CN110749905B - 单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置 - Google Patents
单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110749905B CN110749905B CN201911167136.0A CN201911167136A CN110749905B CN 110749905 B CN110749905 B CN 110749905B CN 201911167136 A CN201911167136 A CN 201911167136A CN 110749905 B CN110749905 B CN 110749905B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- navigation
- signal
- receiver
- different local
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- 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
- G01S19/215—Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service issues related to spoofing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置，所述方法包括：接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理导航信号，并对导航信号进行跟踪；获取跟踪的导航信号对应的卫星的星历；接收机在两个不同本地时刻提取导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间和卫星的星历计算得到两个不同本地时刻卫星与接收机的距离；根据两个不同本地时刻卫星与接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测钟漂值变化量是否超过预设门限，当钟漂值变化量超过预设门限时，则输出该导航信号为欺骗信号。本方法能够通过运算量较小的检测方法检测卫星信号是否为欺骗信号。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置。
背景技术
全球导航卫星系统(GNSS)能够提供全天时、全天候的定位、定速和授时服务。它在通信、军事、交通、电力等领域都有着广泛的应用，是人类生活中的重要基础设施。因此，需要确保GNSS服务能够正常工作。然而，由于GNSS信号功率较弱，当前存在很多针对导航系统的威胁。这些威胁可以分为压制干扰和欺骗干扰。其中，压制干扰通过发射在GNSS频点附近的高功率信号使得接收机无法工作，因此很容易被接收机发现。欺骗干扰可以诱导接收机输出受攻击方控制的位置、速度和时间信息，并且很难被接收机发现。因此欺骗干扰隐蔽性更高，潜在的威胁较大，不容忽视。
目前已有很多针对欺骗干扰的防御技术，主要用于检测、识别与抑制欺骗信号。可以分为三大类，分别是基于信号设计的方法，比如电文验证和伪码加密技术；基于外部设备辅助的方法，比如惯性、时钟、地磁辅助等；基于用户接收机终端处理的方法，比如监测多普勒、功率、载波相位等信号特征，以及监测定位解算输出的位置、速度和时间信息等。对于以上三类方法，其中基于信号设计的方法需要修改导航信号，相应的接收机也要进行修改，该方法成本较高、实现较难。基于外部设备辅助的方法需要利用额外的设备辅助，这会额外增加用户成本。而基于用户接收机终端处理的方法，不需要添加额外的设备，因此比较方便实现且成本较低。当前基于用户接收机终端处理的欺骗防御方法中，有很多是基于时间信息监测。比如有文献公开了通过估计接收机的钟漂来检测欺骗信号，该方法需要联立伪距变化率观测方程并解算得到钟漂信息。
但是，上述基于时间信息监测的欺骗防御技术存在一些不足之处。一是上述方法只能判断是否存在欺骗信号，无法直接识别哪些是欺骗信号。二是上述方法需要建立至少四个观测方程即至少需要四颗卫星信号才能工作，且需要进行迭代解算，因此运算量较大。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置。
本发明实施例提供一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，包括：
接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理所述导航信号，并对所述导航信号进行跟踪；
获取所述跟踪的导航信号对应的卫星的信号，并提取所述卫星的星历；
接收机在两个不同本地时刻提取所述导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离；
根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测所述钟漂值变化量是否超过预设门限；
当所述钟漂值变化量超过预设门限时，则输出所述导航信号为欺骗信号。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述两个不同的本地时刻计算所述两个不同本地时刻的时间间隔；
所述根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，包括：
所述两个不同本地时刻包括前一时刻和后一时刻，根据前一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间、后一时刻导航信号的发射时间、所述时间间隔计算所述钟漂值。
在其中一个实施例中，通过如下钟漂值公式计算所述钟漂值：
Cd＝c(Tm(t2)–Tm(t1)+(τm(t2)–τm(t1))c-1–ΔT)ΔT-1
其中，所述Cd为估计的钟漂值，Tm(t1)为前一时刻导航信号的发射时间，Tm(t2)为后一时刻导航信号的发射时间，τm(t1)为前一时刻卫星与接收机之间的距离，τm(t2)为后一时刻卫星与接收机之间的距离，ΔT为时间间隔，c为光速。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述前一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间建立第一伪距方程：
TG(t1)–Tm(t1)＝τm(t1)c-1
其中，所述TG(t1)为前一时刻对应的卫星导航系统时间；
根据所述后一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻导航信号的发射时间建立第二伪距方程：
TG(t2)–Tm(t2)＝τm(t2)c-1
其中，所述TG(t2)为后一时刻对应的卫星导航系统时间；
根据所述前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间以及所述时间间隔得到所述钟漂值的表达式：
Cd＝c(TG(t2)–TG(t1)–ΔT)ΔT-1
将所述第一伪距方程与所述第二伪距方程代入所述钟漂值的表达式，消除所述前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间，得到所述钟漂值公式。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
所述根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离中，所述发射时间的表示类型为伪码表示的发射时间。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值中，所述发射时间的表示类型为载波相位表示的发射时间。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
所述预设的信号处理方法根据处理流程依次包含：下变频步骤、采样步骤、捕获步骤。
本发明实施例提供一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别装置，包括：
接收模块，用于接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理所述导航信号，并对所述导航信号进行跟踪；
获取模块，用于获取所述跟踪的导航信号对应的卫星的星历；
提取模块，用于接收机在两个不同本地时刻提取所述导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离；
计算模块，用于根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测所述钟漂值变化量是否超过预设门限；
输出模块，用于当所述钟漂值变化量超过预设门限时，则输出所述导航信号为欺骗信号。
本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法的步骤。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法的步骤。
本发明实施例提供的单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置，通过获取一颗卫星的观测量，然后通过观测量计算就可以估计钟漂信息，并根据估计结果判断该卫星信号是否是欺骗信号。此外，该技术只需要求解一个线性方程，不需要迭代计算，因此运算量较小、复杂度较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法的流程图；
图2为本发明实施例中单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别装置的结构图；
图3为本发明实施例中电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供了一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，包括：
步骤S101，接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理所述导航信号，并对所述导航信号进行跟踪。
具体地，接收卫星发送的导航信号，导航信号为GNSS射频信号，然后对导航信号通过预设的信号处理方法进行处理，预设的信号处理方法步骤可以依次包括：下变频步骤、采样步骤、捕获步骤，具体的信号处理方法可以为：GNSS信号经过下变频得到中频信号，经过采样得到数字中频信号。通过数字中频信号处理，捕获得到导航信号的频率偏移和伪码相位，然后对导航信号进行信号跟踪。
步骤S102，获取所述跟踪的导航信号对应的卫星的星历。
具体地，获取信号跟踪的导航信息对应的卫星的星历，根据卫星的星历可以解算得到卫星的位置。
步骤S103，接收机在两个不同本地时刻提取所述导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离。
具体地，接收机接收到导航信号，根据导航信号中包括的信息，可以提取到导航信号的发射时间，分别在两个不同本地时刻获取导航信号的发射时间，比如分别为本地时间12点整时卫星中导航信号的发射时间以及12点00分0.1秒时卫星中导航信号的发射时间，然后根据两个不同本地时刻的发射时间以及卫星的星历可以计算到两个不同本地时间卫星与接收机的距离。
步骤S104，根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测所述钟漂值变化量是否超过预设门限。
具体地，根据两个不同本地时刻卫星与接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间可以计算得到钟漂值，计算的方法可以为根据两个不同本地时刻卫星与接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间得到一组伪距方程，对这两个本地时刻的伪距方程进行差分并除以观测量的时间间隔，可以得到关于钟漂参数的时间差分方程，然后计算得到钟漂值，其中，钟漂值表示接收机本地时间偏差变化率。
步骤S105，当所述钟漂值变化量超过预设门限时，则输出所述导航信号为欺骗信号。
具体地，对钟漂值变化量进行检测，当钟漂值变化量超过预设门限时，则输出导航信号为欺骗信号，其中，预设门限可以根据本地时钟特性设定。对于真实导航信号，估计的钟漂值变化量都十分小，而对于欺骗信号来说，钟漂值会发生显著变化。
本发明实施例提供的一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，通过获取一颗卫星的观测量，然后通过观测量计算就可以估计钟漂信息，并根据估计结果判断该卫星信号是否是欺骗信号。此外，该技术只需要求解一个线性方程，不需要迭代计算，因此运算量较小、复杂度较低。
在上述实施例的基础上，所述单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，还包括：
根据所述两个不同本地时刻计算所述两个不同本地时刻的时间间隔；
所述根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，包括：
所述两个不同本地时刻包括前一时刻和后一时刻，根据前一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间、后一时刻导航信号的发射时间、所述时间间隔计算所述钟漂值。
在本发明实施例中，根据本地时间的两个不同时刻可以计算两个不同本地时刻的时间间隔，然后根据前一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间、后一时刻导航信号的发射时间、所述时间间隔计算钟漂值，具体的钟漂值公式可以为：
Cd＝c(Tm(t2)–Tm(t1)+(τm(t2)–τm(t1))c-1–ΔT)ΔT-1
其中，Cd为估计的钟漂值，Tm(t1)为前一时刻导航信号的发射时间，Tm(t2)为后一时刻导航信号的发射时间，τm(t1)为前一时刻卫星与接收机之间的距离，τm(t2)为后一时刻卫星与接收机之间的距离，ΔT为时间间隔，c为光速。
另外，上述的钟漂值公式的来源可以通过伪距方程及时间间隔计算得到，具体包括：
根据前一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间可以建立与前一时刻相关的第一伪距方程：
TG(t1)–Tm(t1)＝τm(t1)c-1
其中，TG(t1)为前一时刻对应的卫星导航系统时间；
根据后一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻导航信号的发射时间可以建立与后一时刻相关的第二伪距方程：
TG(t2)–Tm(t2)＝τm(t2)c-1
其中，TG(t2)为后一时刻对应的卫星导航系统时间；
根据前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间以及所述时间间隔得到所述钟漂值的表达式：
Cd＝c(TG(t2)–TG(t1)–ΔT)ΔT-1
将第一伪距方程与所述第二伪距方程代入钟漂值的表达式，消除前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间，即可以得到钟漂值公式。
本发明实施例中详细说明了钟漂值的计算方法，保证了钟漂值的准确性，进而保证了后续欺骗信号判断的准确性。
在上述实施例的基础上，单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法中，还包括：
所述根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离中，所述发射时间的表示类型为伪码表示的发射时间。
本发明实施例中，在计算得到卫星与接收机的距离的步骤中，根据粗略的接收机位置信息计算得到距离即可，这是因为当接收机位置存在误差时，基本不会影响钟漂变化的检测。由于在钟漂估计过程中，需要利用接收机位置来计算卫星与接收机的距离在两个本地时刻的差值，即τm(t2)–τm(t1)。由于接收机离导航卫星较远，该差值受接收机位置误差的影响几乎不随时间变化，容忍的接收机位置误差可达几十公里。因此只会对钟漂估计结果引入一个基本不随时间变化的量，基本上不会影响钟漂变化的检测，也就不会影响对欺骗信号的检测与识别。
另外，在另一实施例中，单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法中，还包括：
根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值中，所述发射时间的表示类型为载波相位表示的发射时间。
本发明的实施例中，在计算钟漂值的步骤中，需要根据精确的载波相位表示的发射时间来计算钟漂值，这是因为载波相位的整周模糊度在差分过程中可以消掉，因此可以利用载波相位表示的发射时间作为观测量来估计钟漂，进而达到提高钟漂估计精度的目的。
本发明实施例通过发射时间的两种表示类型，在前者不需要精确数据时，不读取精确数据，节约资源，在后者需要精确时读取精确数据，提高钟漂估计精度。
图2为本发明实施例提供的一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别装置，包括：接收模块201、获取模块202、提取模块203、计算模块204、输出模块205，其中：
接收模块201，用于接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理导航信号，并对导航信号进行跟踪。
获取模块202，用于获取跟踪的导航信号对应的卫星的星历。
提取模块203，用于接收机在两个不同本地时刻提取导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间和卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与接收机的距离。
计算模块204，用于根据两个不同本地时刻卫星与接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测钟漂值变化量是否超过预设门限。
输出模块205，用于当钟漂值变化量超过预设门限时，则输出导航信号为欺骗信号。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第二计算模块，用于根据两个不同的本地时刻计算两个不同本地时刻的时间间隔。
第三计算模块，用于根据前一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间、后一时刻导航信号的发射时间、时间间隔计算钟漂值。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第四计算模块，用于通过如下钟漂值公式计算钟漂值：
Cd＝c(Tm(t2)–Tm(t1)+(τm(t2)–τm(t1))c-1–ΔT)ΔT-1
其中，Cd为估计的钟漂值，Tm(t1)为前一时刻导航信号的发射时间，Tm(t2)为后一时刻导航信号的发射时间，τm(t1)为前一时刻卫星与接收机之间的距离，τm(t2)为后一时刻卫星与接收机之间的距离，ΔT为时间间隔，c为光速。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第一方程建立模块，用于根据前一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间建立第一伪距方程：
TG(t1)–Tm(t1)＝τm(t1)c-1
其中，TG(t1)为前一时刻对应的卫星导航系统时间。
第二方程建立模块，用于根据后一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻导航信号的发射时间建立第二伪距方程：
TG(t2)–Tm(t2)＝τm(t2)c-1
其中，TG(t2)为后一时刻对应的卫星导航系统时间；
第三方程建立模块，用于根据前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间以及时间间隔得到钟漂值的表达式：
Cd＝c(TG(t2)–TG(t1)–ΔT)ΔT-1
代入模块，用于将第一伪距方程与第二伪距方程代入钟漂值的表达式，消除前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间，得到钟漂值公式。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第一类型模块，根据在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间和卫星的星历计算得到两个不同本地时刻卫星与接收机的距离中，用于确定发射时间的表示类型为伪码表示的发射时间。
在一个实施例中，装置还可以包括：
第二类型模块，根据两个不同本地时刻卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的导航信号的发射时间计算钟漂值中，用于确定发射时间的表示类型为载波相位表示的发射时间。
在一个实施例中，装置还可以包括：
流程模块，用于确定预设的信号处理方法根据处理流程依次包含：下变频步骤、采样步骤、捕获步骤。
关于单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别装置的具体限定可以参见上文中对于单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法的限定，在此不再赘述。上述单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、存储器(memory)302、通信接口(Communications Interface)303和通信总线304，其中，处理器301，存储器302，通信接口303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器302中的逻辑指令，以执行如下方法：接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理所述导航信号，并对所述导航信号进行跟踪；获取所述跟踪的导航信号对应的卫星的星历；接收机在两个不同本地时刻提取所述导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离；根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测所述钟漂值变化量是否超过预设门限，当所述钟漂值变化量超过预设门限时，则输出所述导航信号为欺骗信号。
此外，上述的存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理所述导航信号，并对所述导航信号进行跟踪；获取所述跟踪的导航信号对应的卫星的星历；接收机在两个不同本地时刻提取所述导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离；根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测所述钟漂值变化量是否超过预设门限，当所述钟漂值变化量超过预设门限时，则输出所述导航信号为欺骗信号。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，其特征在于，包括：
接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理所述导航信号，并对所述导航信号进行跟踪；
获取所述跟踪的导航信号对应的卫星的星历；
接收机在两个不同本地时刻提取所述导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离；
根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测所述钟漂值变化量是否超过预设门限，包括：
通过如下钟漂值公式计算所述钟漂值：
Cd＝c(Tm(t2)–Tm(t1)+(τm(t2)–τm(t1))c-1–ΔT)ΔT-1
其中，所述Cd为估计的钟漂值，Tm(t1)为前一时刻导航信号的发射时间，Tm(t2)为后一时刻导航信号的发射时间，τm(t1)为前一时刻卫星与接收机之间的距离，τm(t2)为后一时刻卫星与接收机之间的距离，ΔT为时间间隔，c为光速；当所述钟漂值变化量超过预设门限时，则输出所述导航信号为欺骗信号。
2.根据权利要求1所述的单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述两个不同的本地时刻计算所述两个不同本地时刻的时间间隔；
所述根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，包括：
所述两个不同本地时刻包括前一时刻和后一时刻，根据前一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间、后一时刻导航信号的发射时间、所述时间间隔计算所述钟漂值。
3.根据权利要求1所述的单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，其特征在于，所述钟漂值公式，包括：
根据所述前一时刻卫星与接收机的距离、前一时刻导航信号的发射时间建立第一伪距方程：
TG(t1)–Tm(t1)＝τm(t1)c-1
其中，所述TG(t1)为前一时刻对应的卫星导航系统时间；
根据所述后一时刻卫星与接收机的距离、后一时刻导航信号的发射时间建立第二伪距方程：
TG(t2)–Tm(t2)＝τm(t2)c-1
其中，所述TG(t2)为后一时刻对应的卫星导航系统时间；
根据所述前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间以及所述时间间隔得到所述钟漂值的表达式：
Cd＝c(TG(t2)–TG(t1)–ΔT)ΔT-1
将所述第一伪距方程与所述第二伪距方程代入所述钟漂值的表达式，消除所述前一时刻和后一时刻的卫星导航系统时间，得到所述钟漂值公式。
4.根据权利要求1所述的单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离中，所述发射时间的表示类型为伪码表示的发射时间。
5.根据权利要求1所述的单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值中，所述发射时间的表示类型为载波相位表示的发射时间。
6.根据权利要求1所述的单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述预设的信号处理方法根据处理流程依次包含：下变频步骤、采样步骤、捕获步骤。
7.一种单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收导航信号，通过预设的信号处理方法处理所述导航信号，并对所述导航信号进行跟踪；
获取模块，用于获取所述跟踪的导航信号对应的卫星的星历；
提取模块，用于接收机在两个不同本地时刻提取所述导航信号的发射时间，根据在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间和所述卫星的星历计算得到两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离；
计算模块，用于根据所述两个不同本地时刻所述卫星与所述接收机的距离和在两个不同本地时刻提取的所述导航信号的发射时间计算钟漂值，并检测所述钟漂值变化量是否超过预设门限，包括：
通过如下钟漂值公式计算所述钟漂值：
Cd＝c(Tm(t2)–Tm(t1)+(τm(t2)–τm(t1))c-1–ΔT)ΔT-1
其中，所述Cd为估计的钟漂值，Tm(t1)为前一时刻导航信号的发射时间，Tm(t2)为后一时刻导航信号的发射时间，τm(t1)为前一时刻卫星与接收机之间的距离，τm(t2)为后一时刻卫星与接收机之间的距离，ΔT为时间间隔，c为光速；输出模块，用于当所述钟漂值变化量超过预设门限时，则输出所述导航信号为欺骗信号。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911167136.0A CN110749905B (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911167136.0A CN110749905B (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110749905A CN110749905A (zh) | 2020-02-04 |
| CN110749905B true CN110749905B (zh) | 2021-11-30 |
Family
ID=69284493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911167136.0A Active CN110749905B (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110749905B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116148888B (zh) * | 2023-04-04 | 2023-06-30 | 尚禹河北电子科技股份有限公司 | 一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质 |
| CN116774252B (zh) * | 2023-08-25 | 2023-10-27 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种基于单接收机伪距变化量的导航欺骗式干扰检测方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2746813B1 (en) * | 2012-12-21 | 2017-08-23 | Astrium GmbH | Detection of spoofing of GNSS navigation signals |
| CN103116172B (zh) * | 2013-01-21 | 2014-09-17 | 江苏指南针导航通信技术有限公司 | 卫星导航信号的虚假检测方法及卫星导航定位接收机 |
| CN103105615B (zh) * | 2013-01-21 | 2015-01-14 | 江苏指南针导航通信技术有限公司 | 卫星导航信号的虚假检测方法及卫星导航定位接收机 |
| CN106772456B (zh) * | 2017-01-12 | 2019-05-10 | 清华大学 | 一种基于多用户协作的转发式欺骗源的定位方法 |
| CN106886034B (zh) * | 2017-01-12 | 2019-06-18 | 清华大学 | 一种基于单用户多点的转发式欺骗源的定位方法 |
| CN107064963B (zh) * | 2017-04-13 | 2020-09-08 | 中国人民解放军理工大学 | 一种虚假卫星星历的检测方法 |
| CN107621645B (zh) * | 2017-09-05 | 2019-07-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于单接收机的欺骗干扰信号检测方法 |
| CN110161537B (zh) * | 2019-01-29 | 2023-03-24 | 浙江双成电气有限公司 | 一种基于接收机相对距离检测北斗欺骗干扰的方法 |
-
2019
- 2019-11-25 CN CN201911167136.0A patent/CN110749905B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110749905A (zh) | 2020-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Agarwal et al. | Algorithms for GPS operation indoors and downtown | |
| CN108241159B (zh) | 基于仿生组合导航辅助的抗欺骗式干扰方法 | |
| CN110114695B (zh) | 使用pvt解估算来检测和消除gnss欺骗信号 | |
| CN110673168B (zh) | 异步多用户联合欺骗信号检测方法及装置 | |
| CN110749905B (zh) | 单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置 | |
| CN112083446B (zh) | 定位欺骗干扰源的方法及装置 | |
| CN112083447B (zh) | 定位导航欺骗源的方法及装置 | |
| JP2021515246A (ja) | Ｒｔｋ測位におけるスプーフィング検出 | |
| CN111060947A (zh) | 导航定位方法及装置 | |
| CN111308514A (zh) | 一种无线同步通信网络中的卫星导航欺骗检测方法 | |
| EP2829895B1 (en) | Signal search method, signal search program, signal search device, global navigation satellite system (gnss) signal receiver, and information terminal | |
| US11585943B2 (en) | Detection and elimination of GNSS spoofing signals with PVT solution estimation | |
| CN116009034B (zh) | 卫星信号捕获方法、基带信号处理单元、接收机及介质 | |
| CN109765574B (zh) | 一种单基站gnss转发式欺骗源定位方法及装置 | |
| Kim et al. | GNSS cloud‐data processing technique for jamming detection, identification, and localisation | |
| KR102476365B1 (ko) | 의사 잡음 코드를 이용한 발사체 추적 방법 및 그를 위한 장치 | |
| CN113238253B (zh) | 一种基于基站辅助的卫星导航定位欺骗信号防御方法和装置 | |
| CN115902955A (zh) | 一种同步式gnss欺骗信号生成方法及装置 | |
| CN113960640A (zh) | 欺骗信号的检测方法及装置 | |
| US11567216B2 (en) | Single delta range differences using synthetic clock steering | |
| WO2018052738A1 (en) | Detection of outlier range measurements using spatial displacement data | |
| CN117554997B (zh) | 导航诱骗方法、装置、设备及存储介质 | |
| KR101513100B1 (ko) | 단일안테나 위성항법 수신기와 관성센서를 이용하는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 방법 | |
| David et al. | GNSS Localization in Constraint Environment by Image Fusing Techniques. Remote Sens. 2021, 13, 2021 | |
| Kuismanen | Vulnerability of Mobile Phones to Navigation Signal Spoofing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20200204 Assignee: Navistar (Beijing) Technology Co.,Ltd. Assignor: TSINGHUA University Contract record no.: X2023980034381 Denomination of invention: A Method and Device for Detecting and Identifying Deception Signals in Single Satellite Low Complexity Satellite Navigation Granted publication date: 20211130 License type: Common License Record date: 20230403 |