CN114325767A - 一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法及装置 - Google Patents

一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法及装置 Download PDF

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CN114325767A CN202111568247.XA CN202111568247A CN114325767A CN 114325767 A CN114325767 A CN 114325767A CN 202111568247 A CN202111568247 A CN 202111568247A CN 114325767 A CN114325767 A CN 114325767A
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刘鑫贤
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Abstract

本公开实施例是一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法及装置。该方法包括：根据接收机实际观测的载波相位值获得实测伪距率，并根据惯性导航系统提供的速度信息得到校准伪距率；将实测伪距率与所述校准伪距率进行差分，获得统计检测量；根据统计检测量建立无欺骗干扰和存在欺骗干扰的检验，得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数通过无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限，通过存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率；根据欺骗信号检测门限和实际检测概率判断接收机接受到的信息是否为欺骗信号。本公开实施例利用惯导短时间内速度漂移不明显的特点，构造检验统计量，并对欺骗信号进行有效检测。

Description

一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法及 装置
技术领域
本公开实施例涉及卫星导航欺骗检测技术领域，尤其涉及一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法及装置。
背景技术
欺骗式干扰通过转发或自主产生与真实信号高度相似的欺骗信号，诱导北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)实现错误定位，给生产生活带来了严重危害。因此，针对欺骗式干扰作用原理采取有效的欺骗检测技术，是提高导航安全性的重要手段。
目前常见的欺骗检测技术分为两类。第一类主要针对欺骗信号观测值进行检测，寻找其与真实信号之间的差异。包括基于信号功率的检测技术，基于多天线的检测技术，基于观测量一致性检验的检测技术。第二类技术依据真实信号与欺骗信号相互作用后，接收机输出结果的异常变化来检测欺骗。主要包括基于信号质量检测，基于跟踪环路相关输出异常检测等方法，不足之处在于遇到零陷攻击后，真实信号和欺骗信号将无法相互作用，导致检测方法失效。上述方法主要依靠卫星导航自身信号进行欺骗检测，随着欺骗技术的日益发展，均暴露出一定的缺陷。惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)不受欺骗干扰环境的影响，能够为导航提供可靠的信息，可用于辅助北斗欺骗干扰信号的检测。
因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
发明内容
本公开实施例的目的在于提供一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，该方法包括：
根据接收机实际观测的载波相位值获得实测伪距率，并根据惯性导航系统提供的速度信息得到校准伪距率；
将所述实测伪距率与所述校准伪距率进行差分，获得统计检测量；
根据所述统计检测量建立无欺骗干扰和存在欺骗干扰的检验，得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数；
通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限，通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率；
根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号。
本公开的一实施例中，所述根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号包括：
将预设的最小检测概率与所述实际检测概率进行比对，所述实际检测概率满足小于或等于预设的最小检测概率，则将所述统计检测量与所述欺骗信号检测门限进行比对，所述统计检测量大于所述欺骗信号检测门限时，则存在欺骗干扰信号。
本公开的一实施例中，当所述实际检测概率大于预设的最小检测概率时，则说明数据量无法满足欺骗检测的要求，需要延长数据采集时间，获取多个历元的观测数据进行平滑处理，直到满足所述实际检测概率小于或等于预设的最小检测概率时再进行欺骗检测。
本公开的一实施例中，所述惯性导航系统提供的速度信息包括：
所述惯性导航系统利用加速度计和陀螺仪分别输出的速度增量和角速度增量。
本公开的一实施例中，所述接收机接收到真实信号时，所述统计检测量服从均值为零的正态分布。
本公开的一实施例中，所述接收机接收到所述欺骗信号后，人为设置的转发延时会影响到伪距率的精度，导致所述统计检测量存在非零偏差。
本公开的一实施例中，所述得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数之后，还包括：
通过故障检测理论进行对所述无欺骗干扰概率分布函数和所述存在欺骗干扰概率分布函数分析得到无欺骗干扰概率分布曲线和存在欺骗干扰概率分布曲线。
本公开的一实施例中，所述通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限包括：
根据预设的虚警率和所述无欺骗干扰概率分布曲线计算得到所述欺骗信号检测门限。
本公开的一实施例中，所述通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率包括：
根据所述存在欺骗干扰概率分布曲线计算得到存在偏差值时的实际检测概率。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测装置，该装置包括：
伪距率计算模块，用于根据接收机实际观测的载波相位值获得实测伪距率，并根据惯性导航系统提供的速度信息得到校准伪距率；
统计检测量计算模块，用于将所述实测伪距率与所述校准伪距率进行差分，获得统计检测量；
检验模块，用于根据所述统计检测量建立无欺骗干扰和存在欺骗干扰的检验，得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数；
处理模块，用于通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限，通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率；
判断模块，用于根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开的实施例中，通过上述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法及装置，利用惯性导航系统短时间内速度漂移不明显的特点，构造检验统计量，并对欺骗信号进行有效检测。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出本公开基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法步骤图；
图2示出本公开示例性实施例中转发式欺骗原理图；
图3示出本公开示例性实施例中BDS欺骗检测概率分析图；
图4示出本公开示例性实施例中无人机运动轨迹图；
图5示出本公开示例性实施例中伪距率检验量误差分布曲线图；
图6示出本公开示例性实施例中东向检验量概率分布曲线图；
图7(a)示出本公开示例性实施例中欺骗状态下伪距率模型的东向检测结果图；
图7(b)示出本公开示例性实施例中欺骗状态下伪距率模型的北向检测结果图；
图8示出本公开示例性实施例中伪距检验量误差分布曲线图；
图9(a)示出本公开示例性实施例中东向检验量前200s内概率分布曲线图；
图9(b)示出本公开示例性实施例中东向检验量前1750s内概率分布曲线图；
图10(a)示出本公开示例性实施例中欺骗状态下伪距模型的东向检测结果伪距检验量误差曲线；
图10(b)示出本公开示例性实施例中欺骗状态下伪距模型的北向检测结果伪距检验量误差曲线。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
本示例实施方式中提供了一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，该方法可以应用于一装置。参考图1中所示，该基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法可以下述步骤包括：步骤S101～步骤S105。
步骤S101：根据接收机实际观测的载波相位值获得实测伪距率，并根据惯性导航系统提供的速度信息得到校准伪距率；
步骤S102：将所述实测伪距率与所述校准伪距率进行差分，获得统计检测量；
步骤S103：根据所述统计检测量建立无欺骗干扰和存在欺骗干扰的检验，得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数；
步骤S104：通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限，通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率；
步骤S105：根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号。
通过上述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，利用惯性导航系统短时间内速度漂移不明显的特点，构造检验统计量，并对欺骗信号进行有效检测。
下面，将参考图1至图3对本示例实施方式中的上述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法的各个步骤进行更详细的说明。
步骤S101：根据接收机实际观测的载波相位值获得实测伪距率，并根据惯性导航系统提供的速度信息得到校准伪距率。
具体的，北斗卫星真实信号伪距观测方程为：
ρ(j)＝r(j)+δtr-δt(j)+I(j)+T(j)+ε (1)
式中，δtr表示接收机钟差造成的位置误差，δt(j)表示卫星j钟差造成的位置误差，I(j)和T(j)分别表示电离层延迟和对流层延迟，ε为观测噪声，r(j)表示卫星j到接收机的几何距离，在地心地固坐标系中可表示为：
Figure BDA0003422613520000061
式中(x(j),y(j),z(j))表示实际观测到的卫星坐标，(x,y,z)为地面接收机坐标。
利用四星定位原理，当同时存在4颗及以上卫星信号时，通过获取星历信息解算卫星的位置坐标(x(j),y(j),z(j))，代入式(1)和式(2)中，采用最小二乘法进行解算，得到接收机位置坐标(x,y,z)，实现定位要求。
当存在转发式欺骗干扰时，转发式欺骗干扰源截取卫星真实信号后，经过信号延时、功率放大等处理后，再转发出去，诱骗接收机进行错误的定位，从而达到欺骗干扰的目的。如图2所示，由于欺骗信号源的存在，北斗卫星伪距观测方程变为：
Figure BDA0003422613520000062
式中，
Figure BDA0003422613520000063
表示欺骗位置N处的伪距观测方程，即卫星到欺骗干扰源的距离与真实信号经过转发器延时处理后的等效距离之和，Δρ(j)表示转发式欺骗干扰源发射天线到接收机的距离，其观测方程为：
Figure BDA0003422613520000064
式中，
Figure BDA0003422613520000065
表示卫星到欺骗位置N的几何距离，Δrd表示欺骗干扰源到卫星接收机的距离。
联立式(3)和式(4)可得，受到欺骗后的伪距观测方程为：
Figure BDA0003422613520000066
对式(1)用时间求导，可得：
Figure BDA0003422613520000067
式中，
Figure BDA0003422613520000068
表示伪距率，δfr表示接收机时钟频漂，δf(j)为卫星j时钟频漂，
Figure BDA0003422613520000069
和
Figure BDA00034226135200000610
分别表示电离层延迟和对流层延迟变化速率，
Figure BDA00034226135200000611
表示卫星和接收机几何距离变化率，可通过卫星速率和接收机速率差分得到：
Figure BDA00034226135200000612
式中，v(j)为卫星j运行速率，v为接收机速率，1(j)为卫星到接收机的单位观测矢量。
考虑到载波相位观测值的测量精度要远高于伪距观测值，因此，伪距变化率
Figure BDA0003422613520000071
用相邻时刻的载波相位观测值φ(n)表示为：
Figure BDA0003422613520000072
在实际观测过程中，电离层延迟和对流层延迟对于时间变化的敏感度不高，故其延迟变化率可忽略不计。结合式(6)和式(7)可得：
Figure BDA0003422613520000073
式中，
δf(j)＝af1+2af2(t-toc) (10)
式中，af1、af2为卫星钟差二项式系数，toc为标准时间，具体数据均能从导航电文中得到。
同理，当存在欺骗干扰时，
Figure BDA0003422613520000074
式中，
Figure BDA0003422613520000075
表示卫星到转发器的几何距离变化率，
Figure BDA0003422613520000076
表示转发器到接收机的几何距离变化率。其与速度之间的关系可表示为：
Figure BDA0003422613520000077
代入式(11)中，可以得到：
Figure BDA0003422613520000078
分析式(9)与式(13)可以发现，经过转发器的延时处理后，会产生附加伪距率，导致观测值出现定位跳变现象。
INS不受卫星欺骗干扰的影响，可以为导航提供可靠的信息。利用加速度计和陀螺仪分别输出速度增量和角度增量，通过对时间的积分，获得接收机在k时刻的速度为:
Figure BDA0003422613520000079
式中，
Figure BDA00034226135200000710
表示n坐标系下，接收机在k-1时刻下的速度；
Figure BDA00034226135200000711
表示k时刻产生的速度增量；
Figure BDA0003422613520000081
表示因地球自转和重力分布不均等因素造成的有害加速度在k时刻的速度增量。
Figure BDA0003422613520000082
式中
Figure BDA0003422613520000083
为姿态矩阵，
Figure BDA0003422613520000084
为b系下的比力参量。
Figure BDA0003422613520000085
的数值随时间变化缓慢，表示为：
Figure BDA0003422613520000086
式中，
Figure BDA0003422613520000087
为地球自转角速度,
Figure BDA0003422613520000088
表示n系旋转角速度，gn为重力加速度，T为积分间隔，tk-1/2时刻的各项数据可采用外推法计算得出。
当卫星受到欺骗干扰时，利用惯导解算出此时接收机的速度，代入式(9)中得到INS校准后的伪距率
Figure BDA0003422613520000089
为：
Figure BDA00034226135200000810
式中，G为地心地固坐标系到“东北天”坐标系下的转换矩阵。
步骤S102：将所述实测伪距率与所述校准伪距率进行差分，获得统计检测量。
具体的，通过与卫星实际测量得到的伪距率进行差分，从而构造出统计检验量：
Figure BDA00034226135200000811
步骤S103：根据所述统计检测量建立无欺骗干扰和存在欺骗干扰的检验，得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数。
利用惯导短时间内速度漂移不明显这一特点，可以实现统计检验量的一致性检测。当接收到真实信号时，
Figure BDA00034226135200000812
应服从均值为0的正态分布；当卫星受到欺骗干扰后，人为设置的转发延时会影响到伪距率的精度，导致
Figure BDA00034226135200000813
存在非零偏差。
根据
Figure BDA00034226135200000814
数值的不同构造两种假设检验。假设H0(无欺骗干扰)和H1(存在欺骗干扰),则：
Figure BDA00034226135200000815
式中，x(k)可以表示
Figure BDA0003422613520000091
中任意方向上的分量；A表示非零偏差；θ(k)服从均值为0的高斯分布，表示为：
Figure BDA0003422613520000092
式中，
Figure BDA0003422613520000093
表示θ的方差。
步骤S104：通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限，通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率。
则H1成立(存在欺骗干扰)的条件为：
Figure BDA0003422613520000094
式中，γ是决策门限，
Figure BDA0003422613520000095
是A的最大似然估计，
Figure BDA0003422613520000096
和
Figure BDA0003422613520000097
分别是在假设H0和H1下x方差的最大似然估计，表示为
Figure BDA0003422613520000098
由于θ(k)均值为0，故令
Figure BDA0003422613520000099
因此式(21)可以表示为，
Figure BDA00034226135200000910
当H0成立时，T～t(k-1),且λ(x)是|T|的单调增函数，故
P{λ(x)≥γ||H0成立}＝P{|T|≥γ1||H0成立}＝α (24)
得到临界值
Figure BDA00034226135200000911
因此，欺骗信号一致性检验的判决门限可以表示为：
Figure BDA00034226135200000912
相应的虚警率PFA和最小检测概率为PD(最大漏检概率PMD＝1-PD)为：
Figure BDA00034226135200000913
式中，P0、P1分别为H0、H1成立下的概率分布函数。
通过故障检测的理论对其进行分析，如图3所示。
步骤S105：根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号。
当PD≥PD′，且
Figure BDA0003422613520000101
超出欺骗检测门限γ1时，则存在欺骗干扰信号；若PD＜PD′，则说明数据量无法满足欺骗检测的要求，需要延长数据采集时间，获取多个历元的观测数据进行平滑处理，直到满足PD≥PD′时再进行欺骗检测。
本公开实施例还提供了一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测装置，采用上述任一项所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法进行信号检测。
下面结合具体仿真实例，进一步阐述本实施例。
1.仿真条件设定
为验证惯导辅助的北斗速度/伪距率一致性检测方法的有效性，利用导航信号源、欺骗干扰源和组合导航接收机等设备搭建欺骗干扰环境，通过解算的北斗伪距率和惯导速度信息构造一致性统计检验量，以此实现对欺骗干扰信号的检测。
仿真设置无人机运动时间为1750s，分别模拟了无人机在不同时刻的运动状态。设置无人机运动初始状态如表1所示。
表1载体初始状态
Figure BDA0003422613520000102
根据轨迹模拟代码预设的飞行姿态参数，模拟出运动轨迹，如图4所示。
连接导航信号源、欺骗模拟源、组合导航接收机以及计算机，搭建欺骗干扰平台。将无人机运动数据导入信号源中，然后通过欺骗模拟源人为设置欺骗干扰，分别采集在真实情况和欺骗情况下的BDS信号和INS信号，获得观测值数据。
表2载体初始状态
Figure BDA0003422613520000111
为验证本文所提方法对不同欺骗干扰信号的检测性能，利用欺骗模拟源设置不同类型的欺骗干扰方案，欺骗干扰模式设置如表3所示。为保证欺骗信号能够对信号源实施有效干扰，设置欺骗干扰源位置于东经108.1°，北纬33.9°，高度400m，信号输出功率为-20dB。
表3欺骗方案设置
Figure BDA0003422613520000112
2.实验结果分析
在未加入欺骗干扰信号的条件下，根据式(8)对采集到的卫星信号载波相位观测值进行解算，获得真实情况下的伪距率
Figure BDA0003422613520000113
；然后根据式(17)，利用卫星星历信息中提供的卫星速度和由惯导解算出的速度信息，得到INS校准后的卫星伪距率
Figure BDA0003422613520000114
通过对比载体三维伪距率信息可以发现，当不存在欺骗干扰信号时，卫星信号解算得到的伪距率和经INS校准后的伪距率基本保持一致。在此基础上，根据式(18)，构建一致性检验量
Figure BDA0003422613520000115
。如图5所示，除天向误差存在发散外，东向误差和北向误差在仿真时长内均在0值附近波动。
如图6所示，以东向检验量为例，在1750s内，其概率密度分布曲线满足正态分布的要求。考虑到INS解算得到的速度误差同样会随着时间不断积累，导致检验量在时间域上呈现发散趋势，且高度通道检验量发散趋势更为明显。故本实验中仅对前200s的东向和北向检验量进行处理，获得真实信号下的概率密度函数，并设置虚警率PFA＝0.01，最小检测概率为PD＝0.9。根据概率密度分布曲线得到欺骗干扰信号检测门限：东向检验量为0.2071HZ，北向检验量为0.1366HZ。
根据表提供的欺骗方案进行欺骗干扰，通过设置欺骗模拟源依次对接收机施加方案2、3、4中的欺骗干扰策略。利用伪距率构造的检验量对欺骗干扰信号进行检测，检测结果如图所示。
如图7(a)所示，在25～50s内，对东向检验量施加了悬停静止的欺骗方案，导致卫星伪距率
Figure BDA0003422613520000121
，检验量
Figure BDA0003422613520000122
发生突变，远远超出了检测门限；当载体运动至1500s时，又受到了来自方案4下的东向位置欺骗，使得检验量再次超出了检测门限。由图可以发现，25～50s时载体在北向上处于静止状态，故无法通过北向检验量检验方案2中的静止欺骗。在650～750s时，如图7(b)所示，北向伪距率检验量超出了检测门限，对应方案3中的北向速度欺骗。在未受到欺骗干扰的时间段内，东向和北向检验量均能保持在检测门限以内。
3.基于伪距模型的检测结果分析
首先根据式(1)，联立星历数据中的卫星位置和INS解算得到的轨迹位置信息，获得经INS校准后的伪距参考值；然后通过与卫星实际测量得到的伪距进行差分，获得伪距一致性检验量，如图8所示。
通过对比图5与图8可以发现，相较于发散明显的伪距模型而言，利用伪距率构造的检验量对欺骗干扰信号具有更高的灵敏性。以东向伪距检验量为例，构造概率密度分布曲线，如图9(a)、图9(b)所示，在前200s内，伪距检验量能够满足正态分布的要求，但随着时间的推移，INS的位置漂移使伪距检验量概率密度呈现不规则分布，无法满足理论分析结果。
同理，设置虚警率PFA＝0.01，最小检测概率为PD＝0.9。利用前200s内的概率密度函数获得伪距检验量的检测门限：东向检验量为58.5951m，北向检验量为58.1481m。然后对运动载体分别施加表3中2、3模式的欺骗干扰策略，同时诱骗其在700～750s时东向位置拉偏100m，利用伪距检验量构造的检验量对欺骗干扰信号进行检测，检测结果如图10(a)、图10(b)所示。
对于伪距模型检测结果，在25～50s内，载体受到了模式2设置的悬停静止的欺骗，使检验量向东偏移了1000米左右，超出了检测门限；当运动时间为700s时，欺骗干扰源诱骗载体向东拉偏100米，导致检验量超出门限值。但随着时间的增长，由于惯导位置误差的不断积累，检验量在未受到欺骗干扰的情况下也高于检测门限，无法对后续的欺骗干扰进行有效检测。同时，采用伪距模型无法对缓慢的速度拉偏做出有效检测，导致出现漏警现象。
从以上分析可以发现，INS位置误差随时间发散严重，导致伪距模型只能在短时间内保持较高精度，且无法对拉偏缓慢的速度欺骗做出有效检测。而利用伪距率构造的检测模型对于位置欺骗信号与速度欺骗信号均有较高的灵敏性，适用于较长时间的欺骗干扰检测。
本发明针对北斗卫星导航中面临的欺骗干扰问题，提出利用INS的速度信息辅助BDS进行伪距率一致性检验。该方法利用INS短时间内速度漂移不明显的特点，构造检验统计量，并依据故障诊断的方法对欺骗信号进行有效检测。实验结果表明，该方法对于拉偏较大的位置欺骗和拉偏缓慢的速度欺骗均有较好的检测效果，相较于发散严重的伪距模型，能够保证较长时间内检测结果的准确性，适用于大范围常时间干扰场景下的欺骗干扰检测。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，包括：
根据接收机实际观测的载波相位值获得实测伪距率，并根据惯性导航系统提供的速度信息得到校准伪距率；
将所述实测伪距率与所述校准伪距率进行差分，获得统计检测量；
根据所述统计检测量建立无欺骗干扰和存在欺骗干扰的检验，得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数；
通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限，通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率；
根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号。
2.根据权利要求1所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，所述根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号包括：
将预设的最小检测概率与所述实际检测概率进行比对，所述实际检测概率满足小于或等于预设的最小检测概率，则将所述统计检测量与所述欺骗信号检测门限进行比对，所述统计检测量大于所述欺骗信号检测门限时，则存在欺骗干扰信号。
3.根据权利要求2所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，当所述实际检测概率大于预设的最小检测概率时，则说明数据量无法满足欺骗检测的要求，需要延长数据采集时间，获取多个历元的观测数据进行平滑处理，直到满足所述实际检测概率小于或等于预设的最小检测概率时再进行欺骗检测。
4.根据权利要求1所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，所述惯性导航系统提供的速度信息包括：
所述惯性导航系统利用加速度计和陀螺仪分别输出的速度增量和角速度增量。
5.根据权利要求1所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，所述接收机接收到真实信号时，所述统计检测量服从均值为零的正态分布。
6.根据权利要求1所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，所述接收机接收到所述欺骗信号后，人为设置的转发延时会影响到伪距率的精度，导致所述统计检测量存在非零偏差。
7.根据权利要求1所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，所述得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数之后，还包括：
通过故障诊断的方法对所述无欺骗干扰概率分布函数和所述存在欺骗干扰概率分布函数进行分析，得到无欺骗干扰概率分布曲线和存在欺骗干扰概率分布曲线。
8.根据权利要求7所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，所述通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限包括：
根据预设的虚警率和所述无欺骗干扰概率分布曲线计算得到所述欺骗信号检测门限。
9.根据权利要求7所述基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测方法，其特征在于，所述通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率包括：
根据所述存在欺骗干扰概率分布曲线计算得到存在偏差值时的实际检测概率。
10.一种基于北斗卫星导航系统伪距率的欺骗信号检测装置，其特征在于，该装置包括：
伪距率计算模块，用于根据接收机实际观测的载波相位值获得实测伪距率，并根据惯性导航系统提供的速度信息得到校准伪距率；
统计检测量计算模块，用于将所述实测伪距率与所述校准伪距率进行差分，获得统计检测量；
检验模块，用于根据所述统计检测量建立无欺骗干扰和存在欺骗干扰的检验，得到无欺骗干扰概率分布函数和存在欺骗干扰概率分布函数；
处理模块，用于通过所述无欺骗干扰概率分布函数得到欺骗信号检测门限，通过所述存在欺骗干扰概率分布函数得到实际检测概率；
判断模块，用于根据所述欺骗信号检测门限和所述实际检测概率判断所述接收机接受到的信息是否为欺骗信号。
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