CN114422068A - 一种定时抗干扰方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种定时抗干扰方法及装置，可针对GNSS授时干扰、长波授时干扰和短波授时干扰等多种时间干扰模式，实时对无线授时欺骗干扰信号进行实时检测和判别，然后输出无干扰的最高精度的定时信号；如果当前接收的所有授时信号均被干扰，则输出定时告警信号，以提升用时设备的定时抗干扰性能，支撑多场景应用，也可为时间干扰技术的研究和验证提供支撑。

Description

一种定时抗干扰方法及装置
技术领域
本发明涉及一种时间信号处理方法。更具体地，涉及一种定时抗干扰信号分析方法。
背景技术
时间是信息获取、传输、融合与应用各环节的基本要素。准确可靠地获取时间信息，是电力、交通、金融、通信及国防等国家重要领域稳定运行的前提。用时设备利用时间接收模块获取当前的时间信息，并与时间源保持一定精度的时间同步。常见的无线授时方式包括GNSS授时、长波授时和短波授时等，然而这些时间同步方式在平时或战时容易受到有意或无意的干扰。因此，需要研究满足多场景应用的定时抗干扰技术，增强用时设备的时间获取和时间同步能力，为复杂环境下长时间准确可靠地获取时间信息和保持时间同步提供必要的支撑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种定时抗干扰方法，可针对GNSS授时干扰、长波授时干扰和短波授时干扰等多种时间干扰模式，实时检测欺骗干扰信号，并剔除时间欺骗的影响，保持可靠地定时和时间同步。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案，一种定时抗干扰方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：实时检测接收所在区域的授时信号，所述授时信号来自于集成在用时设备上的GNSS授时接收模块、长波授时接收模块、短波授时接收模块所发出的信号中的两种或两种以上的信号，所述GNSS授时接收模块、所述长波授时接收模块、所述短波授时接收模块可实时检测接收所在区域相应的授时信号，分别获取相应的时间，并保持与相应时间源的时间同步，形成多源授时信号；
步骤S2：通过多源授时信号融合生成本地定时参考信号，用时设备根据实时采集的所述多源授时信号，分别计算GNSS与长波的授时钟差kGL、GNSS与短波的授时钟差kGM和长波与短波的授时钟差kLM，并定义GNSS定时参考信号为FG，其中FG的计算方式可为：
FG＝g1kGL+g2kGM (1)
式(1)中，g1和g2是GNSS定时修正权值；
同理，定义长波定时参考信号为FL，其中FL的计算方式可为：
FL＝l1kGL+l2kLM (2)
式(2)中，l1和l2是长波定时修正权值；
同理，定义短波定时参考信号为FM，其中FM的计算方式可为：
FM＝m1kGM+m2kLM (3)
式(3)中，m1和m2是短波定时修正权值；
由上可得无干扰条件下的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM，分别作为GNSS授时欺骗干扰检测、长波授时欺骗干扰检测和短波授时欺骗干扰检测的基准信号。
步骤S3：实时检测时间欺骗干扰信号，若GNSS定时干扰容限为tG，t时刻的GNSS定时干扰判别值为fg＝FG(t)-FG。如果|fg|≥tG，则判定此时存在GNSS授时欺骗干扰；否则，判定无GNSS授时欺骗干扰，其中，FG(t)为t时刻的GNSS相对定时信号；同理，假设长波定时干扰容限为tL，t时刻的长波定时干扰判别值为fl＝FL(t)-FL。如果|fl|≥tL，则判定此时存在长波授时欺骗干扰；否则，判定无长波授时欺骗干扰，其中，FL(t)为t时刻的长波相对定时信号；同理，假设短波定时干扰容限为tM，t时刻的短波定时干扰判别值为fm＝FM(t)-FM。如果|fm|≥tM，则判定此时存在短波授时欺骗干扰；否则，判定无短波授时欺骗干扰，其中，FM(t)为t时刻的短波相对定时信号；
步骤S4：实时输出抗干扰定时同步信号，用时设备通过实时检测GNSS授时欺骗干扰信号、长波授时欺骗干扰信号和短波授时欺骗干扰信号，并剔除相应的授时欺骗干扰信号后，比较无欺骗干扰信号输出的定时精度，并实时输出无干扰的最高精度的授时信号；若接收的所有授时信号均被干扰，则输出定时告警信号。
在其他实施方式中，所述步骤S2中，为了获得更精确的g1和g2，l1和l2，m1和m2的值，以更进一步的提高所述参考信号的准确性，可通过如下方式获得上述值：利用二元曲线拟合法求解g1和g2：
(g1,g2)＝curfit-1(FG) (4)式(4)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数；
同理，利用二元曲线拟合法求解l1和l2：
(l1,l2)＝curfit-1(FL) (5)式(5)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
同理，利用二元曲线拟合法求解m1和m2：
(m1,m2)＝curfit-1(FM) (6)式(6)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
在其他实施方式中，t时刻的GNSS相对定时信号FG(t)的获得方式可以为：
FG(t)＝g1kGL(t)+g2kGM(t) (7)
式(7)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kGL(t)和kGM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；g1和g2是GNSS定时修正权值。
在更进一步的实施方式中，所述步骤S3中，为准确判断GNSS是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tG优选为100ns。
在其他实施方式中，t时刻的长波相对定时信号FL(t)的获得方式可以为：
FL(t)＝l1kGL(t)+l2kLM(t) (8)
式(8)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGL(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；l1和l2是长波定时修正权值。
在进一步的实施方式中，所述步骤S3中，为准确判断长波授时是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tL优选为10us。
在其他实施方式中，t时刻的短波相对定时信号为FM(t)的获得方式可以为：
FM(t)＝m1kGM(t)+m2kLM(t) (9)
式(9)中，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGM(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；m1和m2是短波定时修正权值。
在更进一步的实施方式中，所述步骤S3中，为准确判断短波授时是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tM优选为10ms。
本发明还包括一种定时抗干扰装置,其包括如下单元：
获取单元，用于获取相应的时间，并保持与相应时间源的时间同步，形成多源授时信号，所述授时信号来自于获取单元上的GNSS授时接收模块、长波授时接收模块、短波授时接收模块所发出的信号中的两种或两种以上的信号；
参考单元，用于生成本地定时参考信号，所述参考单元根据获取单元实时采集的多源授时信号，分别计算GNSS与长波的授时钟差kGL、GNSS与短波的授时钟差kGM和长波与短波的授时钟差kLM，并定义GNSS定时参考信号为FG，其中FG的计算方式可为：
FG＝g1kGL+g2kGM (1)
式(1)中，g1和g2是GNSS定时修正权值；
同理，定义长波定时参考信号为FL，其中FL的计算方式可为：
FL＝l1kGL+l2kLM (2)
式(2)中，l1和l2是长波定时修正权值；
同理，定义短波定时参考信号为FM，其中FM的计算方式可为：
FM＝m1kGM+m2kLM (3)
式(3)中，m1和m2是短波定时修正权值；
由上可得无干扰条件下的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM，分别作为GNSS授时欺骗干扰检测、长波授时欺骗干扰检测和短波授时欺骗干扰检测的基准信号；
判断单元，用于实时检测时间欺骗干扰信号，所述判断单元基于参考单元的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM,判断实时的GNSS授时信号、长波授时信号、短波授时信号中的至少一种是否存在欺骗干扰，以判断相应授时信号源是否收到干扰；
输出单元，根据判断单元的判断结果，剔除相应的受到欺骗干扰的授时信号后，比较无欺骗干扰授时信号输出的定时精度，并实时输出无干扰的最高精度的授时信号。
在进一步的实施方式中，所述参考单元还包括钟差数据获取模块，用于获取所述钟差数据kGL、kGM和kLM，所述钟差数据获取模块可通过单位时间内取得多个样本的方式获取kGL、kGM和kLM，以提高钟差数据的精度。
在更进一步的实施方式中，所述参考单元还包括参数获取模块，所述参数获取模块用于获取所述g1、g2，l1和l2，m1和m2的值,并通过如下公式获取相应参数，利用二元曲线拟合法求解g1和g2：
(g1,g2)＝curfit-1(FG) (4)
式(4)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数；
同理，利用二元曲线拟合法求解l1和l2：
(l1,l2)＝curfit-1(FL) (5)
式(5)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
同理，利用二元曲线拟合法求解m1和m2：
(m1,m2)＝curfit-1(FM) (6)
式(6)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括比较模块，所述比较模块用于比较定时干扰容限与定时干扰判别值的大小，其比较流程为，若GNSS定时干扰容限为tG，t时刻的GNSS定时干扰判别值为fg＝FG(t)-FG，如果|fg|≥tG，则判定此时存在GNSS授时欺骗干扰；否则，判定无GNSS授时欺骗干扰，其中，FG(t)为t时刻的GNSS相对定时信号；同理，假设长波定时干扰容限为tL，t时刻的长波定时干扰判别值为fl＝FL(t)-FL，如果|fl|≥tL，则判定此时存在长波授时欺骗干扰；否则，判定无长波授时欺骗干扰，其中，FL(t)为t时刻的长波相对定时信号；同理，假设短波定时干扰容限为tM，t时刻的短波定时干扰判别值为fm＝FM(t)-FM，如果|fm|≥tM，则判定此时存在短波授时欺骗干扰；否则，判定无短波授时欺骗干扰，其中，FM(t)为t时刻的短波相对定时信号；
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括GNSS相对定时信号模块，用于获取t时刻的GNSS相对定时信号FG(t)，其公式可以为：
FG(t)＝g1kGL(t)+g2kGM(t) (7)
式(7)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kGL(t)和kGM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；g1和g2是GNSS定时修正权值。
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括长波相对定时信号模块，用于获取t时刻的长波相对定时信号FL(t)，其公式可以为：
FL(t)＝l1kGL(t)+l2kLM(t) (8)
式(8)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGL(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；l1和l2是长波定时修正权值。
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括短波相对定时信号模块，用于获取t时刻的短波相对定时信号为FM(t)，其公式可以为：
FM(t)＝m1kGM(t)+m2kLM(t) (9)
式(9)中，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGM(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；m1和m2是短波定时修正权值。
有益效果
本发明提出一种定时抗干扰方法，通过接收和融合GNSS授时信号、长波授时信号和短波授时信号，对多场景无线授时欺骗干扰信号进行实时检测和判别，然后输出当前无干扰的最高精度的定时信号；如果当前接收的所有授时信号均被干扰，则输出定时告警信号；本发明利用多源时间融合的方法实现一定程度的抗时间欺骗干扰和一定干扰条件下的时间同步保持，可提升用时设备的定时抗干扰性能，支撑多场景应用，也可为时间干扰技术的研究和验证提供支撑。
具体实施方式
以下为对本发明的原理和特征进行描述的多个实施例，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在其中的一个实施方式中，本发明提供了一种定时抗干扰方法,其特征在于，以针对GNSS授时干扰、长波授时干扰和短波授时干扰等多种时间干扰模式，实时检测欺骗干扰信号，并剔除时间欺骗的影响，保持可靠地定时和时间同步，其具体步骤为：
步骤S1：实时检测接收所在区域的授时信号，所述授时信号来自于集成在用时设备上的GNSS授时接收模块、长波授时接收模块、短波授时接收模块所发出的信号中的两种或两种以上的信号，所述GNSS授时接收模块、所述长波授时接收模块、所述短波授时接收模块可实时检测接收所在区域相应的授时信号，分别获取相应的时间，并保持与相应时间源的时间同步，形成多源授时信号；
步骤S2：通过多源授时信号融合生成本地定时参考信号，用时设备根据实时采集的所述多源授时信号，分别计算GNSS与长波的授时钟差kGL、GNSS与短波的授时钟差kGM和长波与短波的授时钟差kLM，并定义GNSS定时参考信号为FG，其中FG的计算方式可为：
FG＝g1kGL+g2kGM (1)
式(1)中，g1和g2是GNSS定时修正权值；
同理，定义长波定时参考信号FL为FL，其中FL的计算方式可为：
FL＝l1kGL+l2kLM (2)
式(2)中，l1和l2是长波定时修正权值；
同理，定义短波定时参考信号为FM，其中FM的计算方式可为：
FM＝m1kGM+m2kLM (3)
式(3)中，m1和m2是短波定时修正权值；
由上可得无干扰条件下的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM，分别作为GNSS授时欺骗干扰检测、长波授时欺骗干扰检测和短波授时欺骗干扰检测的基准信号。
步骤S3：实时检测时间欺骗干扰信号，若GNSS定时干扰容限为tG，t时刻的GNSS定时干扰判别值为fg＝FG(t)-FG，如果|fg|≥tG，则判定此时存在GNSS授时欺骗干扰；否则，判定无GNSS授时欺骗干扰，其中，FG(t)为t时刻的GNSS相对定时信号；同理，假设长波定时干扰容限为tL，t时刻的长波定时干扰判别值为fl＝FL(t)-FL，如果|fl|≥tL，则判定此时存在长波授时欺骗干扰；否则，判定无长波授时欺骗干扰，其中，FL(t)为t时刻的长波相对定时信号；同理，假设短波定时干扰容限为tM，t时刻的短波定时干扰判别值为fm＝FM(t)-FM，如果|fm|≥tM，则判定此时存在短波授时欺骗干扰；否则，判定无短波授时欺骗干扰，其中，FM(t)为t时刻的短波相对定时信号；
步骤S4：实时输出抗干扰定时同步信号。
用时设备通过实时检测GNSS授时欺骗干扰信号、长波授时欺骗干扰信号和短波授时欺骗干扰信号，并剔除相应的授时欺骗干扰信号，实时输出抗干扰定时同步信号。抗干扰定时信号输出策略如下：
如果判定当前时刻无GNSS授时欺骗干扰，则输出GNSS定时信号，并与GNSS时间保持同步；
如果判定当前时刻存在GNSS授时欺骗干扰，而无长波授时欺骗干扰，则输出长波定时信号，并与长波时间保持同步；
如果判定当前时刻存在GNSS授时欺骗干扰和长波授时欺骗干扰，而无短波授时欺骗干扰，则输出短波定时信号，并与短波时间保持同步；
如果判定当前时刻同时存在GNSS授时欺骗干扰、长波授时欺骗干扰和短波授时欺骗干扰，则输出定时告警信号，表明当前的授时源均不可信。
在进一步的实施方式中，所述步骤S2中，为了获得更高的钟差数据精度，获取所述钟差数据kGL、kGM和kLM，可通过单位时间内取得多个样本的方式提高精度，在一些实施方式中，以1秒为单位采样1小时的钟差数据kGL、kGM和kLM，共3600个样本。
在其他实施方式中，所述步骤S2中，为了获得更精确的g1和g2，l1和l2，m1和m2的值，以更进一步的提高所述参考信号的准确性，可通过如下方式获得上述值：利用二元曲线拟合法求解g1和g2：
(g1,g2)＝curfit-1(FG) (4)式(4)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数；
同理，利用二元曲线拟合法求解l1和l2：
(l1,l2)＝curfit-1(FL) (5)式(5)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
同理，利用二元曲线拟合法求解m1和m2：
(m1,m2)＝curfit-1(FM) (6)式(6)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
在一些其他实施方式中，t时刻的GNSS相对定时信号FG(t)的获得方式可以为：
FG(t)＝g1kGL(t)+g2kGM(t) (7)
式(7)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kGL(t)和kGM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；g1和g2是GNSS定时修正权值。
通过上述获得方式，可以获得更精确的相对定时信号FG(t)的值，以提高计算精确性。
在进一步的实施方式中，所述步骤S3中，为准确判断GNSS是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tG优选为100ns。
在其他实施方式中，t时刻的长波相对定时信号FL(t)的获得方式可以为：
FL(t)＝l1kGL(t)+l2kLM(t) (8)
式(8)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGL(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；l1和l2是长波定时修正权值。
通过上述获得方式，可以获得更精确的相对定时信号FL(t)的值，以提高计算精确性。
在进一步的实施方式中，所述步骤S3中，为准确判断长波授时是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tL优选为10us。
在其他实施方式中，t时刻的短波相对定时信号为FM(t)的获得方式可以为：
FM(t)＝m1kGM(t)+m2kLM(t) (9)
式(9)中，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGM(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；m1和m2是短波定时修正权值。
通过上述获得方式，可以获得更精确的相对定时信号FM(t)的值，以提高计算精确性。
在更进一步的实施方式中，所述步骤S3中，为准确判断短波授时是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tM优选为10ms。
本发明还包括一种定时抗干扰装置,其包括如下单元：
获取单元，用于获取相应的时间，并保持与相应时间源的时间同步，形成多源授时信号，所述授时信号来自于获取单元上的GNSS授时接收模块、长波授时接收模块、短波授时接收模块所发出的信号中的两种或两种以上的信号；
参考单元，用于生成本地定时参考信号，所述参考单元根据获取单元实时采集的多源授时信号，分别计算GNSS与长波的授时钟差kGL、GNSS与短波的授时钟差kGM和长波与短波的授时钟差kLM，并定义GNSS定时参考信号为FG，其中FG的计算方式可为：
FG＝g1kGL+g2kGM (1)
式(1)中，g1和g2是GNSS定时修正权值；
同理，定义长波定时参考信号为FL，其中FL的计算方式可为：
FL＝l1kGL+l2kLM (2)
式(2)中，l1和l2是长波定时修正权值；
同理，定义短波定时参考信号为FM，其中FM的计算方式可为：
FM＝m1kGM+m2kLM (3)
式(3)中，m1和m2是短波定时修正权值；
由上可得无干扰条件下的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM，分别作为GNSS授时欺骗干扰检测、长波授时欺骗干扰检测和短波授时欺骗干扰检测的基准信号；
判断单元，用于实时检测时间欺骗干扰信号，所述判断单元基于参考单元的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM,判断实时的GNSS授时信号、长波授时信号、短波授时信号中的至少一种是否存在欺骗干扰，以判断相应授时信号源是否收到干扰；
输出单元，根据判断单元的判断结果，剔除相应的受到欺骗干扰的授时信号后，比较无欺骗干扰授时信号输出的定时精度，并实时输出无干扰的最高精度的授时信号。
在进一步的实施方式中，所述参考单元还包括钟差数据获取模块，用于获取所述钟差数据kGL、kGM和kLM，所述钟差数据获取模块可通过单位时间内取得多个样本的方式获取kGL、kGM和kLM，以提高钟差数据的精度。
在更进一步的实施方式中，所述参考单元还包括参数获取模块，所述参数获取模块用于获取所述g1、g2，l1和l2，m1和m2的值,并通过如下公式获取相应参数，利用二元曲线拟合法求解g1和g2：
(g1,g2)＝curfit-1(FG) (4)
式(4)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数；
同理，利用二元曲线拟合法求解l1和l2：
(l1,l2)＝curfit-1(FL) (5)
式(5)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
同理，利用二元曲线拟合法求解m1和m2：
(m1,m2)＝curfit-1(FM) (6)
式(6)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括比较模块，所述比较模块用于比较定时干扰容限与定时干扰判别值的大小，其比较流程为，若GNSS定时干扰容限为tG，t时刻的GNSS定时干扰判别值为fg＝FG(t)-FG，如果|fg|≥tG，则判定此时存在GNSS授时欺骗干扰；否则，判定无GNSS授时欺骗干扰，其中，FG(t)为t时刻的GNSS相对定时信号；同理，假设长波定时干扰容限为tL，t时刻的长波定时干扰判别值为fl＝FL(t)-FL，如果|fl|≥tL，则判定此时存在长波授时欺骗干扰；否则，判定无长波授时欺骗干扰，其中，FL(t)为t时刻的长波相对定时信号；同理，假设短波定时干扰容限为tM，t时刻的短波定时干扰判别值为fm＝FM(t)-FM，如果|fm|≥tM，则判定此时存在短波授时欺骗干扰；否则，判定无短波授时欺骗干扰，其中，FM(t)为t时刻的短波相对定时信号；
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括GNSS相对定时信号模块，用于获取t时刻的GNSS相对定时信号FG(t)，其公式可以为：
FG(t)＝g1kGL(t)+g2kGM(t) (7)
式(7)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kGL(t)和kGM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；g1和g2是GNSS定时修正权值。
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括长波相对定时信号模块，用于获取t时刻的长波相对定时信号FL(t)，其公式可以为：
FL(t)＝l1kGL(t)+l2kLM(t) (8)
式(8)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGL(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；l1和l2是长波定时修正权值。
在其他的实施方式中，所述判断单元还包括短波相对定时信号模块，用于获取t时刻的短波相对定时信号为FM(t)，其公式可以为：
FM(t)＝m1kGM(t)+m2kLM(t) (9)
式(9)中，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGM(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；m1和m2是短波定时修正权值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定时抗干扰方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：实时检测接收所在区域的授时信号，所述授时信号来自于集成在用时设备上的GNSS授时接收模块、长波授时接收模块、短波授时接收模块所发出的信号中的两种或两种以上的信号，所述GNSS授时接收模块、所述长波授时接收模块、所述短波授时接收模块可实时检测接收所在区域相应的授时信号，分别获取相应的时间，并保持与相应时间源的时间同步，形成多源授时信号；
步骤S2：通过多源授时信号融合生成本地定时参考信号，用时设备根据实时采集的所述多源授时信号，分别计算GNSS与长波的授时钟差kGL、GNSS与短波的授时钟差kGM和长波与短波的授时钟差kLM，并定义GNSS定时参考信号为FG，其中FG的计算方式可为：
FG＝g1kGL+g2kGM (1)
式(1)中，g1和g2是GNSS定时修正权值；
同理，定义长波定时参考信号为FL，其中FL的计算方式可为：
FL＝l1kGL+l2kLM (2)
式(2)中，l1和l2是长波定时修正权值；
同理，定义短波定时参考信号为FM，其中FM的计算方式可为：
FM＝m1kGM+m2kLM (3)
式(3)中，m1和m2是短波定时修正权值；
由上可得无干扰条件下的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM，分别作为GNSS授时欺骗干扰检测、长波授时欺骗干扰检测和短波授时欺骗干扰检测的基准信号；
步骤S3：实时检测时间欺骗干扰信号，若GNSS定时干扰容限为tG，t时刻的GNSS定时干扰判别值为fg＝FG(t)-FG，如果|fg|≥tG，则判定此时存在GNSS授时欺骗干扰；否则，判定无GNSS授时欺骗干扰，其中，FG(t)为t时刻的GNSS相对定时信号；同理，假设长波定时干扰容限为tL，t时刻的长波定时干扰判别值为fl＝FL(t)-FL，如果|fl|≥tL，则判定此时存在长波授时欺骗干扰；否则，判定无长波授时欺骗干扰，其中，FL(t)为t时刻的长波相对定时信号；同理，假设短波定时干扰容限为tM，t时刻的短波定时干扰判别值为fm＝FM(t)-FM，如果|fm|≥tM，则判定此时存在短波授时欺骗干扰；否则，判定无短波授时欺骗干扰，其中，FM(t)为t时刻的短波相对定时信号；
步骤S4：实时输出抗干扰定时同步信号，用时设备通过实时检测GNSS授时欺骗干扰信号、长波授时欺骗干扰信号和短波授时欺骗干扰信号，并剔除相应的授时欺骗干扰信号后，比较无欺骗干扰信号输出的定时精度，并实时输出无干扰的最高精度的授时信号；若接收的所有授时信号均被干扰，则输出定时告警信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述步骤S2中，获取所述钟差数据kGL、kGM和kLM，可通过单位时间内取得多个样本的方式提高精度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述步骤S2中，可通过如下方式获得g1和g2，l1和l2，m1和m2的值：
利用二元曲线拟合法求解g1和g2：
(g1,g2)＝curfit-1(FG) (4)
式(4)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数；
同理，利用二元曲线拟合法求解l1和l2：
(l1,l2)＝curfit-1(FL) (5)
式(5)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
同理，利用二元曲线拟合法求解m1和m2：
(m1,m2)＝curfit-1(FM) (6)
式(6)中，curfit表示二元曲线拟合函数，curfit-1是curfit的逆函数。
4.根据权利要求1所述的方法，在所述步骤S3中，t时刻的GNSS相对定时信号FG(t)的获得方式可以为：
FG(t)＝g1kGL(t)+g2kGM(t) (7)
式(7)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kGL(t)和kGM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；g1和g2是GNSS定时修正权值。
5.根据权利要求1所述的方法，在所述步骤S3中，t时刻的长波相对定时信号FL(t)的获得方式可以为：
FL(t)＝l1kGL(t)+l2kLM(t) (8)
式(8)中，kGL(t)表示t时刻GNSS与长波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGL(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；l1和l2是长波定时修正权值。
6.根据权利要求1所述的方法，在所述步骤S3中，t时刻的短波相对定时信号为FM(t)的获得方式可以为：
FM(t)＝m1kGM(t)+m2kLM(t) (9)
式(9)中，kGM(t)表示t时刻GNSS与短波的授时钟差，kLM(t)表示t时刻长波与短波的授时钟差，kGM(t)和kLM(t)由用时设备的时间接收模块实时计算得到；m1和m2是短波定时修正权值。
7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述步骤S3中，为准确判断GNSS是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tG优选为100ns。
8.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述步骤S3中，为准确判断长波授时是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tL优选为10us。
9.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述步骤S3中，为准确判断短波授时是否被授时欺骗干扰，所述干扰容限为tM优选为10ms。
10.一种定时抗干扰装置,其特征在于，包括如下单元：
获取单元，用于获取相应的时间，并保持与相应时间源的时间同步，形成多源授时信号，所述授时信号来自于获取单元上的GNSS授时接收模块、长波授时接收模块、短波授时接收模块所发出的信号中的两种或两种以上的信号；
参考单元，用于生成本地定时参考信号，所述参考单元根据获取单元实时采集的多源授时信号，分别计算GNSS与长波的授时钟差kGL、GNSS与短波的授时钟差kGM和长波与短波的授时钟差kLM，并定义GNSS定时参考信号为FG，其中FG的计算方式可为：
FG＝g1kGL+g2kGM (1)
式(1)中，g1和g2是GNSS定时修正权值；
同理，定义长波定时参考信号为FL，其中FL的计算方式可为：
FL＝l1kGL+l2kLM (2)
式(2)中，l1和l2是长波定时修正权值；
同理，定义短波定时参考信号为FM，其中FM的计算方式可为：
FM＝m1kGM+m2kLM (3)
式(3)中，m1和m2是短波定时修正权值；
由上可得无干扰条件下的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM，分别作为GNSS授时欺骗干扰检测、长波授时欺骗干扰检测和短波授时欺骗干扰检测的基准信号；
判断单元，用于实时检测时间欺骗干扰信号，所述判断单元基于参考单元的GNSS定时参考信号FG、长波定时参考信号FL和短波定时参考信号FM,判断实时的GNSS授时信号、长波授时信号、短波授时信号中的至少一种是否存在欺骗干扰，以判断相应授时信号源是否收到干扰；
输出单元，根据判断单元的判断结果，剔除相应的受到欺骗干扰的授时信号后，比较无欺骗干扰授时信号输出的定时精度，并实时输出无干扰的最高精度的授时信号。
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