CN113447959A - 一种基于多普勒频率的gnss欺骗干扰检测方法和相关装置 - Google Patents

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CN113447959A CN202110712131.2A CN202110712131A CN113447959A CN 113447959 A CN113447959 A CN 113447959A CN 202110712131 A CN202110712131 A CN 202110712131A CN 113447959 A CN113447959 A CN 113447959A
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Abstract

本申请公开了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法和相关装置，方法包括：响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列；对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列；将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列；对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值；对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。解决了现有对欺骗干扰的检测方法，结构复杂、成本较高且不适合在低成本的民用领域的技术问题。

Description

一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法和相关装置
技术领域
本申请涉及欺骗干扰检测技术领域，尤其涉及一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法和相关装置。
背景技术
随着卫星导航系统更为广泛和深入的应用，其定位授时功能在人们的工作和日常生活中扮演着越来越重要的角色。随着应用的深入，人们也越来越关注卫星导航应用的安全性和可靠性。然而，由于导航卫星的信号经过长距离的传输，到达地面时信号强度极其微弱，容易受到其频段内干扰信号的影响，并且民用信号在国际范围内一般都是公开使用，不保密、易破译，这就使得接收机极容易受到干扰攻击。
在所有的干扰类别中，GNSS欺骗干扰是危害较大的一类干扰。GNSS欺骗干扰指通过发射和真实卫星信号相似的欺骗信号，使GNSS接收机输出欺骗方设计的位置、时间结果，从而达到对GNSS接收机的控制。如果系统使用这些错误的信息，将带来严重的后果。比如：对无人机进行导航欺骗，而致无人机偏离航线；拉偏移动通信网络的同步时间将导致通信阻塞中断；拉偏电网系统的同步时间导致电力输送故障等。
鉴于GNSS接收机欺骗干扰的严重危害性，针对GNSS欺骗干扰的检测技术，国内外都提出了不同的方法。信号到达时间检测方法是针对转发式欺骗干扰到达接收机的路程相对于真实信号较长，从而在时间上存在差异，以此来判断是否存在欺骗信号。但该方法应用场景有限主要针对转发式欺骗干扰，对生成式欺骗信号作用不大，甚至会消除真实信号而保留欺骗信号。基于多天线、惯导系统以及多频点的欺骗干扰检测方法虽然检测效果较好，但结构复杂，成本较高，不适合在低成本的民用领域。
发明内容
本申请提供了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法和相关装置，解决了现有对欺骗干扰的检测方法，结构复杂、成本较高且不适合在低成本的民用领域的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，包括：
响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列；
对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列；
将所述多普勒数值序列和所述拟合序列作差，得到移差序列；
对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值；
对比各所述相似度值和对应的预设阈值的大小，得到所述待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。
可选地，所述对比各所述相似度值和预设阈值的大小，得到所述待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果，具体包括：
判断各相似度值和对应的预设预置的大小；
当所有所述相似度值均为对应的预设阈值以上的数值时，判定所述待检测卫星信号中不存在GNSS欺骗干扰信号；
当所有所述相似度值中至少有一个相似度值小于对应的预设阈值时，判定所述待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号。
可选地，所述方法还包括：
当判断到所述待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号时，将所述移差序列中所述相似度值小于预设阈值的两信号作为GNSS欺骗干扰信号，并删除所述GNSS欺骗干扰信号。
可选地，所述响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列，具体包括：
响应于检测请求，获取接收机接收到的待检测卫星信号；
从所述接收机的跟踪回路中获取所述待检测卫星信号中的各信号对应的多普勒频率，得到所述待检测卫星信号对应的多普勒数值序列。
可选地，所述对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列，具体包括：
采用最小二乘线性回归模型对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合，得到所述多普勒数值序列中的各多普勒频率对应的拟合子序列；
根据所有所述拟合子序列，得到所述拟合序列。
可选地，所述对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值，具体包括：
根据离散Fréchet距离的计算公式，对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，计算所述移差序列中两两信号之间的离散Fréchet距离。
可选地，所述预设阈值的计算公式为：
Figure BDA0003133328690000031
式中，Threshold为移差序列中信号i和信号j对应的预设阈值，
Figure BDA0003133328690000032
和
Figure BDA0003133328690000033
分别为信号i和信号j的标准差，ζ为设置的幅值。
本申请第二方面提供了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测装置，包括：
获取单元，用于响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列；
拟合单元，用于对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列；
作差单元，用于将所述多普勒数值序列和所述拟合序列作差，得到移差序列；
计算单元，用于对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值；
对比单元，用于对比各所述相似度值和对应的预设阈值的大小，得到所述待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。
可选地，所述对比单元具体包括：
判断子单元，用于判断各相似度值和对应的预设预置的大小；
第一判定子单元，用于当所有所述相似度值均为对应的预设阈值以下的数值时，判定所述待检测卫星信号中不存在GNSS欺骗干扰信号；
第二判定子单元，用于当所有所述相似度值中至少有一个相似度值大于对应的预设阈值时，判定所述待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号。
本申请第三发明提供了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测设备，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如任一种第一方面所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法。
本申请第四方面提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如任一种第一方面所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，包括：响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列；对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列；将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列；对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值；对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。
本申请中，首先响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列，接着对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列，然后将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列，再接着对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值，最后对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果，整个过程中，不需要增加额外部件，对接收机要求不高，普通民用设备也适用，可减少接收机的设备成本，应用场景更广泛；同时检测方法复杂性低，方便易实施，从而解决了现有对欺骗干扰的检测方法，结构复杂、成本较高且不适合在低成本的民用领域的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例中一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的实施例一的流程示意图；
图2为本申请实施例中一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的实施例二的流程示意图；
图3为本申请实施例中拟合子序列对应的拟合曲线示意图；
图4为本申请应用例中真实卫星信号的多普勒频移差；
图5为本申请应用例中欺骗信号的多普勒频移差；
图6为本申请应用例中真实卫星信号的多普勒频移差的Fréchet距离；
图7为本申请应用例中欺骗信号的多普勒频移差的Fréchet距离；
图8为本申请实施例中一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测装置的实施例的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法和相关装置，解决了现有对欺骗干扰的检测方法，结构复杂、成本较高且不适合在低成本的民用领域的技术问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例中一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的实施例一的流程示意图。
本实施例中的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法包括：
步骤101、响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列。
卫星信号始终存在，欺骗信号可能存在，即系统存在两种情况。一种是接收信号中仅存在卫星信号，另一种是接收信号中同时存在欺骗信号和卫星信号。本实施例中对待检测卫星信号中是否存在GNSS欺骗干扰信号进行检测，故首先响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列。
步骤102、对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列。
在得到待检测卫星信号对应的多普勒数值序列后，对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合，从而得到多普勒数值序列对应的拟合序列。
步骤103、将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列。
在得到多普勒数值序列及其对应的拟合序列后，将多普勒数值序列和拟合序列作差，便可得到多普勒数值序列相对拟合序列的移差序列。
可以理解的是，上述作差时，是将多普勒序列作为被减数，拟合序列作为减数进行作差运算的。
步骤104、对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值。
得到移差序列后，对移差序列中的两两信号进行相似度计算，便可得到对应的相似度值。
步骤105、对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。
本实施例中，首先响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列，接着对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列，然后将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列，再接着对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值，最后对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果，整个过程中，不需要增加额外部件，对接收机要求不高，普通民用设备也适用，可减少接收机的设备成本，应用场景更广泛；同时检测方法复杂性低，方便易实施，从而解决了现有对欺骗干扰的检测方法，结构复杂、成本较高且不适合在低成本的民用领域的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的实施例二。
请参阅图2，本申请实施例中一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的实施例二的流程示意图。
本实施例中的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法包括：
步骤201、响应于检测请求，获取接收机接收到的待检测卫星信号。
本实施例中的接收机具体为移动接收机，采集到的待检测卫星信号随机移动。
当接收机成功接收到卫星信号对应的多普勒频率可表示为：
fd(t)＝fds(t)+fdr(t)+δfu(t)-δfs(t)+Tr(t)-I(t)+ε(t)；
其中，fd(t)为测得的多普勒频率；fds(t)为卫星运动引起的多普勒；fdr(t)为接收器运动引起的多普勒；δfu(t)为接收器时钟漂移；δfs(t)为卫星时钟漂移；Tr(t)为对流层延迟率；I(t)是电离层延迟率；ε(t)是多普勒测量噪声，可以认为是高斯白噪声。但由于卫星时钟漂移具有很高的稳定性，在短时间内δfs(t)可以忽略不记。短时间内电离层延迟率影响也较小，I(t)的值也可将其忽略。因此，对上式进行简化后可得：
fd(t)＝fds(t)+fdr(t)+δfu(t)+ε(t)。
步骤202、从接收机的跟踪回路中获取待检测卫星信号中的各信号对应的多普勒频率，得到待检测卫星信号对应的多普勒数值序列。
得到待检测卫星信号后，可以从接收机跟踪回路中得到每个信号的多普勒频率，由此得到多普勒数值序列
Figure BDA0003133328690000071
其中
Figure BDA0003133328690000072
表示第卫星信号i在时间n×△T时的测量多普勒频率，△T是采样间隔。
步骤203、采用最小二乘线性回归模型对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合，得到多普勒数值序列中的各多普勒频率对应的拟合子序列。
对于
Figure BDA0003133328690000073
较短时间内，认为属于线性变化，本实施例中可采用最小二乘线性回归模型对其进行线性拟合，拟合公式为：
Figure BDA0003133328690000074
其中，
Figure BDA0003133328690000075
表示使用线性模型估计的多普勒频移，a和b是估计的模型参数；n是序列的序数，
Figure BDA0003133328690000076
为拟合子序列(拟合曲线)的斜率，
Figure BDA0003133328690000077
为拟合子序列(拟合曲线)的常数。其中一个拟合子序列对应的拟合曲线(图中直线)如图3所示。
步骤204、根据所有拟合子序列，得到拟合序列。
根据所有拟合子序列，可以得到拟合序列
Figure BDA0003133328690000081
步骤205、将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列。
本实施例中将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列[Δfi(1),Δfi(2),...,Δfi(n),...,Δfi(N)]。
步骤206、根据离散Fréchet距离的计算公式，对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，计算移差序列中两两信号之间的离散Fréchet距离。
本实施例中对于相似度值的计算，对于信号的多普勒频。采用序列窗口方法，将移差序列分成许多长度相等的子序列，[Δfi(1),Δfi(2),...,Δfi(k),...,Δfi(K)]，其中，子序列可以表示为[Δfi(1+(k-1)×M),Δfi(2+(k-1)×M),...,Δfi(n+(k-1)×M),...,Δfi(k×M)]，其中M是子序列的长度。
本实施例中采用可以对空间路径相似度描述的Fréchet距离，该方法着重将路径空间距离考虑进去，使得其可以对于具有一定空间时序的曲线相似度进行高效评价。且由于本实施例中的数据是离散的，需要用离散Fréchet距离计算公式应用其中。本实施例中采用欧氏距离进行计算离散点之间的空间距离。
本实施例中离散Fréchet距离的计算公式为：
Figure BDA0003133328690000082
上式中，d是度量函数，F(A,B)为信号A和信号B之间的离散Fréchet距离，inf{}为下边界，t为区间[0,1]内的值，α(t)、β(t)为单位区间的两个重参数化函数，tk为第k个序列值，
Figure BDA0003133328690000083
为在单位区间[0,1]中任意抽取由(n+2)个互不相同的数构成的单调数列，使得t0＝0，tn+1＝1，且满足tk＜tk+1。
其实离散Fréchet距离是连续Fréchet距离的近似，当曲线所选取的离散点足够多时离散Fréchet距离近似等于连续Fréchet距离。需要说明的是Fréchet距离值越小，表示两组数据间的相似度越高。Fréchet距离值越大，表示两组数据间的相似度越低。
因此，可以获得同时刻相同窗口内数据的信号i和信号j之间的Fréchet距离为F(Δfi(k),Δfj(k))。
子序列的样本标准差可以计算为
Figure BDA0003133328690000091
式中，
Figure BDA0003133328690000092
为当前窗口内数据的标准差，
Figure BDA0003133328690000093
为窗口内M个数据的均值。
步骤207、判断各相似度值和对应的预设预置的大小。
根据存在欺骗信号和只有真实信号进行分类，这里将会有两种假设。零假设是不存在欺骗干扰，这对应于多普勒频移差序列的离散Fréchet距离的计算公式大于预设阈值的情况。另一种假设是存在欺骗干扰，对应于多普勒频移差序列的离散Fréchet距离的计算公式小于预设阈值的情况。这两个假设可以描述为:
Figure BDA0003133328690000094
根据大量仿真及真实数据实验验证，预设阈值与数据的标准差存在一定的关系。由于固定预设阈值自适应性相对较差，本实施例中在本文中根据窗口内数据的状态设定一个动态的预设阈值，表示为：
Figure BDA0003133328690000095
式中，Threshold为移差序列中信号i和信号j对应的预设阈值，
Figure BDA0003133328690000096
和
Figure BDA0003133328690000097
分别为信号i和信号j的标准差，ζ为设置的幅值。
步骤208、当所有相似度值均为对应的预设阈值以上的数值时，判定待检测卫星信号中不存在GNSS欺骗干扰信号。
步骤209、当所有相似度值中至少有一个相似度值小于对应的预设阈值时，判定待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号。
步骤210、当判断到待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号时，将移差序列中相似度值小于预设阈值的两信号作为GNSS欺骗干扰信号，并删除GNSS欺骗干扰信号。
本实施例中，首先响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列，接着对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列，然后将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列，再接着对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值，最后对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果，整个过程中，不需要增加额外部件，对接收机要求不高，普通民用设备也适用，可减少接收机的设备成本，应用场景更广泛；同时检测方法复杂性低，方便易实施，从而解决了现有对欺骗干扰的检测方法，结构复杂、成本较高且不适合在低成本的民用领域的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的应用例。
为了客观展现本文提出算法的性能，本应用例中采用泰斗接收机分别采集真实卫星信号和欺骗信号，用真实数据进行验证。数据分别在欺骗场景和真实场景中采集。在信号采集过程中，数据采集平台随机移动，并通过串口输出观测量多普勒频率数据。在没有欺骗信号的空域中，对真实卫星信号数据进行采集。在欺骗干扰场景中用欺骗干扰源播发欺骗信号，通过数据采集平台采集欺骗信号。窗口数据序列设置为50。
图4和图5分别为根据采集的数据处理后获得的真实信号和欺骗信号的多普勒频移差。从图4可知各个真实信号的多普勒频移差的差异明显，相似度较低。而图5展现的欺骗信号间的多普勒频移差数据高度重合，相似度较高。
图6是统计的120s数据长度下，真实卫星信号的多普勒频移差的离散Fréchet距离。从图可看出，两两信号间的离散Fréchet距离值都超过了设置的动态的预设阈值，表明在120s的历元内时刻都能检测这些信号是真实信号。
图7是对150s数据长度下，计算的窗口中欺骗信号的多普勒频移差的F离散Fréchet距离。从图可看出，在这120s的历元中，任意两两信号间的离散Fréchet距离值都在设置的动态的预设阈值以下，表明检测出的这些信号都是真实信号。并且在各历元中都能准确识别欺骗信号。
通过图6和图7的真实数据对比看出，针对单天线欺骗源发射的欺骗信号，在接收终端随机移动的情况下，通过检测多普勒频移差的离散Fréchet距离可以准确实现对欺骗信号的检测和识别。
以上为本申请实施例提供的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法的应用例，以下为本申请实施例提供的一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测装置的实施例。
请参阅图8，本申请实施例中一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测装置的实施例的结构示意图。
本实施例一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测装置包括：
获取单元801，用于响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列；
拟合单元802，用于对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列；
作差单元803，用于将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列；
计算单元804，用于对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值；
对比单元805，用于对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。
可选地，对比单元805具体包括：
判断子单元，用于判断各相似度值和对应的预设预置的大小；
第一判定子单元，用于当所有相似度值均为对应的预设阈值以上的数值时，判定待检测卫星信号中不存在GNSS欺骗干扰信号；
第二判定子单元，用于当所有相似度值中至少有一个相似度值小于对应的预设阈值时，判定待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号。
进一步地，本实施例中的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测装置还包括：
删除单元，用于当判断到所述待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号时，将所述移差序列中所述相似度值小于预设阈值的两信号作为GNSS欺骗干扰信号，并删除所述GNSS欺骗干扰信号。
可选地，获取单元801具体包括：
第一获取子单元，用于响应于检测请求，获取接收机接收到的待检测卫星信号；
第二获取子单元，用于从接收机的跟踪回路中获取待检测卫星信号中的各信号对应的多普勒频率，得到待检测卫星信号对应的多普勒数值序列。
可选地，拟合单元802具体包括：
拟合子单元，用于采用最小二乘线性回归模型对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合，得到多普勒数值序列中的各多普勒频率对应的拟合子序列；
第一单元，用于根据所有拟合子序列，得到拟合序列。
进一步地，计算单元804，具体用于根据离散Fréchet距离的计算公式，对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，计算移差序列中两两信号之间的离散Fréchet距离。
本实施例中预设阈值的计算公式为：
Figure BDA0003133328690000121
式中，Threshold为移差序列中信号i和信号j对应的预设阈值，
Figure BDA0003133328690000122
和
Figure BDA0003133328690000123
分别为信号i和信号j的标准差，ζ为设置的幅值。
本实施例中，首先响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列，接着对多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列，然后将多普勒数值序列和拟合序列作差，得到移差序列，再接着对移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值，最后对比各相似度值和对应的预设阈值的大小，得到待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果，整个过程中，不需要增加额外部件，对接收机要求不高，普通民用设备也适用，可减少接收机的设备成本，应用场景更广泛；同时检测方法复杂性低，方便易实施，从而解决了现有对欺骗干扰的检测方法，结构复杂、成本较高且不适合在低成本的民用领域的技术问题。
本申请实施例还提供了一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测设备的实施例，本实施例中的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测设备包括处理器以及存储器；存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；处理器用于根据程序代码中的指令执行如实施例一或实施例二的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法。
本实施例中实施例还提供了一种存储介质的实施例，本实施例中的存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行如实施例一或实施例二的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个待安装电网网络，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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。可以根据的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元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。
所述集成的单元如果以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，本申请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全部或部分可以以软件产品的形式体现出来。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，其特征在于，包括：
响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列；
对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列；
将所述多普勒数值序列和所述拟合序列作差，得到移差序列；
对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值；
对比各所述相似度值和对应的预设阈值的大小，得到所述待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。
2.根据权利要求1所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述对比各所述相似度值和预设阈值的大小，得到所述待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果，具体包括：
判断各相似度值和对应的预设预置的大小；
当所有所述相似度值均为对应的预设阈值以上的数值时，判定所述待检测卫星信号中不存在GNSS欺骗干扰信号；
当所有所述相似度值中至少有一个相似度值小于对应的预设阈值时，判定所述待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号。
3.根据权利要求2所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当判断到所述待检测卫星信号中存在GNSS欺骗干扰信号时，将所述移差序列中所述相似度值小于预设阈值的两信号作为GNSS欺骗干扰信号，并删除所述GNSS欺骗干扰信号。
4.根据权利要求1所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列，具体包括：
响应于检测请求，获取接收机接收到的待检测卫星信号；
从所述接收机的跟踪回路中获取所述待检测卫星信号中的各信号对应的多普勒频率，得到所述待检测卫星信号对应的多普勒数值序列。
5.根据权利要求1所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列，具体包括：
采用最小二乘线性回归模型对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合，得到所述多普勒数值序列中的各多普勒频率对应的拟合子序列；
根据所有所述拟合子序列，得到所述拟合序列。
6.根据权利要求1所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值，具体包括：
根据离散Fréchet距离的计算公式，对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，计算所述移差序列中两两信号之间的离散Fréchet距离。
7.根据权利要求1所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述预设阈值的计算公式为：
Figure FDA0003133328680000021
式中，Threshold为移差序列中信号i和信号j对应的预设阈值，
Figure FDA0003133328680000022
和
Figure FDA0003133328680000023
分别为信号i和信号j的标准差，ζ为设置的幅值。
8.一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于响应于检测请求，获取待检测卫星信号对应的多普勒数值序列；
拟合单元，用于对所述多普勒数值序列中的各多普勒频率进行拟合后，得到拟合序列；
作差单元，用于将所述多普勒数值序列和所述拟合序列作差，得到移差序列；
计算单元，用于对所述移差序列中的信号两两之间进行相似度计算，得到对应的相似度值；
对比单元，用于对比各所述相似度值和对应的预设阈值的大小，得到所述待检测卫星信号的GNSS欺骗干扰检测结果。
9.一种基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1至7中任一项所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1至7中任一项所述的基于多普勒频率的GNSS欺骗干扰检测方法。
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