CN111090108A - 欺骗信号生成方法及装置 - Google Patents

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CN111090108A CN201910778721.8A CN201910778721A CN111090108A CN 111090108 A CN111090108 A CN 111090108A CN 201910778721 A CN201910778721 A CN 201910778721A CN 111090108 A CN111090108 A CN 111090108A
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Abstract

本申请属于导航卫星系统欺骗信号生成的技术领域，提供了一种欺骗信号生成方法及装置，该方法包括：获取目标接收机接收的原始卫星信号；根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中。本申请实施例解决欺骗信号容易被发现的问题。

Description

欺骗信号生成方法及装置
技术领域
本发明涉及导航卫星系统欺骗信号生成的技术领域，尤其涉及一种欺骗信号生成方法及装置。
背景技术
生成导航卫星欺骗信号是研究抗欺骗技术的重要前提，对于提高导航接收机安全性和鲁棒性具有重要意义。卫星导航系统是一种利用人造地球卫星搭载设备进行无线电导航的定位系统，具有全球覆盖、实时导航、三维定位等特点，在国家安全、社会经济和生产生活中发挥着重要的作用。对于地球表面上的任何一个点而言，通过三球交汇原理，利用卫星到用户位置的“连线”即可确定三维坐标。所谓欺骗干扰，是指发射与导航卫星相同或相似，然而功率更强一些的信号，卫星导航系统用户的接收终端可能把这种信号误认为是由真实导航卫星发来的，而对其进行捕获与跟踪，导致接收终端产生错误的信息或者无信息输出。可见，欺骗干扰不仅可以导致受害接收机产生错误的定位结果，而且接收机通常不能检测到自己被干扰，其攻击方式更为隐蔽。同时，相对于传统的以功率覆盖为主的非相干干扰，欺骗干扰具有设备规模小以及干扰效率高等优势。
在现有技术中，现有商业欺骗信号生成器普遍存在技术复杂，硬件成本高，升级更新困难的问题，且现有欺骗模式普遍对真实信号采用压制式处理，导致欺骗信号容易被发现。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种欺骗信号生成方法及装置，以解决欺骗信号容易被发现的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种欺骗信号生成方法，包括：
获取目标接收机接收的原始卫星信号；
根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；
利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；
根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；
在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中。
在一个实施示例中，所述在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，包括：
在Tk+1时刻根据所述真实信号分量
Figure BDA0002175886330000021
和所述欺骗信号分量
Figure BDA0002175886330000022
计算欺骗攻击信号
Figure BDA0002175886330000023
其中N表示共有N颗卫星；j表示第j个跟踪通道。
在一个实施示例中，所述根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果，包括：
对所述原始卫星信号进行下变频得到采样信号；
根据所述采样信号捕获所述各颗卫星，获得每一所述卫星的测距码相位和载波多普勒频移；
对于每一所述卫星跟踪通道，根据所述测距码相位和所述载波多普勒频移剥离所述采样信号中所述测距码和所述载波得到导航电文比特；
解调所述导航电文比特得到所述卫星的导航电文；所述导航电文包括所述卫星的位置以及速度、所述原始卫星信号的发射时间、卫星时钟修正量和卫星星历；
通过矢量跟踪导航滤波器根据各颗所述卫星的位置与由所述目标接收机时间得到的伪距观测量进行定位解算，得到所述目标接收机位置、速度、钟差和钟漂。
在一个实施示例中，所述利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量，包括：
根据所述目标接收机位置和所述接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000031
根据所述目标接收机速度和所述接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的载波
Figure BDA0002175886330000032
根据所述真实信号分量的支路测距码
Figure BDA0002175886330000033
和载波
Figure BDA0002175886330000034
计算第j个所述跟踪通道的所述真实信号分量
Figure BDA0002175886330000035
其中，
Figure BDA0002175886330000036
表示估计的信号幅值；
Figure BDA0002175886330000037
表示估计的真实信号导航比特。
在一个实施示例中，所述估计的信号幅值
Figure BDA0002175886330000038
的计算公式为：
Figure BDA0002175886330000041
其中，rraw表示真实卫星信号；Nsample表示一个所述跟踪通道的真实卫星信号更新间隔内需要处理的采样点数量；
所述估计的真实信号导航比特
Figure BDA0002175886330000042
的计算公式为：
Figure BDA0002175886330000043
其中，
Figure BDA0002175886330000044
表示原始卫星信号分量的即时支路测距码；Carrj表示原始卫星信号分量的载波。
在一个实施示例中，所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000045
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure BDA0002175886330000046
和所述目标接收机钟差
Figure BDA0002175886330000047
根据Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure BDA0002175886330000048
所述目标接收机钟差
Figure BDA0002175886330000049
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置
Figure BDA00021758863300000410
计算Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA00021758863300000411
根据所述Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA00021758863300000412
和Tk时刻的估计伪距
Figure BDA00021758863300000413
计算Tk+1时刻测距码控制频率；所述Tk时刻的估计伪距为Tk时刻的预测伪距；
由Tk+1时刻所述测距码控制频率和Tk时刻所述真实信号/所述原始卫星信号码相位生成所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300000414
所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的的载波
Figure BDA00021758863300000415
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure BDA0002175886330000051
和所述目标接收机钟漂
Figure BDA0002175886330000052
根据Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure BDA0002175886330000053
所述目标接收机钟漂
Figure BDA0002175886330000054
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻对应的卫星速度
Figure BDA0002175886330000055
和卫星钟漂
Figure BDA0002175886330000056
计算Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA0002175886330000057
根据所述Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA0002175886330000058
计算Tk+1时刻载波控制频率；
由Tk+1时刻所述载波控制频率和Tk时刻所述真实信号/所述原始卫星信号载波相位生成所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的载波
Figure BDA0002175886330000059
在一个实施示例中，所述根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量，包括：
根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置和所述目标接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300000510
根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置速度和所述目标接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的载波
Figure BDA00021758863300000511
根据所述欺骗信号分量的支路测距码
Figure BDA00021758863300000512
和载波
Figure BDA00021758863300000513
计算第j个所述跟踪通道的所述欺骗信号分量
Figure BDA00021758863300000514
其中，
Figure BDA00021758863300000515
表示估计的欺骗信号导航比特；
所述估计的欺骗信号导航比特
Figure BDA00021758863300000516
的计算公式为：
Figure BDA00021758863300000517
其中，
Figure BDA00021758863300000518
在一个实施示例中，所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000061
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻预测的所述目标接收机钟差
Figure BDA0002175886330000062
根据Tk+1时刻预测的所述欺骗轨迹位置rtrj,k+1、所述目标接收机钟差
Figure BDA0002175886330000063
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置
Figure BDA0002175886330000064
计算Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA0002175886330000065
根据所述Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA0002175886330000066
和Tk时刻的估计伪距
Figure BDA0002175886330000067
计算Tk+1时刻测距码控制频率；所述Tk时刻的估计伪距为Tk时刻的预测伪距；
由Tk+1时刻所述测距码控制频率和Tk时刻所述欺骗信号码相位生成所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000068
所述欺骗信号分量的载波
Figure BDA0002175886330000069
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻所述目标接收机钟漂
Figure BDA00021758863300000610
根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹速度vtrj,k+1、所述目标接收机钟漂
Figure BDA00021758863300000611
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星速度
Figure BDA00021758863300000612
和卫星钟漂
Figure BDA00021758863300000613
计算Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA00021758863300000614
根据所述Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA00021758863300000615
计算Tk+1时刻载波控制频率；
由Tk+1时刻所述载波控制频率和Tk时刻所述欺骗信号载波相位生成所述欺骗信号分量的载波
Figure BDA00021758863300000616
本发明实施例的第二方面提供了一种欺骗信号生成装置，包括：
原始信号获取模块，用于获取目标接收机接收的原始卫星信号；
卫星跟踪模块，用于根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；
真实信号生成模块，用于利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；
欺骗信号生成模块，用于根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；
欺骗攻击信号生成模块，用于在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中。
本发明实施例的第三方面提供了一种欺骗信号生成装置，包括：矢量跟踪导航滤波器、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述矢量跟踪导航滤波器用于根据目标接收机接收的原始卫星信号进行定位解算，得到所述目标接收机位置、速度、钟差和钟漂；所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面中用于调焦的图像清晰度检测方法。
本发明实施例提供的一种欺骗信号生成方法及装置，通过获取目标接收机接收的原始卫星信号；根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中；实现利用矢量跟踪环路构建接收机位置速度与环路控制信号之间的视距信息，预测真实信号的同时生成欺骗信号，真实信号与欺骗信号共同组成欺骗攻击信号重新植入原始信号中，将真实信号切断的同时将导航接收机引导至欺骗轨迹当中，使得欺骗信号不容易被检测识别。通过提高欺骗信号的欺骗性进一步研究导航卫星抗欺骗技术。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例一提供的欺骗信号生成方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的生成真实信号分量的即时支路测距码的流程示意图；
图3是本发明实施例一提供的生成真实信号分量的载波的流程示意图；
图4是本发明实施例一提供的生成原始卫星信号分量的即时支路测距码的流程示意图；
图5是本发明实施例一提供的生成原始卫星信号分量的载波的流程示意图；
图6是本发明实施例一提供的生成欺骗信号分量的即时支路测距码的流程示意图；
图7是本发明实施例一提供的生成欺骗信号分量的载波的流程示意图；
图8是本发明实施例二提供的欺骗信号生成装置的结构示意图；
图9是本发明实施例三提供的欺骗信号生成装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
实施例一
如图1所示，是本发明实施例一提供的欺骗信号生成方法的流程示意图。本实施例可适用于接收机接收导航卫星发送的卫星信号的应用场景，该方法可以由欺骗信号生成装置中的处理器执行，该控制装置可为智能终端、平板或PC等；在本发明实施例中以欺骗信号生成装置作为执行主体进行说明，该方法具体包括如下步骤：
S110、获取目标接收机接收的原始卫星信号；
在接收机对导航卫星发送的卫星信号进行接收时极易受到欺骗信号干扰，使接收机得到错误的定位定速结果。生成导航卫星欺骗信号是研究抗欺骗技术的重要前提，可通过提高欺骗信号的欺骗性，进一步研究在卫星信号接收过程中如何对抗欺骗信号。
由于接收机通过天线接收导航卫星发送的卫星信号，在生成欺骗信号时需获取目标接收机接收到的卫星信号进行欺骗信息编入。可通过黑客攻击等方式获取目标接收机天线接收到的原始卫星信号，该原始卫星信号可用rraw表示。
S120、根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；
当获取到原始卫星信号后可根据该卫星信号捕获卫星进行跟踪，进行数据解调获得卫星的导航电文，然后进行定位解算得到目标接收机位置、速度、钟差以及钟漂。可选的，欺骗信号生成装置中包括矢量跟踪导航滤波器，可通过矢量跟踪导航滤波器进行卫星跟踪、数据解调以及定位解算。
在一个实施示例中，当获取到原始卫星信号后对所述原始卫星信号进行下变频得到采样信号；通过对该原始卫星信号下变频得到中频信号即采样信号，该采样信号为各颗卫星的真实信号以及噪声叠加起来的信号。在得到采样信号后通过矢量跟踪导航滤波器中的j个跟踪通道捕获各颗卫星，获得每一所述卫星的测距码相位和载波多普勒频移等；对于每一所述卫星跟踪通道，根据所述测距码相位和所述载波多普勒频移剥离采样信号中真实信号的测距码和载波得到导航电文比特(±1的序列)。通过矢量跟踪导航滤波器解调所述导航电文比特得到所述卫星的导航电文；由导航电文可计算得到各颗卫星的位置以及速度、所述原始卫星信号的发射时间、卫星时钟修正量和卫星星历、卫星健康状态、电离层校正参数和对流层校正参数等信息。通过矢量跟踪导航滤波器根据各颗所述卫星的位置与由所述目标接收机时间(钟差和钟漂)得到的伪距观测量进行定位解算，得到所述目标接收机位置、速度、钟差和钟漂。
具体地，欺骗信号生成装置还可包括载波/码相关器和跟踪通道鉴别器。采样信号可通过输入载波/码相关器得到码相位误差和载波频率误差，并通过跟踪通道鉴别器根据当前TK时刻码相位误差和载波频率误差计算出目标接收机相对于各颗卫星的伪距和伪距率。矢量跟踪导航滤波器根据伪距和伪距率估算出目标接收机单位时间或检测时间下一时刻(TK+1)的预测位置和速度，利用更新后TK+1时刻目标接收机实际的位置和速度计算下一时刻的伪距观测量，从而预测出下一时刻的码相位误差和载波频率误差。伪距误差即目标接收机位置误差和伪距率误差即目标接收机速度误差可根据码相位误差和载波频率误差计算得到。以目标接收机位置和速度的误差为状态量建立EKF滤波器(矢量跟踪导航滤波器)，在TK时刻可以估计出TK+1时刻滤波器的状态量，在TK+1时刻实际目标接收机位置和速度的误差进入滤波器时滤波器的状态量得到更新。
矢量跟踪导航滤波器以扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter，EKF)举例。状态矢量为：X＝[Δpx,Δpy,Δpz,Δvx,Δvy,Δvz,Δb,Δd]T；
其中，Δp＝[Δpx,Δpy,Δpz]和Δv＝[Δvx,Δvy,Δvz]表示在地心地固坐标系下的三维位置和速度误差矢量，Δb和Δd分别表示接收机钟差与钟漂，此处以米为单位。
系统状态方程为：
Figure BDA0002175886330000111
其中状态转移矩阵Φk-1为：
Figure BDA0002175886330000112
Figure BDA0002175886330000113
其中，τ表示EKF的更新间隔，上标“-”和“+”分别表示测量值更新前后的系统状态，符号“∧”表示EKF估计。
系统量测矩阵为：
Figure BDA0002175886330000121
其中，Δρj和
Figure BDA0002175886330000122
分别表示第j颗卫星的伪距误差和伪距率误差，其计算方法为：
Figure BDA0002175886330000123
Figure BDA0002175886330000124
其中，Δτj表示测距码鉴别器的输出，以码片为单位；
Figure BDA0002175886330000125
表示多普勒频率，以Hz为单位。
系统测量方程为：Zk＝Hk·Xk
其中H为量测矩阵，其计算方法为：
Figure BDA0002175886330000126
其中m表示定位的卫星的数量；lx、ly和lz表示单位观测矢量在x,y,z三个方向上的分量；上标表示卫星。
S130、利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；
在一个实施示例中，攻击所述原始卫星信号的真实信号分量的生成过程包括：根据所述目标接收机位置和所述接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000131
具体地，如图2所示是本发明实施例一提供的生成真实信号分量的即时支路测距码的流程示意图。生成真实信号分量的即时支路测距码的过程包括：
S210、通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure BDA0002175886330000132
和所述目标接收机钟差
Figure BDA0002175886330000133
其中，Tk时刻可为欺骗信号生成过程中任意一时刻，Tk+1时刻可为在单位时间或检测时间中Tk时刻的下一时刻。
S220、根据Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure BDA0002175886330000134
所述目标接收机钟差
Figure BDA0002175886330000135
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置
Figure BDA0002175886330000136
计算Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA0002175886330000137
在一个实施方式中，Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA0002175886330000138
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000139
其中，
Figure BDA00021758863300001310
表示第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置；
Figure BDA00021758863300001311
表示Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置；
Figure BDA00021758863300001312
表示目标接收机钟差；
Figure BDA00021758863300001313
和
Figure BDA00021758863300001314
分别表示卫星钟差、电离层修正误差和对流程修正误差。并且卫星钟差、电离层修正误差和对流程修正误差均可通过解调得到的导航电文获得。
S230、根据所述Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA00021758863300001315
和Tk时刻的估计伪距
Figure BDA00021758863300001316
计算Tk+1时刻测距码控制频率；所述Tk时刻的估计伪距为Tk时刻的预测伪距；在一个实施方式中，Tk+1时刻第j个跟踪通道的测距码控制频率
Figure BDA00021758863300001317
的计算公式可为：
Figure BDA00021758863300001318
其中，fCA表示测距码的码速率，为1.023MHz；c表示光速；τ表示跟踪信号即真实卫星信号更新间隔；
Figure BDA00021758863300001319
表示Tk+1时刻的预测伪距；
Figure BDA00021758863300001320
表示Tk时刻的估计伪距。
S240、由Tk+1时刻所述测距码控制频率和Tk时刻所述真实信号码相位生成所述真实信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000141
在生成真实信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000142
后，欺骗信号生成装置根据所述目标接收机速度和所述接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的载波
Figure BDA0002175886330000143
具体地，如图3所示是本发明实施例一提供的生成真实信号分量的载波的流程示意图。生成真实信号分量的载波的过程包括：S310、通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure BDA0002175886330000144
和所述目标接收机钟漂
Figure BDA0002175886330000145
S320、根据Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure BDA0002175886330000146
所述目标接收机钟漂
Figure BDA0002175886330000147
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻对应的卫星速度
Figure BDA0002175886330000148
和卫星钟漂
Figure BDA0002175886330000149
计算Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA00021758863300001410
在一个实施方式中，Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA00021758863300001411
的计算公式可为：
Figure BDA00021758863300001412
其中，lj表示从接收机到第j颗卫星的单位观测矢量，该单位观测矢量可通过卫星位置和目标接收机位置计算获得。
S330、根据所述Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA00021758863300001413
计算Tk+1时刻载波控制频率；在一个实施方式中，Tk+1时刻第j个跟踪通道的载波控制频率
Figure BDA00021758863300001414
的计算公式可为：
Figure BDA00021758863300001415
其中，fL1表示标称载波频率，为1575.42MHz；
Figure BDA00021758863300001416
表示Tk+1时刻的预测伪距。
S340、由Tk+1时刻所述载波控制频率和Tk时刻所述真实信号载波相位生成所述真实信号分量的载波
Figure BDA00021758863300001417
在生成真实信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300001418
和载波
Figure BDA00021758863300001419
后，欺骗信号生成装置可根据真实信号分量的支路测距码
Figure BDA0002175886330000151
和载波
Figure BDA0002175886330000152
计算第j个所述跟踪通道的所述真实信号分量
Figure BDA0002175886330000153
Figure BDA0002175886330000154
其中，
Figure BDA0002175886330000155
表示估计的信号幅值；
Figure BDA0002175886330000156
表示估计的真实信号导航比特。
在一个实施示例中，估计的信号幅值
Figure BDA0002175886330000157
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000158
其中，rraw表示真实卫星信号；Nsample表示一个所述跟踪通道的跟踪信号即真实卫星信号更新间隔内需要处理的采样点数量；
估计的真实信号导航比特
Figure BDA0002175886330000159
的计算公式可为：
Figure BDA00021758863300001510
其中，
Figure BDA00021758863300001511
表示原始卫星信号分量的即时支路测距码；Carrj表示原始卫星信号分量的载波。
具体地，如图4所示是本发明实施例一提供的生成原始卫星信号分量的即时支路测距码的流程示意图。生成原始卫星信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300001512
的过程包括：S410、通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure BDA00021758863300001513
和所述目标接收机钟差
Figure BDA00021758863300001514
其中，Tk时刻可为欺骗信号生成过程中任意一时刻，Tk+1时刻可为在单位时间或检测时间中Tk时刻的下一时刻。
S420、根据Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure BDA00021758863300001515
所述目标接收机钟差
Figure BDA00021758863300001516
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置
Figure BDA00021758863300001517
计算Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA00021758863300001518
在一个实施方式中，Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA0002175886330000161
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000162
其中，
Figure BDA0002175886330000163
表示第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置；
Figure BDA0002175886330000164
表示Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置；
Figure BDA0002175886330000165
表示目标接收机钟差；
Figure BDA0002175886330000166
和
Figure BDA0002175886330000167
分别表示卫星钟差、电离层修正误差和对流程修正误差。并且卫星钟差、电离层修正误差和对流程修正误差均可通过解调得到的导航电文获得。
S430、根据所述Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA0002175886330000168
和Tk时刻的估计伪距
Figure BDA0002175886330000169
计算Tk+1时刻测距码控制频率；所述Tk时刻的估计伪距为Tk时刻的预测伪距；在一个实施方式中，Tk+1时刻第j个跟踪通道的测距码控制频率
Figure BDA00021758863300001610
的计算公式可为：
Figure BDA00021758863300001611
其中，fCA表示测距码的码速率，为1.023MHz；c表示光速；τ表示跟踪信号即真实卫星信号更新间隔；
Figure BDA00021758863300001612
表示Tk+1时刻的预测伪距；
Figure BDA00021758863300001613
表示Tk时刻的估计伪距。
S440、由Tk+1时刻所述测距码控制频率和Tk时刻原始卫星信号码相位生成原始卫星信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300001614
具体地，欺骗信号生成装置根据所述目标接收机速度和所述接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成原始卫星信号分量的载波Carrj。如图5所示是本发明实施例一提供的生成原始卫星信号分量的载波的流程示意图。生成原始卫星信号分量的载波的过程包括：S510、通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure BDA00021758863300001615
和所述目标接收机钟漂
Figure BDA00021758863300001616
S520、根据Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure BDA00021758863300001617
所述目标接收机钟漂
Figure BDA00021758863300001618
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻对应的卫星速度
Figure BDA00021758863300001619
和卫星钟漂
Figure BDA00021758863300001620
计算Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA00021758863300001621
在一个实施方式中，Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA0002175886330000171
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000172
其中，lj表示从接收机到第j颗卫星的单位观测矢量，该单位观测矢量可通过卫星位置和目标接收机位置计算获得。
S530、根据所述Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA0002175886330000173
计算Tk+1时刻载波控制频率；在一个实施方式中，Tk+1时刻第j个跟踪通道的载波控制频率
Figure BDA0002175886330000174
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000175
其中，fL1表示标称载波频率，为1575.42MHz；
Figure BDA0002175886330000176
表示Tk+1时刻的预测伪距。
S540、由Tk+1时刻所述载波控制频率和Tk时刻原始卫星信号载波相位生成原始卫星信号分量的载波Carrj。
S140、根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；
在一个实施示例中，预设的欺骗轨迹中位置和速度可通过人为提前设置。欺骗信号分量的生成过程包括：根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置和所述目标接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000177
具体地，如图6所示是本发明实施例一提供的生成欺骗信号分量的即时支路测距码的流程示意图。生成欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000178
的过程包括：S610、通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻预测的所述目标接收机钟差
Figure BDA0002175886330000179
S620、根据Tk+1时刻预测的所述欺骗轨迹位置rtrj,k+1、所述目标接收机钟差
Figure BDA00021758863300001710
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置
Figure BDA00021758863300001711
计算Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA00021758863300001712
在一个实施方式中，Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA00021758863300001713
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000181
其中，
Figure BDA0002175886330000182
表示第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置；rtrj,k+1表示Tk+1时刻预测的欺骗轨迹位置；
Figure BDA0002175886330000183
表示目标接收机钟差；
Figure BDA0002175886330000184
和
Figure BDA0002175886330000185
分别表示卫星钟差、电离层修正误差和对流程修正误差。并且卫星钟差、电离层修正误差和对流程修正误差均可通过解调得到的导航电文获得。
S630、根据所述Tk+1时刻的预测伪距
Figure BDA0002175886330000186
和Tk时刻的估计伪距
Figure BDA0002175886330000187
计算Tk+1时刻测距码控制频率；所述Tk时刻的估计伪距为Tk时刻的预测伪距；在一个实施方式中，Tk+1时刻第j个跟踪通道的测距码控制频率
Figure BDA0002175886330000188
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000189
其中，fCA表示测距码的码速率，为1.023MHz；c表示光速；τ表示跟踪信号即真实卫星信号更新间隔；
Figure BDA00021758863300001810
表示Tk+1时刻的预测伪距；
Figure BDA00021758863300001811
表示Tk时刻的估计伪距。
S640、由Tk+1时刻所述测距码控制频率和Tk时刻所述欺骗信号码相位生成所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300001812
在生成欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300001813
后，欺骗信号生成装置根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置速度和所述目标接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的载波
Figure BDA00021758863300001814
具体地，如图7所示是本发明实施例一提供的生成欺骗信号分量的载波的流程示意图。生成欺骗信号分量的载波的过程包括：
S710、通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻所述目标接收机钟漂
Figure BDA00021758863300001815
S720、根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹速度vtrj,k+1、所述目标接收机钟漂
Figure BDA00021758863300001816
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星速度
Figure BDA0002175886330000191
和卫星钟漂
Figure BDA0002175886330000192
计算Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA0002175886330000193
在一个实施方式中，Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA0002175886330000194
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000195
其中，lj表示从接收机到第j颗卫星的单位观测矢量，该单位观测矢量可通过卫星位置和目标接收机位置计算获得。
S730、根据所述Tk+1时刻的预测伪距率
Figure BDA0002175886330000196
计算Tk+1时刻载波控制频率；在一个实施方式中，Tk+1时刻第j个跟踪通道的载波控制频率
Figure BDA0002175886330000197
的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000198
其中，fL1表示标称载波频率，为1575.42MHz；
Figure BDA0002175886330000199
表示Tk+1时刻的预测伪距。并且，欺骗信号初始时刻生成测距码频率和载波频率所需的码相位和载波相位采用上一时刻真实信号的码相位和载波相位。
S740、由Tk+1时刻所述载波控制频率和Tk时刻所述欺骗信号载波相位生成所述欺骗信号分量的载波
Figure BDA00021758863300001910
在生成欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA00021758863300001911
和载波
Figure BDA00021758863300001912
后，欺骗信号生成装置可根据所述欺骗信号分量的支路测距码
Figure BDA00021758863300001913
和载波
Figure BDA00021758863300001914
计算第j个所述跟踪通道的所述欺骗信号分量：
Figure BDA00021758863300001915
其中，
Figure BDA00021758863300001916
如上述所示表示估计的信号幅值；
Figure BDA00021758863300001917
表示估计的欺骗信号导航比特；
所述估计的欺骗信号导航比特
Figure BDA00021758863300001918
的计算公式为：
Figure BDA00021758863300001919
其中，
Figure BDA00021758863300001920
S150、在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中。
在一个实施示例中，在Tk+1时刻根据真实信号分量
Figure BDA0002175886330000201
和欺骗信号分量
Figure BDA0002175886330000202
计算欺骗攻击信号rattack的计算公式可为：
Figure BDA0002175886330000203
其中N表示共有N颗卫星；j表示第j个跟踪通道。
在欺骗信号生成装置生成欺骗攻击信号后，可通过黑客将该欺骗攻击信号植入到目标接收机的天线信号中，从而将欺骗攻击信号送入目标接收机。当目标接收机对天线接收到的卫星信号进行处理时，目标接收机实际处理的卫星信号为rr'aw＝rraw-rattack。由于目标接收机接收到的卫星信号为欺骗攻击信号与原始卫星信号的叠加信号，使得原始卫星信号被真实信号削减实现将原始卫星信号中的真实信号切断，目标接收机实际在对欺骗信号进行处理。
本发明实施例提供的一种欺骗信号生成方法，通过获取目标接收机接收的原始卫星信号；根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中；实现利用矢量跟踪环路构建接收机位置速度与环路控制信号之间的视距信息，预测真实信号的同时生成欺骗信号，真实信号与欺骗信号共同组成欺骗攻击信号重新植入原始信号中，将真实信号切断的同时将导航接收机引导至欺骗轨迹当中，使得欺骗信号不容易被检测识别。通过提高欺骗信号的欺骗性进一步研究导航卫星抗欺骗技术。
实施例二
如图8所示的是本发明实施例三提供的欺骗信号生成装置。在实施例一的基础上，本发明实施例还提供了一种欺骗信号生成装置8，该装置包括：
原始信号获取模块801，用于获取目标接收机接收的原始卫星信号；
卫星跟踪模块802，用于根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；
在一个实施示例中，根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果时，卫星跟踪模块802包括：
变频单元，用于对所述原始卫星信号进行下变频得到采样信号；
卫星捕获单元，用于根据所述采样信号捕获所述各颗卫星，获得每一所述卫星的测距码相位和载波多普勒频移；
信号剥离单元，用于对于每一所述卫星跟踪通道，根据所述测距码相位和所述载波多普勒频移剥离所述采样信号中所述测距码和所述载波得到导航电文比特；
数据解调单元，用于解调所述导航电文比特得到所述卫星的导航电文；所述导航电文包括所述卫星的位置以及速度、所述原始卫星信号的发射时间、卫星时钟修正量和卫星星历；
定位解算单元，用于通过矢量跟踪导航滤波器根据各颗所述卫星的位置与由所述目标接收机时间得到的伪距观测量进行定位解算，得到所述目标接收机位置、速度、钟差和钟漂。
真实信号生成模块803，用于利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；
在一个实施示例中，利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量时，真实信号生成模块803包括：
即时支路测距码生成单元，用于根据所述目标接收机位置和所述接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000221
载波生成单元，用于根据所述目标接收机速度和所述接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的载波
Figure BDA0002175886330000222
真实信号分量计算单元，用于根据所述真实信号分量的支路测距码
Figure BDA0002175886330000223
和载波
Figure BDA0002175886330000224
计算第j个所述跟踪通道的所述真实信号分量
Figure BDA0002175886330000225
欺骗信号生成模块804，用于根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；
在一个实施示例中，根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量时，欺骗信号生成模块804包括：
即时支路测距码生成单元，用于根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置和所述目标接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure BDA0002175886330000226
载波生成单元，用于根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置速度和所述目标接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的载波
Figure BDA0002175886330000227
欺骗信号分量计算单元，用于根据所述欺骗信号分量的支路测距码
Figure BDA0002175886330000231
和载波
Figure BDA0002175886330000232
计算第j个所述跟踪通道的所述欺骗信号分量
Figure BDA0002175886330000233
其中，
Figure BDA0002175886330000234
表示估计的欺骗信号导航比特。
欺骗攻击信号生成模块805，用于在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中。
本发明实施例提供的一种欺骗信号生成装置，通过获取目标接收机接收的原始卫星信号；根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中；实现利用矢量跟踪环路构建接收机位置速度与环路控制信号之间的视距信息，预测真实信号的同时生成欺骗信号，真实信号与欺骗信号共同组成欺骗攻击信号重新植入原始信号中，将真实信号切断的同时将导航接收机引导至欺骗轨迹当中，使得欺骗信号不容易被检测识别。通过提高欺骗信号的欺骗性进一步研究导航卫星抗欺骗技术。
实施例三
图9是本发明实施例三提供的欺骗信号生成装置的结构示意图。该装置包括：处理器1、存储器2、存储在所述存储器2中并可在所述处理器1上运行的计算机程序3，例如用于欺骗信号生成方法的程序；以及矢量跟踪导航滤波器4，矢量跟踪导航滤波器用于根据目标接收机接收的原始卫星信号进行定位解算，得到所述目标接收机位置、速度、钟差和钟漂。所述处理器1执行所述计算机程序3时实现上述欺骗信号生成方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S110至S150。
示例性的，所述计算机程序3可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器2中，并由所述处理器1执行，以完成本申请。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序3在所述欺骗信号生成装置中的执行过程。例如，所述计算机程序3可以被分割成原始信号获取模块、卫星跟踪模块、真实信号生成模块、欺骗信号生成模块和欺骗攻击信号生成模块。
所述欺骗信号生成装置可包括，但不仅限于，处理器1、存储器2以及存储在所述存储器2中的计算机程序3以及矢量跟踪导航滤波器4。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是欺骗信号生成装置的示例，并不构成对欺骗信号生成装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述欺骗信号生成装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器1可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器2可以是所述控制装置的内部存储单元，例如装置的硬盘或内存。所述存储器2也可以是外部存储设备，例如欺骗信号生成装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器2还可以既包括欺骗信号生成装置的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器2用于存储所述计算机程序以及欺骗信号生成方法所需的其他程序和数据。所述存储器2还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种欺骗信号生成方法，其特征在于，包括：
获取目标接收机接收的原始卫星信号；
根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；
利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；
根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；
在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中。
2.如权利要求1所述的欺骗信号生成方法，其特征在于，所述在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，包括：
在Tk+1时刻根据所述真实信号分量
Figure FDA0002175886320000011
和所述欺骗信号分量
Figure FDA0002175886320000012
计算欺骗攻击信号
Figure FDA0002175886320000013
其中N表示共有N颗卫星；j表示第j个跟踪通道。
3.如权利要求1或2所述的欺骗信号生成方法，其特征在于，所述根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果，包括：
对所述原始卫星信号进行下变频得到采样信号；
根据所述采样信号捕获所述各颗卫星，获得每一所述卫星的测距码相位和载波多普勒频移；
对于每一所述卫星跟踪通道，根据所述测距码相位和所述载波多普勒频移剥离所述采样信号中所述测距码和所述载波得到导航电文比特；
解调所述导航电文比特得到所述卫星的导航电文；所述导航电文包括所述卫星的位置以及速度、所述原始卫星信号的发射时间、卫星时钟修正量和卫星星历；
通过矢量跟踪导航滤波器根据各颗所述卫星的位置与由所述目标接收机时间得到的伪距观测量进行定位解算，得到所述目标接收机位置、速度、钟差和钟漂。
4.如权利要求3所述的欺骗信号生成方法，其特征在于，所述利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量，包括：
根据所述目标接收机位置和所述接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的即时支路测距码
Figure FDA0002175886320000021
根据所述目标接收机速度和所述接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述真实信号分量的载波
Figure FDA0002175886320000022
根据所述真实信号分量的支路测距码
Figure FDA0002175886320000023
和载波
Figure FDA0002175886320000024
计算第j个所述跟踪通道的所述真实信号分量
Figure FDA0002175886320000025
其中，
Figure FDA0002175886320000026
表示估计的信号幅值；
Figure FDA0002175886320000027
表示估计的真实信号导航比特。
5.如权利要求4所述的欺骗信号生成方法，其特征在于，所述估计的信号幅值
Figure FDA0002175886320000031
的计算公式为：
Figure FDA0002175886320000032
其中，rraw表示真实卫星信号；Nsample表示一个所述跟踪通道的真实卫星信号更新间隔内需要处理的采样点数量；
所述估计的真实信号导航比特
Figure FDA0002175886320000033
的计算公式为：
Figure FDA0002175886320000034
其中，
Figure FDA0002175886320000035
表示原始卫星信号分量的即时支路测距码；Carrj表示原始卫星信号分量的载波。
6.如权利要求5所述的欺骗信号生成方法，其特征在于，所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的即时支路测距码
Figure FDA0002175886320000036
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure FDA0002175886320000037
和所述目标接收机钟差
Figure FDA0002175886320000038
根据Tk+1时刻预测的所述目标接收机位置
Figure FDA0002175886320000039
所述目标接收机钟差
Figure FDA00021758863200000310
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置
Figure FDA00021758863200000311
计算Tk+1时刻的预测伪距
Figure FDA00021758863200000312
根据所述Tk+1时刻的预测伪距
Figure FDA00021758863200000313
和Tk时刻的估计伪距
Figure FDA00021758863200000314
计算Tk+1时刻测距码控制频率；所述Tk时刻的估计伪距为Tk时刻的预测伪距；
由Tk+1时刻所述测距码控制频率和Tk时刻所述真实信号/所述原始卫星信号码相位生成所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的即时支路测距码
Figure FDA0002175886320000041
所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的的载波
Figure FDA0002175886320000042
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure FDA0002175886320000043
和所述目标接收机钟漂
Figure FDA0002175886320000044
根据Tk+1时刻所述目标接收机速度
Figure FDA0002175886320000045
所述目标接收机钟漂
Figure FDA0002175886320000046
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻对应的卫星速度
Figure FDA0002175886320000047
和卫星钟漂
Figure FDA0002175886320000048
计算Tk+1时刻的预测伪距率
Figure FDA0002175886320000049
根据所述Tk+1时刻的预测伪距率
Figure FDA00021758863200000410
计算Tk+1时刻载波控制频率；
由Tk+1时刻所述载波控制频率和Tk时刻所述真实信号/所述原始卫星信号载波相位生成所述真实信号分量/所述原始卫星信号分量的载波
Figure FDA00021758863200000411
7.如权利要求6所述的欺骗信号生成方法，其特征在于，所述根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量，包括：
根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置和所述目标接收机钟差采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure FDA00021758863200000412
根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹位置速度和所述目标接收机钟漂采用矢量跟踪方式生成所述欺骗信号分量的载波
Figure FDA00021758863200000413
根据所述欺骗信号分量的支路测距码
Figure FDA00021758863200000414
和载波
Figure FDA00021758863200000415
计算第j个所述跟踪通道的所述欺骗信号分量
Figure FDA00021758863200000416
其中，
Figure FDA0002175886320000051
表示估计的欺骗信号导航比特；
所述估计的欺骗信号导航比特
Figure FDA0002175886320000052
的计算公式为：
Figure FDA0002175886320000053
其中，
Figure FDA0002175886320000054
8.如权利要求7所述的欺骗信号生成方法，其特征在于，所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure FDA0002175886320000055
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻预测的所述目标接收机钟差
Figure FDA0002175886320000056
根据Tk+1时刻预测的所述欺骗轨迹位置rtrj,k+1、所述目标接收机钟差
Figure FDA0002175886320000057
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星位置
Figure FDA0002175886320000058
计算Tk+1时刻的预测伪距
Figure FDA0002175886320000059
根据所述Tk+1时刻的预测伪距
Figure FDA00021758863200000510
和Tk时刻的估计伪距
Figure FDA00021758863200000511
计算Tk+1时刻测距码控制频率；所述Tk时刻的估计伪距为Tk时刻的预测伪距；
由Tk+1时刻所述测距码控制频率和Tk时刻所述欺骗信号码相位生成所述欺骗信号分量的即时支路测距码
Figure FDA00021758863200000512
所述欺骗信号分量的载波
Figure FDA00021758863200000513
的生成过程，包括：
通过Tk时刻所述矢量跟踪导航滤波器输出结果获得Tk+1时刻所述目标接收机钟漂
Figure FDA00021758863200000514
根据Tk+1时刻所述欺骗轨迹速度vtrj,k+1、所述目标接收机钟漂
Figure FDA00021758863200000515
和由所述卫星星历得到的第j个所述跟踪通道的卫星在Tk+1时刻的卫星速度
Figure FDA00021758863200000516
和卫星钟漂
Figure FDA0002175886320000061
计算Tk+1时刻的预测伪距率
Figure FDA0002175886320000062
根据所述Tk+1时刻的预测伪距率
Figure FDA0002175886320000063
计算Tk+1时刻载波控制频率；
由Tk+1时刻所述载波控制频率和Tk时刻所述欺骗信号载波相位生成所述欺骗信号分量的载波
Figure FDA0002175886320000064
9.一种欺骗信号生成装置，其特征在于，包括：
原始信号获取模块，用于获取目标接收机接收的原始卫星信号；
卫星跟踪模块，用于根据所述原始卫星信号捕获卫星进行跟踪，得到各颗卫星跟踪通道的跟踪结果和定位结果；
真实信号生成模块，用于利用Tk时刻所述卫星的跟踪结果和定位结果，预测Tk+1时刻所述各颗卫星的真实信号，生成攻击所述原始卫星信号的真实信号分量；
欺骗信号生成模块，用于根据预设的欺骗轨迹中Tk+1时刻的位置和速度，生成Tk+1时刻所述各颗卫星的欺骗信号分量；
欺骗攻击信号生成模块，用于在Tk+1时刻根据所述真实信号分量和所述欺骗信号分量生成欺骗攻击信号，以将所述欺骗攻击信号植入所述目标接收机的天线信号中。
10.一种欺骗信号生成装置，其特征在于，包括矢量跟踪导航滤波器、存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，
所述矢量跟踪导航滤波器用于根据目标接收机接收的原始卫星信号进行定位解算，得到所述目标接收机位置、速度、钟差和钟漂；
所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述欺骗信号生成方法的步骤。
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