CN112147645A - 导航欺骗信号的检测方法、装置和导航接收机 - Google Patents

导航欺骗信号的检测方法、装置和导航接收机 Download PDF

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CN112147645A CN201910578005.5A CN201910578005A CN112147645A CN 112147645 A CN112147645 A CN 112147645A CN 201910578005 A CN201910578005 A CN 201910578005A CN 112147645 A CN112147645 A CN 112147645A
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Abstract

本申请提供了一种导航欺骗信号的检测方法、装置和导航接收机，属于无线电导航技术领域，该方法包括：获取测向基线的载波相位差，测向基线的矢量和导航信号的方向矢量；根据测向基线的载波相位差，测向基线的矢量和导航信号的方向矢量确定该导航卫星与该通信卫星之间的距离差异值；若该距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定该导航信号为导航欺骗信号。通过本申请实施例能够有效地检测出导航接收机接收到的导航信号是正常的导航信号还是导航欺骗信号，这样将检测出的导航欺骗信号剔除，根据剩余的正常的导航信号进行定位，能够降低导航欺骗信号对通信卫星的导航安全的威胁。

Description

导航欺骗信号的检测方法、装置和导航接收机
技术领域
本申请涉及无线电导航技术领域，特别是涉及一种导航欺骗信号的检测方法、装置和导航接收机。
背景技术
全球导航卫星系统(英文：Global Navigation Satellite System，简写：GNSS)在人们的日常活动中扮演着日渐重要的角色。各个国家都在积极发展自己的导航卫星系统，导航卫星系统包括多个导航卫星。
其中，通信卫星可以使用安装在其上的导航接收机接收导航卫星系统中的导航卫星发射的导航信号来获取时空基准，以实现定轨、授时的目的。其中导航信号主要是来自地球一侧未被地球遮挡的导航卫星的旁瓣信号和部分主瓣信号。同时，导航接收机还会接收到来自地球的各类导航欺骗信号，导航欺骗信号可以用抛物面天线发射，相比于旁瓣信号，导航欺骗信号到达导航接收机的距离更短，信号强度更强，因此导航欺骗信号对通信卫星的导航安全会产生重大威胁。
因此，有必要提出一种能检测导航欺骗信号的方法。
发明内容
基于此，有必要针对上述导航欺骗信号对通信卫星的导航安全会产生重大威胁的问题，提供一种导航欺骗信号的检测方法、装置和导航接收机。
第一方面，本申请实施例提供一种导航欺骗信号的检测方法，该方法包括：
根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各测向基线非平行；
根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量；
根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置，确定导航信号的方向矢量；
根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值；
若距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定导航信号为导航欺骗信号。
在一个实施例中，根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，包括：
根据导航观测量确定各测向基线对应的两个天线的载波相位；
根据各测向基线对应的两个天线的载波相位之间的差值计算测向基线的载波相位差。
在一个实施例中，根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量，包括：
根据测向基线的长度和测向基线在卫星本地坐标系中的方向确定各测向基线的在卫星本地坐标系中方向矢量；
根据通信卫星的姿态矩阵和测向基线的方向矢量，确定在地心坐标系中各测向基线的矢量。
在一个实施例中，根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值，包括：
根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量，计算测向基线的整周模糊度；
根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和整周模糊度，计算各测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值，理论距离与测量距离均为导航卫星与通信卫星之间的距离；
根据各测向基线对应的差值确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值。
在一个实施例中，根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量，计算测向基线的整周模糊度，包括：
根据公式
Figure BDA0002112557290000031
计算各测向基线的整周模糊度；
其中，dot表示矢量内积，
Figure BDA0002112557290000032
表示在第K个历元第一个测向基线的矢量，K表示历元编号，为大于1的正整数；
Figure BDA0002112557290000033
表示导航信号的方向矢量，λ表示导航信号的载波中心频率对应的波长；N1为第一个测向基线对应的整周模糊度；N2为第二个测向基线对应的整周模糊度；
Figure BDA0002112557290000034
表示在第K个历元第二个测向基线的矢量，φ12,k表示第一个测向基线在第K个历元的载波相位差；φ34,k表示第二个测向基线在第K个历元的载波相位差；
Figure BDA0002112557290000035
表示求取使得f(N1，N2)取最小值的N1和N2。
在一个实施例中，根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量之前，还包括：
通过多个捕获跟踪通道获取同一候选导航信号的导航观测量；
选取载噪比最高的捕获跟踪通道接收的候选导航信号的导航观测量作为导航信号的导航观测量。
在一个实施例中，方法还包括：
剔除导航欺骗信号，根据剩余的导航信号建立导航解算方程组；
根据导航解算方程组计算通信卫星的时空基准。
在一个实施例中，方法还包括：
输出导航欺骗信号的载噪比、卫星编号和导航欺骗信号的发射源方向。
在一个实施例中，根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置，确定导航信号的方向矢量之前，还包括：
根据导航信号的导航电文，确定导航卫星的轨道位置；
获取通信卫星的当前轨道位置。
第二方面，本申请实施例提供一种导航接收机，包括：多个接收天线、多个射频单元、多个数字信号处理单元，导航解算单元和至少一个时钟源；每一个射频单元的输入端连接一个接收天线，射频单元的输出端连接一个数字信号处理单元的输入端；各射频单元的输入端还分别与时钟源连接；数字信号处理单元的输出端连接至导航解算单元；
其中，多个接收天线构成至少两个非平行的测向基线；
导航解算单元用于执行上述第一方面任一项的导航欺骗信号的检测方法。
在一个实施例中，同一测向基线对应的两个接收天线连接至同一时钟源。
在一个实施例中，数字信号处理单元包括多个捕获跟踪通道，每一个捕获跟踪通道跟踪一个导航卫星。
第三方面，本申请实施例提供一种导航欺骗信号的检测装置，装置包括：
载波相位模块，用于根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各测向基线非平行；
基线矢量确定模块，用于根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量；
方向矢量确定模块，用于根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置，确定导航信号的方向矢量；
计算模块，用于根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值；
判断模块，用于若距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定导航信号为导航欺骗信号。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面的导航欺骗信号的检测方法。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的导航欺骗信号的检测方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
对每一个导航卫星发射的导航信号进行检测，根据该导航信号的导航观测量获取测向基线的载波相位差，测向基线的矢量和该导航信号的方向矢量，然后根据测向基线的载波相位差，测向基线的矢量和该导航信号的方向矢量能够确定发射该导航信号的导航卫星与通信卫星之间的距离差异值，若距离差异值大于或等于预设的门限值，说明导航卫星与通信卫星之间的理论距离与测量距离的差异较大，表示：根据导航信号的方向矢量和测向基线的矢量计算出来的导航卫星的理论位置与根据导航信号的中心频率对应的波长和测向基线的载波相位差计算出来的实际位置差异较大。因此认为发射该导航信号的导航卫星为欺骗设备，该导航信号为导航欺骗信号。通过本申请实施例能够有效地检测出导航接收机接收到的导航信号是正常的导航信号还是导航欺骗信号，这样将检测出的导航欺骗信号剔除，根据剩余的正常的导航信号进行定位，能够降低导航欺骗信号对通信卫星的导航安全的威胁。
附图说明
图1a-图1b为本申请实施例提供的一种导航欺骗信号的检测方法的应用场景的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种导航欺骗信号的检测方法的实时环境的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种导航接收机的示意图；
图4为本申请实施例提供的三个接收天线构成的测向基线的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种三个接收天线的导航接收机的示意图；
图6a-图6b为本申请实施例提供的四个接收天线构成的测向基线的示意图；
图7a和图7b为本申请实施例提供的一种四个接收天线的导航接收机的示意图；
图8为本申请实施例提供的数字信号处理单元的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种导航欺骗信号的检测方法的流程图；
图10为本申请实施例提供的另一种导航欺骗信号的检测方法的流程图；
图11为本申请实施例提供的另一种导航欺骗信号的检测方法的流程图；
图12为本申请实施例提供的另一种导航欺骗信号的检测方法的流程图；
图13为本申请实施例提供的一种导航欺骗信号的检测装置的模块图；
图14为本申请实施例提供的一种导航解算单元的框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
目前，GNSS在人们的日常活动中扮演着日渐重要的角色，深刻影响着生活的方方面面。GNSS是无线电定位的最基本手段，因此，各个国家都在积极发展自己的导航卫星系统，目前主要的导航卫星系统包括美国的全球定位系统(英文：Global PositioningSystem，简写：GPS)，中国的北斗导航卫星系统(英文：BeiDou Navigation SatelliteSystem，简写：BDS)，俄罗斯的全球导航卫星系统(英文：Global Navigation SatelliteSystem，简写：GLONASS)和欧洲的伽利略卫星导航系统(英文：Galileo satellitenavigation system，简写：Galileo)，导航卫星系统包括多个导航卫星。
相关技术中，通信卫星可以使用导航接收机接收导航卫星系统中的导航卫星发射的导航信号来获取通信卫星的时空基准，以实现定轨、授时的目的。其中，导航接收机只能安装在通信卫星的对地面，如图1a所示，图1a中，A为导航卫星，B为通信卫星，C为地球，G为电离层和对流层，E表示旁瓣信号，F表示主瓣信号，D表示地影区，导航卫星发射的导航信号被地球阻挡，导航接收机只能接收来自地球一侧的导航卫星发射的未被地球遮挡的旁瓣信号和部分主瓣信号，而旁瓣信号的信号强度比较弱，在这个条件下，通信卫星接收到的导航卫星发射的导航信号的信号强度低于地面或者低轨卫星接收到的导航卫星发射的导航信号的信号强度。
不仅如此，安装在通信卫星对地面的导航接收机还受到来自地面的各类欺骗信号的威胁。如图1b所示，地面上的导航欺骗信号可以用抛物面天线发射，采用抛物面天线发射的导航欺骗信号相比于正常的导航信号到达导航接收机的距离更短，信号强度更强，因此，来自地影区的导航欺骗信号对通信卫星的导航安全会产生重大威胁。因此，对导航欺骗信号的检测是通信卫星的导航接收机需要解决的一个重要问题。
基于此，本申请实施例提供了一种导航欺骗信号的检测方法，该方法包括：获取各测向基线的载波相位差和各测向基线的矢量，并根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的轨道位置确定导航信号的方向矢量，通过测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的理论距离与测量距离的距离差异值，当距离差异值大于或门限值，说明理论距离与测量距离的差异较大，该导航信号为导航欺骗信号。当距离差异在小于门限值，说明理论距离与测量距离的差异较小，该导航信号为正常的导航信号。因此本方案能够准确检测出导航欺骗信号，相比现有技术能够降低导航欺骗信号对通信卫星的导航安全的威胁。
下面将结合附图详细说明本申请实施例提供的导航欺骗信号的检测方法所涉及到的实时环境进行简要说明。
请参考图2和图3，图2是本申请实施例提供的导航欺骗信号的检测方法所涉及到的一种实施环境的示意图；图3是本申请实施例提供的一种导航接收机的示意图。图2中A表示导航卫星，B表示通信卫星，C表示地球，E表示地面计算中心，MEO表示中地球轨道，导航卫星和通信卫星均在MEO上运行。该实施环境中包括通信卫星的对地面上安装的导航接收机，该导航接收机包括多个接收天线、多个射频单元、多个数字信号处理单元，导航解算单元和至少一个时钟源；每一个射频单元的输入端连接一个接收天线，射频单元的输出端连接一个数字信号处理单元的输入端；各射频单元的输入端还分别与时钟源连接；数字信号处理单元的输出端连接至导航解算单元。
接收天线是电磁场能量的探测器、传感器，也是能量转换器，它把空中传播的导航信号接收下来(导航信号包括正常的导航信号和欺骗的导航信号，欺骗的导航信号也叫导航欺骗信号)，然后将导航信号中的连同幅度、相位、到达时间等信息转换为交流电信号发送给射频单元，射频单元将射频信号转换为中频数字信号，同时每个射频单元的输入端还通过时钟连接线组连接至时钟源，以保证多个射频单元输出的信号不存在时钟导致的频率差。射频单元将中频数字信号发送给数字信号处理单元，数字信号处理单元对中频数字信号进行解析获得导航信号的导航观测量和导航电文，并将导航观测量和导航电文发送给导航解算单元，导航解算单元根据导航观测量和导航电文检测导航欺骗信号(详细的检测过程在导航欺骗信号的检测方法部分进行说明)。然后从导航信号中将导航欺骗信号及其对应的导航观测量剔除，剩余的导航信号均为正常的导航信号。导航解算单元可以根据正常的导航信号对应的导航观测量确定该导航接收机所在的通信卫星的时空基准，时空基准包括通信卫星的速度、轨道位置和时间信息。时间信息可以是当前历元对应的时刻，一般是世界协调时。
其中，导航观测量包括伪距、载波相位、积分多普勒、载噪比等。伪距是信号的接收时刻与信号携带的发送时刻的差值乘以光速得到的导航卫星与通信卫星之间的大概距离；积分多普勒是相邻历元中的载波相周数，包括了导航接收机时钟频率导致的误差；载波相位是以载波周数表示的导航卫星到导航接收机的距离(载波相位去除了导航接收机时钟频率误差的影响)。载噪比是数字信号处理单元的输出，可以用于评估接收到的导航信号的信号强度，载噪比越高表示信号强度越大。导航电文是由导航卫星播发给导航接收机的描述导航卫星运行状态参数的电文，导航欺骗信号被伪装成类似正常的导航信号，因此导航欺骗信号与正常的导航信号的导航电文的格式可以是相同的，导航电文包括系统时间、星历、历书、卫星时钟的修正参数、导航卫星健康状况和电离层延时模型参数等内容。根据导航电文能够计算得到导航卫星在当前历元的轨道位置。
任意两个接收天线可以构成一个测向基线，并且任意两个测向基线不平行，以三个接收天线为例，如图4所示，三个接收天线(天线1、天线2、天线3，安装在通信卫星的对地面)构成两个独立的测向基线：测向基线1和测向基线2。为提高测量精度，两个测向基线被安排为尽量相互垂直。对应的，如图5所示，图5示出了三个接收天线的导航接收机的示意图。三个接收天线的输出端分别连接至一个射频单元的输入端，且由一个公共的时钟源(时钟1)为三个射频单元提供公共时钟，以保证三个射频单元输出的信号不存在时钟导致的频率差。
以四个接收天线为例，如图6a-图6b所示，四个接收天线(天线1、天线2、天线3、天线4，安装在通信卫星的对地面)构成两个独立的测向基线，图6a示出了天线1和天线2对角构成测向基线1，天线3和天线4对角构成测向基线2，图6b示出了天线1和天线2平行构成测向基线1，天线3和天线4平行构成测向基线2。对应的，如图7a-图7b所示，图7a和图7b示出了四个接收天线的导航接收机的示意图。在四个接收天线的情况下，图7a中示出了由2个公共的时钟源(时钟1和时钟2)为四个射频单元提供公共时钟。射频单元1和射频单元2使用时钟1，射频单元3和射频单元4使用时钟2。这样确保每一个测向基线对应的两个接收天线连接的射频单元使用的是同一时钟。
可选的，四个接收天线的情况下，图7b示出了使用一个公共的时钟源(时钟1)为四个射频单元提供公共时钟，以保证四个射频单元输出的信号不存在时钟导致的频率差。
参考图8，图8示出了数字信号处理单元的示意图，数字信号处理单元包括多个捕获跟踪通道，每一个捕获跟踪通道捕获跟踪一颗导航卫星。本申请中，数字信号处理单元通过其内部的多个捕获跟踪通道，对输入无线信号中的正常的导航信号和导航欺骗信号进行捕获跟踪，每一个历元从导航信号中获得一次导航观测量和导航电文。
例如：导航卫星系统中包括10个导航卫星，通信卫星的导航接收机上具有三个接收天线，那么每个接收天线都可以接收到10个导航信号，称为候选导航信号。接收天线可以将第K个历元接收到的10个候选导航信号发送给射频单元，其中K为历元编号，为大于1的正整数；射频单元将10个候选导航信号转换为中频数字信号并发送给数字信号处理单元。例如该10个候选导航信号中有导航卫星A发射的导航信号。三个接收天线对应有三个捕获跟踪通道，可以分别接收到导航卫星A发射的导航信号并获取该候选导航信号的导航观测量，三个捕获跟踪通道分别对应的一个候选导航信号，从中选择载噪比最高的捕获跟踪通道对应的候选导航信号的导航观测量作为导航卫星A发射的导航信号的导航观测量，并将该导航信号的导航观测量和导航电文发送给导航解算单元。
其中，载噪比不同的原因是所有接收天线的最大增益方向通常不是完全平行的，而是相互之间构成一定的夹角，载噪比最高的捕获跟踪通道对应的接收天线接收到的该导航信号的信号强度最大。导航接收机一般会在最靠近世界协调时整秒的时刻采集导航信号的导航观测量，这个时刻称为历元。该历元时刻也是导航接收机的秒脉冲的上升沿。所采集的原始导航观测量包括卫星导航信号发射时刻和载波相位。
请参考图9，图9为一个实施例提供的导航欺骗信号的检测方法的流程图，该导航欺骗信号的检测方法可以应用于图3所示实施环境中的导航接收机中，如图9所示，该导航欺骗信号的检测方法可以包括以下步骤：
步骤101、根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各测向基线非平行。
由于所有接收天线的最大增益方向通常是相互之间构成一定的夹角，可选的，各测向基线之间尽可能地相互垂直。对每一个导航卫星发射的导航信号进行导航欺骗信号的检测，以判断该导航信号是否为导航欺骗信号。
在一种可能的实现方式中，根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差的过程可以包括步骤A1和步骤A2：
A1、根据导航观测量确定各测向基线对应的两个天线的载波相位。
其中，导航接收机通过不同的接收天线接收第K个历元来自同一导航卫星A的导航信号，当同一个导航信号从不同的接收天线被导航接收机接收时，可以根据该导航信号的导航观测量可以确定出每一个天线的载波相位。
例如，天线1的载波相位测量值为φ1,k，天线2的载波相位测量值为φ2,k，天线3的载波相位测量值为φ3,k，天线4的载波相位测量值为φ4,k。
A2、根据各测向基线对应的两个天线的载波相位之间的差值计算测向基线的载波相位差。
天线1和天线2构成测向基线1，测向基线1的载波相位差为φ12,k＝φ1,k-φ2,k天线3和天线4构成测向基线2，测向基线2的载波相位差为φ34,k＝φ3,k-φ4,k。这里的卫星编号是从导航信号中携带的导航卫星的参数中获得的，可能与真实导航卫星对应，也可能是与导航欺骗信号对应的假编号。
步骤102、根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量。
通信卫星上都安装有姿态传感器，姿态传感器用于检测通信卫星的姿态，卫星本身的姿态A通常由卫星姿态测轨控制系统给出的，因此通信卫星在第K个历元在给定的坐标系下的姿态A(k)是已知的，给定的坐标系可以是地心坐标系(英文：Earth-Centered,Earth-Fixed，简称，ECEF)。本申请实施例中，从数学上是A(k)是一个矩阵，称为姿态矩阵，与一个欧拉四元数等效。
在一种可能的实现方式中，根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量的过程可以包括步骤A3和步骤A4：
A3、根据测向基线的长度和测向基线在卫星本地坐标系中的方向确定各测向基线的在卫星本地坐标系中方向矢量。
其中，导航接收机上的多个接收天线组成的测向基线的长度以及各测向基线在卫星本地坐标系中的方向是在地面阶段就进行了测量的，根据各测向基线的长度和方向可以获得各测向基线相对卫星本地坐标系的方向矢量，卫星本地坐标系为以卫星上的指定点为坐标原点建立的三维坐标系。
A4、根据通信卫星的姿态矩阵和测向基线的方向矢量，确定在地心坐标系中各测向基线的矢量。
其实质是将卫星本地坐标系中的各测向基线的方向矢量映射到地心坐标系中，以获得在地心坐标系下各测向基线的矢量。当导航接收机随着通信卫星处于不同的姿态时，对应的各测向基线在地心坐标系下的位置和方向会发生变化。例如：设定本申请实施例中包括两个测向基线，分别为测向基线1和测向基线2，在第K个历元，通信卫星的姿态矩阵为A(k)，在卫星本地坐标系中测向基线1的方向矢量为B1，测向基线2的方向矢量为B2，那么在第K个历元，测向基线1在地心坐标系中的矢量为
Figure BDA0002112557290000131
在第K个历元，测向基线2在地心坐标系中的矢量
Figure BDA0002112557290000132
需要说明的是，在地面阶段，本申请实施例还对各测向基线对应的两个接收天线的相位差进行了校准。
步骤103、根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置，确定导航信号的方向矢量。
在一种可能的实现方式中，获取导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置的过程可以包括步骤A5和步骤A6：
A5、根据导航信号的导航电文，确定导航卫星的轨道位置。
其中，以第K个历元为例，根据导航信号中的导航电文可以计算出第K个历元，发射该导航信号的导航卫星的轨道位置。对于正常的导航信号，其信号辐射源的真实位置与根据导航电文计算得到的轨道位置是相同的。而对于导航欺骗信号，其信号辐射源的真实位置与根据导航电文计算得到的轨道位置是不相同的。
A6、获取通信卫星的当前轨道位置。
估算通信卫星的当前轨道位置的方法有多种，一种典型方法是根据第K-1历元的通信卫星的位置通过轨道力学外推得到第K个历元通信卫星的位置；或者另一种典型方法是导航接收机根据地面运算中心上传的轨道根数计算第K个历元通信卫星的位置；或者另一种方法是不考虑导航欺骗信号的影响，直接利用接收到的导航信号的导航观测量进行导航定位解算得到第K个历元通信卫星的位置。
可以选，根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置确定导航信号的方向矢量的过程包括：
根据公式
Figure BDA0002112557290000141
计算导航信号的方向矢量。导航信号的方向矢量即表示导航信号的发射源与通信卫星之间的方向矢量。其中，
Figure BDA0002112557290000142
表示在第K个历元，导航信号的方向矢量，(s)表示导航卫星的卫星编号，(r)表示通信卫星的卫星编号，
Figure BDA0002112557290000143
表示通信卫星在第K个历元的轨道位置，
Figure BDA0002112557290000144
表示导航卫星在第K个历元的轨道位置。
步骤104、根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值。
本申请实施例中，
Figure BDA0002112557290000145
表示根据第一个测向基线以及导航信号中的导航电文计算的导航卫星的轨道位置到通信卫星的轨道位置的理论距离；
Figure BDA0002112557290000151
表示根据导航信号的导航信号的载波中心频率对应的波长、第一个测向基线的载波相位差及第一个测向基线对应的整周模糊度计算出来的导航卫星与通信卫星之间的测量距离；其中，λ表示导航信号的载波中心频率对应的波长；N1为第一个测向基线对应的整周模糊度；若导航信号为正常的导航信号，那么发射该导航信号的导航卫星到通信卫星之间的理论距离与测量距离相等。以两个测向基线为例进行说明，那么在第K个历元，对向通信卫星r发射导航信号的导航卫星S有
Figure BDA0002112557290000152
若导航信号为导航欺骗信号，那么导航信号中携带的导航电文为被伪装的欺骗参数，因此根据导航信号中携带导航电文计算得到的导航卫星与通信卫星之间的理论距离与测量距离不相等。对应的，距离差异值为各测向基线对应的导航卫星与通信卫星之间的理论距离与测量距离之间的差值的和。
如图10所示，在一种可能的实现方式中，根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值的过程可以包括步骤A7至步骤A9：
步骤A7、根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量，计算所述测向基线的整周模糊度。
整周模糊度(英文，ambiguity of whole cycles)又称整周未知数，是在全球定位系统技术的载波相位测量时，载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。由于同一个测向基线对应的两个天线连接的射频单元采用同一个公共时钟，因此同一个测向基线对应的两个天线接收到的两个导航信号由于导航接收机的时钟频率导致的误差是相同的。因此由同一个测向基线对应的两个天线接收到的两个导航信号之间带有一个确定的未知整周模糊度的载波相位差。
根据公式
Figure BDA0002112557290000161
计算各测向基线的整周模糊度；其中，dot表示矢量内积，
Figure BDA0002112557290000162
表示在第K个历元第一个测向基线的矢量，K表示历元编号，为大于1的正整数；
Figure BDA0002112557290000163
表示导航信号的方向矢量，λ表示导航信号的载波中心频率对应的波长；N1为第一个测向基线对应的整周模糊度；N2为第二个测向基线对应的整周模糊度；
Figure BDA0002112557290000164
表示在第K个历元第二个测向基线的矢量，φ12,k表示第一个测向基线在第K个历元的载波相位差；φ34,k表示第二个测向基线在第K个历元的载波相位差；
Figure BDA0002112557290000165
表示求取使得f(N1，N2)取最小值的N1和N2。
根据上述公式可以获得测向基线1的整周模糊度N1的最优值
Figure BDA0002112557290000166
和测向基线2的整周模糊度N2的最优值
Figure BDA0002112557290000167
步骤A8：根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和整周模糊度，计算各测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值。
其中，理论距离与测量距离均为导航卫星与通信卫星之间的距离。第一个测向基线对应的理论距离为
Figure BDA0002112557290000168
第一个测向基线对应的测量距离为
Figure BDA0002112557290000169
那么第一个测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值为
Figure BDA00021125572900001610
第二个测向基线对应的理论距离为
Figure BDA00021125572900001611
第二个测向基线对应的测量距离为
Figure BDA00021125572900001612
那么第二个测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值为
Figure BDA00021125572900001613
步骤A9：根据各测向基线对应的差值确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值。
具体的，根据公式
Figure BDA00021125572900001614
计算导航卫星与通信卫星之间的距离差异值。
步骤105、若所述距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定所述导航信号为导航欺骗信号。
正常的导航信号，导航卫星与通信卫星之间理论距离与测量距离相等，那么导航卫星与通信卫星之间的距离差异值e＝0。在导航信号中存在噪声的情况下，导航卫星与通信卫星之间的距离差异值e为接近0的很小值。而当导航卫星与通信卫星之间的距离差异值e超过门限值eTH，说明理论距离与测量距离之间的差异已经超过了噪声带给导航信号的影响范围，因此判断该导航信号存在异常，即该导航信号为导航欺骗信号。
本申请实施例中，对每一个导航卫星发射的导航信号进行检测，根据该导航信号的导航观测量获取测向基线的载波相位差，测向基线的矢量和该导航信号的方向矢量，然后根据测向基线的载波相位差，测向基线的矢量和该导航信号的方向矢量能够确定发射该导航信号的导航卫星与通信卫星之间的距离差异值，若距离差异值大于或等于预设的门限值，说明导航卫星与通信卫星之间的理论距离与测量距离的差异较大，表示：根据导航信号的方向矢量和测向基线的矢量计算出来的导航卫星的理论位置与根据导航信号的中心频率对应的波长和测向基线的载波相位差计算出来的实际位置差异较大。因此认为发射该导航信号的导航卫星为欺骗设备，该导航信号为导航欺骗信号。通过本申请实施例能够有效地检测出导航接收机接收到的导航信号是正常的导航信号还是导航欺骗信号，这样将检测出的导航欺骗信号剔除，根据剩余的正常的导航信号进行定位，能够降低导航欺骗信号对通信卫星的导航安全的威胁。
请参考图11，图11为一个实施例提供的导航欺骗信号的检测方法的流程图，该导航欺骗信号的检测方法可以应用于图3所示实施环境中的导航接收机中，如图11所示，该导航欺骗信号的检测方法可以包括以下步骤：
在根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量之前，还包括：
步骤201、通过多个捕获跟踪通道获取同一候选导航信号的导航观测量。
本申请实施例以三个接收天线为例进行说明，导航卫星A向通信卫星r发射导航信号，通信卫星r上的导航接收机通过三个接收天线接收到三个候选导航信号，该些候选导航信号均来自导航卫星A发射的导航信号。
步骤202、选取载噪比最高的捕获跟踪通道接收的候选导航信号的导航观测量作为导航信号的导航观测量。
由于载噪比越高表示信号强度越大。因此选取载噪比最高的捕获跟踪通道接收的候选导航信号表示从三个候选导航信号中选取信号强度最高的候选导航信号，并将选择出来的候选导航信号作为接收到的导航卫星A发射的导航信号，将选择出来的候选导航信号的导航观测量作为导航卫星A发射的导航信号的导航观测量。
采用该方法可以对接收到的每一个导航卫星发射的导航信号进行筛选，从接收到的候选导航信号中选择载噪比最高的捕获跟踪通道对应的候选导航信号的导航观测量作为该导航卫星发射的导航信号的导航观测量。将每一个导航卫星对应的导航信号的导航观测量和导航电文发送给导航解算单元，导航解算单元可以执行步骤101至步骤105以确定导航信号是否为导航欺骗信号。
请参考图12，图12为一个实施例提供的导航欺骗信号的检测方法的流程图，该导航欺骗信号的检测方法可以应用于图3所示实施环境中的导航接收机中，如图12所示，该导航欺骗信号的检测方法可以包括以下步骤：
步骤301、剔除导航欺骗信号，根据剩余的导航信号建立导航解算方程组。
将导航欺骗信号的导航观测量剔除，剩余的导航信号均为正常的导航信号，根据正常的导航信号的导航观测量建立导航解算方程组。
步骤302、根据导航解算方程组计算通信卫星的时空基准。
根据导航解算方程组解算的算法包括迭代最小二乘法、卡尔曼滤波法等，时空基准包括轨道位置、速度和时间信息。
本申请实施例，将检测出来的导航欺骗信号剔除之后，根据剩余的正常的导航信号确定的通信卫星的时空基准更加准确，降低了导航欺骗信号对通信卫星的导航安全带来的威胁。
本申请实施例中，还包括输出导航欺骗信号的载噪比、卫星编号和导航欺骗信号的发射源方向。其中，导航欺骗信号的发射源方向可以通信卫星上通过两个测向基线进行测向获得，测向方法可以是基于多信号分类(英文：Multiple Signal Classification，简写：MUSIC)测向方法。
通过输出导航欺骗信号的载噪比、卫星编号和导航欺骗信号的发射源方向能够便于通信卫星对导航欺骗信号进行记录，用户获得一段时间累积的导航欺骗信号的信息能够确定对导航欺骗信号的特点进行总结，以便于更好地抵抗导航欺骗信号的干扰，提高通信卫星的导航安全性。
请参考图13，图13为一个实施例提供的导航欺骗信号的检测装置的模块图，装置包括：载波相位模块10、基线矢量确定模块11、方向矢量确定模块12、计算模块13和判断模块14，其中
载波相位模块10，用于根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各测向基线非平行；
基线矢量确定模块11，用于根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量；
方向矢量确定模块12，用于根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置，确定导航信号的方向矢量；
计算模块13，用于根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值；
判断模块14，用于若距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定导航信号为导航欺骗信号。
在一个实施例中，载波相位模块10包括相位确定模块和载波相位差计算模块，其中相位确定模块用于根据导航观测量确定各测向基线对应的两个天线的载波相位；载波相位差计算模块用于根据各测向基线对应的两个天线的载波相位之间的差值计算测向基线的载波相位差。
在一个实施例中，基线矢量确定模块11包括方向矢量模块和基线矢量模块，其中方向矢量模块用于根据测向基线的长度和测向基线在卫星本地坐标系中的方向确定各测向基线的在卫星本地坐标系中方向矢量；基线矢量模块用于根据通信卫星的姿态矩阵和测向基线的方向矢量，确定在地心坐标系中各测向基线的矢量。
在一个实施例中，计算模块13包括整周模糊度模块、差值模块和距离差异值模块，其中，整周模糊度模块用于根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量，计算测向基线的整周模糊度；差值模块用于根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和整周模糊度，计算各测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值，理论距离与测量距离均为导航卫星与通信卫星之间的距离；距离差异值模块用于根据各测向基线对应的差值确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值。
在一个实施例中，整周模糊度模块具体用于根据公式
Figure BDA0002112557290000211
计算各测向基线的整周模糊度；其中，dot表示矢量内积，
Figure BDA0002112557290000212
表示在第K个历元第一个测向基线的矢量，K表示历元编号，为大于1的正整数；
Figure BDA0002112557290000213
表示导航信号的方向矢量，λ表示导航信号的载波中心频率对应的波长；N1为第一个测向基线对应的整周模糊度；N2为第二个测向基线对应的整周模糊度；
Figure BDA0002112557290000214
表示在第K个历元第二个测向基线的矢量，φ12,k表示第一个测向基线在第K个历元的载波相位差；φ34,k表示第二个测向基线在第K个历元的载波相位差；
Figure BDA0002112557290000215
表示求取使得f(N1，N2)取最小值的N1和N2。
在一个实施例中，方法还包括：导航观测量模块，用于通过多个捕获跟踪通道获取同一候选导航信号的导航观测量；选取载噪比最高的捕获跟踪通道接收的候选导航信号的导航观测量作为导航信号的导航观测量。
在一个实施例中，方法还包括：解算模块，用于剔除导航欺骗信号，根据剩余的导航信号建立导航解算方程组；根据导航解算方程组计算通信卫星的时空基准。
在一个实施例中，方法还包括：输出模块，用于输出导航欺骗信号的载噪比、卫星编号和导航欺骗信号的发射源方向。
在一个实施例中，方法还包括：轨道位置获取模块，用于根据导航信号的导航电文，确定导航卫星的轨道位置；获取通信卫星的当前轨道位置。
在本申请的一个实施例中，提供了一种导航解算单元，其内部结构图可以如图14所示，该导航解算单元包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口。其中，该导航解算单元的处理器用于提供计算和控制能力。该导航解算单元的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该导航解算单元的网络接口用于与外部的电子设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时实现一种数据传输方法的步骤。
本领域技术人员可以理解，图14中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现以下步骤：
根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各测向基线非平行；
根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量；
根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置，确定导航信号的方向矢量；
根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值；
若距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定导航信号为导航欺骗信号。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据导航观测量确定各测向基线对应的两个天线的载波相位；
根据各测向基线对应的两个天线的载波相位之间的差值计算测向基线的载波相位差。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据测向基线的长度和测向基线在卫星本地坐标系中的方向确定各测向基线的在卫星本地坐标系中方向矢量；
根据通信卫星的姿态矩阵和测向基线的方向矢量，确定在地心坐标系中各测向基线的矢量。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量，计算测向基线的整周模糊度；
根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和整周模糊度，计算各测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值，理论距离与测量距离均为导航卫星与通信卫星之间的距离；
根据各测向基线对应的差值确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据公式
Figure BDA0002112557290000231
计算各测向基线的整周模糊度；
其中，dot表示矢量内积，
Figure BDA0002112557290000232
表示在第K个历元第一个测向基线的矢量，K表示历元编号，为大于1的正整数；
Figure BDA0002112557290000233
表示导航信号的方向矢量，λ表示导航信号的载波中心频率对应的波长；N1为第一个测向基线对应的整周模糊度；N2为第二个测向基线对应的整周模糊度；
Figure BDA0002112557290000234
表示在第K个历元第二个测向基线的矢量，φ12,k表示第一个测向基线在第K个历元的载波相位差；φ34,k表示第二个测向基线在第K个历元的载波相位差；
Figure BDA0002112557290000235
表示求取使得f(N1，N2)取最小值的N1和N2。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量之前，还包括：
通过多个捕获跟踪通道获取同一候选导航信号的导航观测量；
选取载噪比最高的捕获跟踪通道接收的候选导航信号的导航观测量作为导航信号的导航观测量。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
剔除导航欺骗信号，根据剩余的导航信号建立导航解算方程组；
根据导航解算方程组计算通信卫星的时空基准。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
输出导航欺骗信号的载噪比、卫星编号和导航欺骗信号的发射源方向。
在本申请的一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据导航信号的导航电文，确定导航卫星的轨道位置；
获取通信卫星的当前轨道位置。
本申请实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各测向基线非平行；
根据通信卫星的姿态矩阵确定各测向基线的矢量；
根据导航卫星的轨道位置和通信卫星的当前轨道位置，确定导航信号的方向矢量；
根据测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和导航信号的方向矢量，确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值；
若距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定导航信号为导航欺骗信号。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据导航观测量确定各测向基线对应的两个天线的载波相位；
根据各测向基线对应的两个天线的载波相位之间的差值计算测向基线的载波相位差。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据测向基线的长度和测向基线在卫星本地坐标系中的方向确定各测向基线的在卫星本地坐标系中方向矢量；
根据通信卫星的姿态矩阵和测向基线的方向矢量，确定在地心坐标系中各测向基线的矢量。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量，计算测向基线的整周模糊度；
根据导航信号的方向矢量、测向基线的载波相位差、测向基线的矢量和整周模糊度，计算各测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值，理论距离与测量距离均为导航卫星与通信卫星之间的距离；
根据各测向基线对应的差值确定导航卫星与通信卫星之间的距离差异值。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据公式
Figure BDA0002112557290000251
计算各测向基线的整周模糊度；
其中，dot表示矢量内积，
Figure BDA0002112557290000252
表示在第K个历元第一个测向基线的矢量，K表示历元编号，为大于1的正整数；
Figure BDA0002112557290000261
表示导航信号的方向矢量，λ表示导航信号的载波中心频率对应的波长；N1为第一个测向基线对应的整周模糊度；N2为第二个测向基线对应的整周模糊度；
Figure BDA0002112557290000262
表示在第K个历元第二个测向基线的矢量，φ12,k表示第一个测向基线在第K个历元的载波相位差；φ34,k表示第二个测向基线在第K个历元的载波相位差；
Figure BDA0002112557290000263
表示求取使得f(N1，N2)取最小值的N1和N2。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量之前，还包括：
通过多个捕获跟踪通道获取同一候选导航信号的导航观测量；
选取载噪比最高的捕获跟踪通道接收的候选导航信号的导航观测量作为导航信号的导航观测量。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：剔除导航欺骗信号，根据剩余的导航信号建立导航解算方程组；
根据导航解算方程组计算通信卫星的时空基准。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：输出导航欺骗信号的载噪比、卫星编号和导航欺骗信号的发射源方向。
在本申请的一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据导航信号的导航电文，确定导航卫星的轨道位置；
获取通信卫星的当前轨道位置。
本申请实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种导航欺骗信号的检测方法，其特征在于，包括：
根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各所述测向基线非平行；
根据通信卫星的姿态矩阵确定各所述测向基线的矢量；
根据所述导航卫星的轨道位置和所述通信卫星的当前轨道位置，确定所述导航信号的方向矢量；
根据所述测向基线的载波相位差、所述测向基线的矢量和所述导航信号的方向矢量，确定所述导航卫星与所述通信卫星之间的距离差异值；
若所述距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定所述导航信号为导航欺骗信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，包括：
根据所述导航观测量确定各所述测向基线对应的两个天线的载波相位；
根据各所述测向基线对应的两个天线的载波相位之间的差值计算所述测向基线的载波相位差。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据通信卫星的姿态矩阵确定各所述测向基线的矢量，包括：
根据所述测向基线的长度和所述测向基线在卫星本地坐标系中的方向确定各所述测向基线的在所述卫星本地坐标系中方向矢量；
根据所述通信卫星的姿态矩阵和所述测向基线的方向矢量，确定在地心坐标系中各所述测向基线的矢量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述测向基线的载波相位差、所述测向基线的矢量和所述导航信号的方向矢量确定所述导航卫星与所述通信卫星之间的距离差异值，包括：
根据所述导航信号的方向矢量、所述测向基线的载波相位差、所述测向基线的矢量，计算所述测向基线的整周模糊度；
根据所述导航信号的方向矢量、所述测向基线的载波相位差、所述测向基线的矢量和所述整周模糊度，计算各所述测向基线对应的理论距离与测量距离之间的差值，所述理论距离与所述测量距离均为所述导航卫星与所述通信卫星之间的距离；
根据各所述测向基线对应的所述差值确定所述导航卫星与所述通信卫星之间的距离差异值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述导航信号的方向矢量、所述测向基线的载波相位差、所述测向基线的矢量，计算所述测向基线的整周模糊度，包括：
根据公式
Figure FDA0002112557280000021
计算各所述测向基线的整周模糊度；
其中，dot表示矢量内积，
Figure FDA0002112557280000022
表示在第K个历元第一个测向基线的矢量，K表示历元编号，为大于1的正整数；
Figure FDA0002112557280000023
表示导航信号的方向矢量，λ表示导航信号的载波中心频率对应的波长；N1为第一个测向基线对应的整周模糊度；N2为第二个测向基线对应的整周模糊度；
Figure FDA0002112557280000024
表示在第K个历元第二个测向基线的矢量，φ12,k表示第一个测向基线在第K个历元的载波相位差；φ34,k表示第二个测向基线在第K个历元的载波相位差；
Figure FDA0002112557280000025
表示求取使得f(N1，N2)取最小值的N1和N2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量之前，还包括：
通过多个捕获跟踪通道获取同一候选导航信号的导航观测量；
选取载噪比最高的捕获跟踪通道接收的候选导航信号的导航观测量作为所述导航信号的导航观测量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
剔除所述导航欺骗信号，根据剩余的导航信号建立导航解算方程组；
根据所述导航解算方程组计算所述通信卫星的时空基准。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
输出所述导航欺骗信号的载噪比、卫星编号和所述导航欺骗信号的发射源方向。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述导航卫星的轨道位置和所述通信卫星的当前轨道位置，确定所述导航信号的方向矢量之前，还包括：
根据所述导航信号的导航电文，确定所述导航卫星的轨道位置；
获取所述通信卫星的当前轨道位置。
10.一种导航接收机，其特征在于，包括：多个接收天线、多个射频单元、多个数字信号处理单元，导航解算单元和至少一个时钟源；每一个所述射频单元的输入端连接一个所述接收天线，所述射频单元的输出端连接一个所述数字信号处理单元的输入端；各所述射频单元的输入端还分别与所述时钟源连接；所述数字信号处理单元的输出端连接至所述导航解算单元；
其中，多个所述接收天线构成至少两个非平行的测向基线；
所述导航解算单元用于执行如权利要求1至9任一项所述的导航欺骗信号的检测方法。
11.根据权利要求10所述的导航接收机，其特征在于，
同一测向基线对应的两个所述接收天线连接至同一时钟源。
12.根据权利要求10所述的导航接收机，其特征在于，
所述数字信号处理单元包括多个捕获跟踪通道，每一个所述捕获跟踪通道跟踪一个导航卫星。
13.一种导航欺骗信号的检测装置，其特征在于，所述装置包括：
载波相位模块，用于根据导航卫星发射的导航信号的导航观测量，确定至少两个测向基线的载波相位差，各所述测向基线非平行；
基线矢量确定模块，用于根据通信卫星的姿态矩阵确定各所述测向基线的矢量；
方向矢量确定模块，用于根据所述导航卫星的轨道位置和所述通信卫星的当前轨道位置，确定所述导航信号的方向矢量；
计算模块，用于根据所述测向基线的载波相位差、所述测向基线的矢量和所述导航信号的方向矢量，确定所述导航卫星与所述通信卫星之间的距离差异值；
判断模块，用于若所述距离差异值大于或等于预设的门限值，则确定所述导航信号为导航欺骗信号。
14.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述的导航欺骗信号的检测方法。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的导航欺骗信号的检测方法。
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