻的来波方向的方位角；
步骤A2、确定所述目标源对于所述全向子系统的相对相位移动；
其中，s为所述目标源的相对相位移动；
步骤A3、根据所述第一ADS-B信号、所述第一ADS-B信号的延时时间和所述目标源的相对相位移动，确定所述目标源的航速；
其中，Vs为所述目标源的航速，θ为所述目标源与ADS-B接收天线连线所对应的方位角，σ为所述目标源与ADS-B接收天线连线所对应的俯仰角；
步骤A4、将所述目标源的航速与预设航速进行对比，当所述目标源的航速与目标源的规划航速的值相等时，将所述目标源的航速传输到显示模块进行显示，同时获取所述目标源的航速；
否则，控制报警模块根据异常报警指令，执行相应的异常预警操作。
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| CN201911032621.7A CN110621067B (zh) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | 一种ads-b抗干扰防欺骗多站系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113300805A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-24 | 四川九洲空管科技有限责任公司 | 一种针对防撞系统acas x的欺骗干扰装置与方法 |
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| CN109738873A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-05-10 | 四川信能科技发展有限公司 | 一种ads-b抗干扰防欺骗地面单站系统 |
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- 2019-10-28 CN CN201911032621.7A patent/CN110621067B/zh active Active
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