CN115398273A - 在存在gnss欺骗的情况下确定正确位置 - Google Patents

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CN115398273A CN202180029102.4A CN202180029102A CN115398273A CN 115398273 A CN115398273 A CN 115398273A CN 202180029102 A CN202180029102 A CN 202180029102A CN 115398273 A CN115398273 A CN 115398273A
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Abstract

一种在存在欺骗信号的情况下确定移动设备的位置的方法包括：获得与移动设备相关联的当前定位信息；基于当前定位信息确定用于获取与卫星相关联的GNSS信号的全球导航卫星系统(GNSS)信号搜索窗口；基于GNSS信号搜索窗口搜索与卫星相关联的GNSS信号；以及至少基于与卫星相关联的GNSS信号的信息来确定移动设备的更新的定位信息。

Description

在存在GNSS欺骗的情况下确定正确位置
背景技术
获得移动设备或系统的可靠、精确的位置对于诸如紧急处理、个人导航、自动驾驶、资产跟踪、定位朋友或家庭成员等许多应用是有用的。现有的定位方法包括基于测量从各种设备或实体发送的无线电信号的方法，这些设备或实体包括无线网络中的卫星运载工具(SV)和地面无线电源，诸如基站和接入点。例如，现代电子设备经常包括可以从卫星导航系统接收信号的系统，卫星导航系统通常被称为全球导航卫星系统(每个都称为“GNSS”)，并且使用卫星信号来确定设备的位置和其他信息，诸如速度、航向、高度等。GNSS接收器可以集成到消费电子设备(诸如智能手机或智能手表)中，以及集成到各种类型的交通工具(诸如汽车、卡车、轮船、飞机和无人机)中的导航系统中。来自绕地球轨道运行的多个卫星的信号可以由GNSS接收器接收和处理，以确定GNSS接收器的位置，并且通过代理确定设备、车辆等的位置。
发明内容
本文描述了使用GNSS信号确定移动设备或移动系统的位置的各种发明实施例，包括设备、系统、组件、装置、方法、过程、指令、代码、计算机存储介质等。
根据本公开，一种确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的示例方法包括基于来自在移动设备处接收第一GNSS信号的一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位。该方法还包括对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括：与预测频率相差超过阈值频率差的频率、与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者。该方法还包括基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号。该方法还包括确定针对第二GNSS信号的测量。
根据本公开，一种用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的位置的示例移动设备包括被配置为接收GNSS信号的天线、存储器以及与天线和存储器通信地耦合的一个或多个处理单元。一个或多个处理单元被配置为：基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息确定移动设备的非GNSS定位。一个或多个处理单元还被配置为经由天线接收第一GNSS信号。一个或多个处理单元还被配置为对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括：与预测频率相差超过阈值频率差的频率、与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者。一个或多个处理单元还被配置为基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差，经由天线在搜索窗口内接收第二GNSS信号。一个或多个处理单元还被配置为确定针对第二GNSS信号的测量。
根据本公开，一种用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的示例装置包括用于基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位的部件。该装置还包括用于在移动设备处接收第一GNSS信号的部件。该装置还包括用于对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括与预测频率相差超过阈值频率差的频率、与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者的部件。该装置还包括用于基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号的部件。该装置还包括用于确定针对第二GNSS信号的测量的部件。
根据本公开，一种示例非暂时性计算机可读介质存储用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的指令。这些指令包括用于基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位的代码。这些指令还包括用于接收第一GNSS信号的代码。这些指令还包括用于对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括与预测频率相差超过阈值频率差的频率、与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者的代码。这些指令还包括用于基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号的代码。这些指令还包括用于确定针对第二GNSS信号的测量的代码。
此发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。本主题应通过参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解。在下面的说明书、权利要求书和附图中，将更详细地描述上述内容以及其他特征和示例。
附图说明
本公开的各个方面通过示例的方式示出。非限制性和非穷尽性的方面参考以下附图进行了描述。
图1是根据某些实施例的定位系统的示例的简化图。
图2A示出了根据实施例的示例GNSS接收器的简化框图。
图2B示出了用于卫星信号获取的搜索网格210的示例。
图3示出了根据实施例的基于网格的搜索窗口。
图4和图5是根据实施例的在基于网格的获取和跟踪技术中使用的示例能量分布图。
图6是示出定位系统的示例中异常GNSS信号的示例的图。
图7是示出由欺骗器进行的欺骗的示例的图。
图8是示出根据某些实施例的使用传播搜索窗口跟踪GNSS信号的示例的图。
图9A至图9B是示出根据某些实施例的在存在欺骗信号的情况下确定移动设备的位置的示例方法的流程图。
图10是根据一个实施例的网格的图示，示出了可以在基于网格的方法中进行的一种欺骗检测。
图11和图12是根据某些实施例的示例移动设备的框图。
图13是根据一个实施例的如何从所接收的信号中减去欺骗信号的示例方法的流程图。
在附图中，除非另有说明，否则在各个附图中，相同的附图标记指代相同的部分。此外，组件的多个实例可以通过在附图标记后加上第二标记(例如，字母或数字)，或破折号和第二标记来区分。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同第一附图标记的任何一个类似组件，而与第二标记无关。
具体实施方式
本文所公开的技术大体上涉及确定移动设备或移动系统的位置，并且更具体地，涉及在存在欺骗信号的情况下使用全球导航卫星系统(GNSS)信号来确定移动设备或移动系统的位置。本文描述了各种发明实施例，包括设备、系统、组件、装置、方法、过程、指令、代码、计算机可读存储介质等。
世界上越来越多的用户依赖于移动导航服务，因为知道诸如移动设备或系统的移动对象的位置对于许多应用和/或在许多情况下是非常有用的，诸如紧急呼叫、个人导航、自动驾驶、资产跟踪、定位人等等。确定移动设备的不正确位置非常重要。移动设备的不正确位置可能是基于错误或不精确的输入信息错误地确定的，诸如可能是无意的(例如，由于SV误差)或有意的(例如，由于实体提供一个或多个欺骗信号)不正确或不精确的GNSS或卫星定位系统(SPS)信号。欺骗信号是看似来自特定源(例如，已知的可信源)，但实际上来自不同源的信号。例如，全球定位系统(GPS)是一种GNSS系统，其中，信号包括没有任何加密的开放信号，并且因此容易受到欺骗攻击，其中，对手可以注入伪造的GPS信号来控制受害者的GPS设备。例如，欺骗信号可以具有来自GPS SV的信号的特征，但实际上可以源自GLONASS(或GLO)SV或SPS模拟器(例如，基于地面的SPS信号生成器)。欺骗设备或系统(本文称为“欺骗器”)可以转播在另一地点或时间记录的GNSS信号(称为meaconing)，或可以生成并且发送修改后的卫星信号。由于大多数导航系统被设计为使用最强的GNSS信号进行定位，因此欺骗信号通常可能是强信号，其可以覆盖较弱但合法的卫星信号。标识欺骗信号或其他异常信号(即，不期望的、欺骗的或不精确或不正确的信号)可以帮助GNSS接收器减轻接收这样的信号的后果。
根据某些实施例，GNSS接收器和/或处理单元可以：使用各种技术来标识欺骗信号；获得与移动设备相关联的当前定位信息；并且基于当前定位信息来确定用于获取和/或跟踪与卫星相关联的GNSS信号的GNSS信号搜索窗口(例如，更窄或更紧)，使得欺骗信号可以被排除在搜索窗口之外。当前定位可以包括基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息的非GNSS定位。搜索窗口可以定义GNSS信号的频率和码相位范围，并且如本文更详细描述的，可以使用不同类型的GNSS信号跟踪技术来实施，诸如本文更详细描述的基于网格的跟踪和/或基于环路的跟踪。然后，GNSS接收器可以使用GNSS信号搜索窗口搜索与卫星相关联的GNSS信号，以至少基于与卫星相关联的GNSS信号的信息(例如，频率和码相位偏移)来确定移动设备的更新的定位信息。
如本文所使用的，术语“跟踪”在用于GNSS接收器(和/或其组件)的上下文中时，“跟踪”信号可以指一种模式(例如，“跟踪模式”)，其中，在标识GNSS信号之后，GNSS接收器跟踪信号随时间的变化(例如频率和/或码相位的变化)。这使得GNSS接收器能够在时间上继续接收被跟踪的信号(例如，使用非欺骗信号进行定位估计)。跟踪信号的GNSS接收器在本文中也可称为“锁定”信号。在跟踪信号之前，GNSS接收器可以首先搜索并且获取信号。本文提供了关于信号获取和跟踪的细节，但是实施例不限于这些公开的技术。
如本文所使用的，除非另有说明，否则术语“用户设备”(UE)和“基站”不旨在是特定的或以其他方式限于任何特定的无线电接入技术(RAT)。一般来说，移动设备和/或UE可以是用户用来通过无线通信网络进行通信的任何无线通信设备(例如，移动电话、路由器、平板计算机、膝上型计算机、跟踪设备、可穿戴设备(例如，智能手表、眼镜、增强现实(AR)/虚拟现实(VR)耳机等)、车辆(例如，汽车、摩托车、自行车等)、物联网设备(IoT)等)。UE可以是移动的或可以(例如，在某些时间)是固定的，并且可以与无线电接入网(RAN)通信。如本文所使用的，术语“UE”可以互换地被称为“接入终端”或“AT”、“客户端设备”、“无线设备”、“用户设备”、“用户终端”、“用户站”、“用户终端”(或UT)、“移动设备”、“移动终端”、“移动站”或其变体。通常，UE可以经由RAN与核心网络通信，并且通过核心网络，UE可以与外部网络(诸如互联网)和其他UE连接。对于UE来说，连接到核心网络和/或互联网的其他机制也是可以的，诸如通过有线接入网络、无线局域网(WLAN)网络(诸如，基于IEEE 802.11等)等。
基站可以根据与UE通信的若干RAT中的一个来操作，这取决于它被部署在其中的网络，并且可以替代地被称为接入点(AP)、网络节点、NodeB、演进NodeB(eNB)、下一代eNB(ng-eNB)、新无线电(NR)节点B(也可以被称为gNB或gNodeB)等。在NR系统中，术语“小区”和下一代NodeB(gNB)、新无线电基站(NR BS)、5G NB、接入点(AP)或发送接收点(TRP)可以互换使用。基站可以主要用于支持UE的无线接入，包括支持所支持的UE的数据、语音和/或信令连接。在一些系统中，基站可以提供纯粹的边缘节点信令功能，而在其他系统中，基站可以提供附加的控制和/或网络管理功能。UE可以通过其向基站发送信号的通信链路称为上行链路(UL)信道(例如，反向业务信道、反向控制信道、接入信道等)。基站可以通过其向UE发送信号的通信链路被称为下行链路(DL)或前向链路信道(例如，寻呼信道、控制信道、广播信道、前向业务信道等)。如本文所使用的，术语业务信道(TCH)可以指上行链路/反向或下行链路/前向业务信道。
在一些实施例种，术语“基站”可以指单个物理发送接收点(TRP)或多个物理TRP，这些物理TRP可以共址，也可以不共址。例如，在术语“基站”指单个物理TRP的情况下，物理TRP可以是对应于基站所在的小区(或若干小区扇区)的基站的天线。在术语“基站”指多个共址的物理TRP的情况下，TRP可以是基站的天线阵列(例如，在多输入多输出(MIMO)系统中或在基站采用波束成形的情况下)。在术语“基站”指多个非共址的物理TRP的情况下，物理TRP可以是分布式天线系统(DAS)(经由传输介质连接到公共源的空间分离天线网络)或远程无线电头端(RRH)(连接到服务基站的远程基站)。可替代地，非共址的物理TRP可以是从UE接收测量报告的服务基站和UE正在测量其参考RF信号(或简称为“参考信号”)的相邻基站。如本文所使用的，因为TRP是基站发送和接收无线信号的点，所以对来自基站的发送或在基站处的接收的引用应被理解为是指基站的特定TRP。
在支持UE的定位的一些实施方式中，基站可能不支持UE的无线接入(例如，可能不支持UE的数据、语音和/或信令连接)，而是可以向UE发送参考信号以由UE进行测量，和/或可以接收和测量由UE发送的信号。这样的基站可以被称为定位信标(例如，当向UE发送信号时)和/或位置测量单元(例如，当接收和测量来自UE的信号时)。
“RF信号”包括给定频率范围的电磁波，其通过发送器与接收器之间的空间传输信息。如本文所使用的，发送器可以向接收器发送单个“RF信号”或多个“RF信号”。然而，由于RF信号通过多径信道的传播特性，接收器可以接收对应于每个发送RF信号的多个“RF信号”。发送器与接收器之间不同路径上的相同发送RF信号可以称为“多径”RF信号。如本文所使用的，RF信号也可以被称为“无线信号”或简称为“信号”，其中，从上下文中很明显，术语“信号”指的是无线信号或RF信号。
本文所称的“航天器”或“SV”涉及能够向地球表面的接收器发送信号的对象。在一个特定示例中，这样的SV可以包括地球静止卫星。可替代地，SV可以包括在轨道上运行并且相对于地球上的静止定位移动的卫星。然而，这些仅仅是SV的示例，并且所要求保护的主题在这些方面不受限制。
本文所称的“位置”涉及根据参考点与对象或事物的行踪相关联的信息。例如，这样的位置可以表示为地理坐标，诸如纬度和经度。在另一示例中，这样的位置可以表示为地心XYZ坐标。在又一示例中，这样的位置可以表示为街道地址、自治市或其他政府管辖区、邮政编码等。然而，这些仅仅是根据特定示例可以如何表示位置的示例，并且所要求保护的主题在这些方面不受限制。“定位”在本文也被称为“位置估计”、“估计位置”、“位置”、“确定定位”、“定位估计”、“位置定位”、“估计定位”。
现在将参考附图描述若干说明性实施例，这些附图构成了本说明书的一部分。接下来的描述仅提供实施例，并且不旨在限制本公开的范围、适用性或配置。相反，接下来对实施例的描述将为本领域技术人员提供实现一个或多个实施例的赋能描述。应理解，在不偏离本公开的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。在一些情况下，设备、系统、结构、组件、方法和其他组件可以以框图形式示为组件，以免不必要的细节造成这些示例不清楚。在其他情况下，为了避免混淆这些示例，众所周知的设备、过程、系统、结构和技术可以在没有必要的细节的情况下示出。在本公开中已经采用的术语和表达被用作描述性而非限制性的术语，并且在使用这样的术语和表达时没有排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同物的意图。本文使用的词语“示例”表示“用作示例、实例或说明”。本文中作为“示例”描述的任何实施例或设计不一定被解释为比其他实施例或设计优选或有利。
图1是根据某些实施例的定位系统100的示例的简化图，其中，欺骗可能发生，并且本文用于确定正确位置的技术可以被执行。在定位系统100中，UE 105、位置服务器160和/或定位系统100的其他组件可以使用本文所提供的技术来确定UE 105的估计位置。UE 105的估计位置可以用在各种应用中，以诸如帮助UE 105的用户进行测向或导航，或帮助另一用户(例如与外部客户端180相关联的用户)定位UE 105。UE 105的位置可以包括UE 105的绝对位置(例如，纬度和经度以及可能的高度)或UE 105的相对位置(例如表示为某个其他已知固定位置或某个其他位置(诸如UE 105在某个已知先前时间的位置)以北或以南、以东或以西以及可能之上或之下的某个距离的位置)。位置还可以被指定为大地位置(如纬度和经度)或城市位置(例如街道地址或使用其他与位置相关的名称和标签)。位置还可以包括不确定性或错误指示，诸如预期位置出错的水平和可能的垂直距离，或预期UE 105以一定置信度(例如95％置信度)位于其中的区域或体积(例如圆形或椭圆形)的指示。
在该示例中，图1将UE 105示为智能手机设备。然而，UE可以是包括GNSS能力的任何合适的设备，或可以是集成了这样的GNSS功能的设备或机器。例如，UE 105可以包括个人设备，诸如智能手机、智能手表、平板电脑、笔记本电脑等。然而，UE也可以包括更大类别的设备，并且可以包括具有集成的GNSS接收器和定位系统的交通工具，诸如船、轮船、汽车、卡车、飞机、无人机等。
本文所描述的技术可以由定位系统100的一个或多个组件来实施。定位系统100可以包括车辆102、UE 105、诸如GPS的GNSS星座的一个或多个卫星110(也称为SV)、基站120、接入点(AP)130、位置服务器160、网络170和外部客户端180。UE 105可以连接到车辆102或集成到车辆102中。通常，定位系统100可以基于由UE 105接收和/或从UE 105发送的RF信号以及发送和/或接收RF信号的其他组件(例如，GNSS卫星110、基站120、AP 130)的已知位置来估计移动设备105的位置。关于特定位置估计技术的附加细节将在下面更详细地讨论。
图1提供了各种组件的概括说明，其中的任何一个或所有组件都可以适当地使用，并且每个组件都可以根据需要进行复制。具体地，尽管仅一个UE105被示出，但应理解，许多UE(例如，数百、数千、数百万等)可以使用定位系统100。类似地，定位系统100可以包括比图1所示更多或更少数量的基站120和/或AP 130。所示出的连接定位系统100中各种组件的连接包括数据和信令连接，其可以包括附加(中间)组件、直接或间接物理和/或无线连接和/或附加网络。此外，根据期望的功能，组件可以被重新排列、组合、分离、替换和/或省略。在一些实施例中，例如，外部客户端180可以直接连接到位置服务器160。本领域普通技术人员将认识到对所示组件的许多修改。
根据期望的功能，网络170可以包括各种无线和/或有线网络中的任何一种。例如，网络170可以包括公共网络和/或专用网络、局域网和/或广域网等的任何组合。此外，网络170可以利用一种或多种有线和/或无线通信技术。在一些实施例中，例如，网络170可以包括蜂窝或其他移动网络、无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)和/或互联网。网络170的示例包括LTE无线网络、5G NR无线网络、Wi-Fi WLAN和互联网。LTE、5G和NR是由第三代合作伙伴计划(3GPP)定义或正在定义的无线技术。如本文所使用的，术语“5G NR”、“5G”和“NR”可以互换地使用来指代这些无线技术。网络170还可以包括不止一个网络和/或不止一种类型的网络。
基站120和接入点(AP)130通信地耦合到网络170。在一些实施例中，基站120可以由蜂窝网络提供商拥有、维护和/或操作，并且可以采用多种无线技术中的任一种，如以下所描述。根据网络170的技术，基站120可以包括节点B、演进节点B(eNodeB或eNB)、基站收发信台(BTS)、无线电基站(RBS)、NR NodeB(gNB)、下一代eNB(ng-eNB)等。作为gNB或ng-eNB的基站120可以是下一代无线电接入网络(NG-RAN)的一部分，在网络170是5G网络的情况下，NG-RAN可以连接到5G核心网络(5G CN)。例如，AP 130可以包括Wi-Fi AP或蓝牙AP。因此，通过使用第一通信链路133经由基站120接入网络170，UE 105可以与诸如位置服务器160的网络连接设备发送和接收信息。附加地或替代地，因为AP 130也可以与网络170通信地耦合，所以UE 105可以使用第二通信链路135与包括位置服务器160的互联网连接的设备通信。
位置服务器160可以包括被配置为确定UE 105的估计位置和/或向UE105提供数据(例如，“辅助数据”)以便于位置确定的服务器和/或另一计算设备。根据一些实施例，位置服务器160可以包括家庭安全用户平面位置(SUPL)位置平台(H-SLP)，其可以支持由开放移动联盟(OMA)定义的SUPL用户平面(UP)定位方案，并且可以基于存储在位置服务器160中的UE 105的订阅信息来支持UE 105的位置服务。在一些实施例中，位置服务器160可以包括所发现的SLP(D-SLP)或紧急SLP(E-SLP)。位置服务器160可以替代地包括增强型服务移动位置中心(E-SMLC)，其使用用于UE 105的LTE无线电接入的控制平面(CP)定位方案来支持UE105的定位。位置服务器160还可以包括位置管理功能(LMF)，该LMF使用用于UE 105的NR无线电接入的控制平面(CP)定位方案来支持UE 105的定位。在CP定位方案中，控制和管理UE105的定位的信令可以使用现有的网络接口和协议并且作为来自网络170的信令，在网络170的元件之间以及与UE 105交换。在UP定位方案中，从网络170的角度来看，控制和管理UE105的位置的信令可以作为数据(例如使用互联网协议(IP)和/或传输控制协议(TCP)传输的数据)在位置服务器160与UE 105之间交换。
如以上所描述的(并且在下面更详细地讨论的)，UE 105的估计位置可以基于从UE105发送的RF信号的测量和/或由UE 105接收的RF信号的测量。具体地，这些测量可以提供关于UE 105与定位系统100中的一个或多个组件(例如，GNSS卫星110、AP 130和基站120)的相对距离和/或角度的信息。UE 105的位置可以基于距离和/或角度测量以及一个或多个组件的已知定位进行几何估计(例如，使用多角度和/或多边技术)。
尽管诸如AP 130和基站120的地面组件可以是固定的，但是实施例不限于此。在一些实施例中，可以使用移动组件。此外，在一些实施例中，UE 105的位置可以至少部分地基于在UE 105与一个或多个其他UE(图1中未示出，可以是移动的或静止的)之间传送的RF信号的测量来估计。UE之间以这种方式进行的直接通信可以包括侧行链路和/或类似的设备到设备(D2D)通信技术。由3GPP定义的侧行链路是基于蜂窝的LTE和NR标准下的一种D2D通信形式。
外部客户端180可以是网络服务器或远程应用程序，其可以与移动设备105有某种关联(例如，可以由UE 105的用户接入)，或可以是向一些其他用户提供位置服务的服务器、应用程序或计算机系统，其可以包括获取和提供UE 105的位置(例如，启用诸如朋友或亲戚查找器、资产跟踪或儿童或宠物位置的服务)。附加地或替代地，外部客户端180可以获取UE105的位置，并且将其提供给紧急服务提供商、政府机构等。
本文所称的GNSS涉及SPS，其包括根据公共信令格式发送同步导航信号的SV。例如，这样的GNSS可以包括同步轨道中的SV星座，以从星座中的多个SV同时向地球表面的大部分上的位置发送导航信号。作为特定GNSS星座成员的SV通常以特定GNSS星座特有的格式发送导航信号。GNSS接收器(例如，在UE 105中)可以用于确定UE 105的绝对位置和相对位置。例如，GNSS接收器可以包括可以从GNSS卫星接收广播信号的接收器，GNSS卫星诸如GPS(美国)、Galileo(欧盟)、GLONASS(俄国)、Compass、日本上空的准天顶卫星系统(QZSS)、印度上空的印度区域导航卫星系统(IRNSS)、中国上空的北斗(或BDS)等卫星。GNSS接收器可以通过处理由卫星广播的信号来确定UE 105的绝对定位和速度。因为卫星总是在运动中，所以GNSS接收器可以连续地获取和跟踪来自可见卫星的信号，并且基于电磁波的速度(例如光速)和通过空间传播的输入信号的传播时间(例如飞行时间)来计算其到一组卫星的距离，传播时间可以使用卫星和接收器本地时钟来确定。
GNSS接收器可以接收由三个或更多个GNSS卫星110广播的GNSS信号。例如，GNSS卫星110可以在大约20,000km到大约23,000km的高度上运行，并且可以具有非常精确的已知时间和星历表。GNSS卫星110可以广播包括伪随机码的GNSS信号。GNSS信号可包括L频段中的载波频率，诸如调制在大约1MHz和/或大约10MHz的1575.42MHz(L1)、1227.6MHz(L2)或1176.45MHz(L5)。例如，L1 GPS信号可以包括导航消息、公众可免费获得的粗捕获(C/A)码以及加密的精定位(P)码或P(Y)码(受限接入)。P(Y)码仅由授权的美国军用接收器使用，并且C/A码不对普通民用接入进行加密。导航消息可以是低比特率(例如，大约50bps)消息，其包括GPS日期和时间、卫星状态和健康状况、卫星星历数据(其允许接收器计算卫星的定位)以及包括所有GPS卫星的信息和状态(例如，粗略轨道和状态信息)的历书等，使得GPS接收器知道哪些卫星可用于跟踪。GNSS信号可以穿过近真空空间和各种大气层到达地球，并且由GNSS接收器接收。在一些实施例中，卫星辅助信息可以从服务器下载，以用于结合所接收的信号确定GNSS接收器相对于卫星的位置，并且基于每个卫星的已知位置，确定GNSS接收器(以及UE 105)在地球上的位置。
GNSS接收器通常可以跟踪GNSS接收器天线视线内的三个或更多个(例如，四个或更多个)卫星，并且具有小的精度衰减因子(DOP)，以从卫星接收GNSS信号。对于每个被跟踪的卫星，GNSS接收器可以确定包括例如1023或更多个比特的伪随机码的传播时间。使用基于码的技术的GNSS接收器可以与由卫星广播的伪随机噪声(PRN)码相关或对准，以确定其时间和定位。GNSS接收器可以知道每个卫星的PRN码，并且因此可以确定它从特定卫星接收该码的时间，以确定传播时间。传播时间可以乘以自由空间中的光速来计算GNSS接收器与特定卫星之间的距离，该距离可以被称为“伪距”，因为所计算的距离可以包括误差(例如，GNSS接收器的时钟误差和其他误差)并且可以不完全等于实际距离。使用定位技术，诸如三边测量技术、卫星星历数据和GNSS接收器与三个或更多个卫星中的每个之间的计算距离，GNSS接收器可以将GNSS接收器的位置确定为三个或更多个球体的交点。由于GNSS接收器的相对较大的时钟误差，三个或更多个球体可能不会在单个点相交。GNSS接收器可调整其自身的时钟以确定飞行时间和伪距，直到三个或更多个球体近似相交于一点，这指示GNSS接收器的测量位置。
基于GNSS的定位系统可能存在许多误差。例如，GNSS卫星中的原子钟非常精确，但是它们仍然可能漂移很小的量，并且因此可能导致例如大约±2米的误差。像卫星时钟一样，卫星轨道也可能有少量变化，并且因此可能导致例如大约±2.5米的误差。为了获得更好的精度，GNSS接收器可能需要补偿卫星的时钟误差和轨道误差。例如，一些GNSS接收器可以使用基于载波的技术(诸如实时动态(RTK)和精确点定位(PPP)技术)来测量载波的相位。因为GNSS信号的载波是时段小于1米的正弦波(例如，L1载波信号的时段大约为19cm)，所以更精确的飞行时间测量可以使用基于载波的技术实现。在一些定位系统中，例如，GNSS接收器可以从基于卫星的增强系统(SBAS)或PPP服务卫星，或差分GNSS或RTK基站下载校正数据，以进一步提高定位的精度。
例如，在SBAS系统中，地理上分布在整个SBAS服务区域的参考站可以接收GNSS信号并且将其转发到主站。由于参考站的位置是精确已知的，所以主站可以精确计算广域校正数据。所计算的校正数据可以上传到SBAS卫星，该SBAS卫星可将校正数据广播到SBAS覆盖区域内的GNSS接收器。PPP技术也使用从卫星广播的校正数据。此外，PPP技术使用载波测距来实现较高的精度。
在差分GNSS(DGNSS)系统中，固定GNSS接收器(称为基站)的定位可以高精度确定，并且基站可以将已知的高精度定位与使用GNSS信号计算的定位进行比较。这两个定位之间的差可以归因于卫星星历表和时钟误差，以及与大气延迟相关联的误差。基站可以将这些计算的误差发送到其他GNSS接收器(例如，流动站或车载GNSS接收器)，这些接收器可以使用所计算的误差来对定位计算进行校正。RTK技术还消除了基站和流动站常见的误差。此外，RTK技术使用载波测距来实现较高的精度。
GNSS信号只有在真空中或通过完全均匀的介质时才能直线传播，并且在穿过地球的大气层时会弯曲。对GPS(和其他GNSS)信号传输影响最大的地球大气层是电离层，该层位于地球表面上方大约70km至大约1000km处，并且包括电离气体分子和由例如来自太阳的紫外线生成的自由电子。电离层可能延迟卫星信号，并且可能导致大量的卫星定位误差，诸如±5米。电离层延迟可能随着太阳活动、一年中的时间、季节、一天中的时间、位置等而变化，并且因此可能难以预测。电离层延迟也可以是频率相关的，并且因此可以通过使用L1和L2信号计算距离来确定和消除。局部区域内的电离层条件可以相似，使得基站和流动站接收器可以经历相似的电离层延迟。这样，电离层延迟可以使用例如差分GNSS或RTK系统来补偿。
可能影响GNSS信号传输的地球大气层的另一层是对流层，即地球大气层的最低层。由对流层引起的延迟可以是局部温度、压力、相对湿度等的函数。L1信号和L2信号可能同样被对流层延迟，并且因此对流层延迟的影响可能无法使用多个频率的GNSS信号消除。对流层可以被建模以预测和补偿大部分对流层延迟。由于对流层条件在局部区域内通常是相似的，所以基站和附近的流动站接收器可能经历相似的对流层延迟，这可以在差分GNSS或RTK系统中得到补偿。
由卫星发送的部分GNSS信号可能在去往GNSS接收器的路上被反射，诸如被建筑物反射。这种现象被称为多径传播。反射信号传播更长的距离，并且因此相对于直接信号是被延迟的；并且如果反射信号足够强，则可能会干扰直接信号。延迟的信号会导致接收器计算出不正确的定位。多径误差可能难以处理，因为它们通常是基站可能不会类似地经历的本地误差。已经开发了一些技术，其中，接收器可以只考虑最早到达的(或最强的)信号，并且忽略稍后到达的多径信号。在一些情况下，可能需要昂贵的高端GNSS接收器和天线来减少长延迟多径误差和短延迟多径误差。
车辆102的位置也可以以与UE 105类似的方式来确定。此外，车辆102和/或UE 105可以包括用于定位的其他设备和传感器。例如，这些传感器可以包括相机、超声传感器、雷达传感器(例如，短程和远程雷达)、一个或多个光探测和测距(LIDAR)传感器、运动传感器或惯性测量单元(IMU)(例如，加速度计和/或陀螺仪)、车轮传感器(例如，转向角传感器或旋转传感器)等。这些传感器中的每个传感器都可以生成提供与车辆102(或UE 105)和/或周围环境相关的信息的信号。这些传感器中的每个传感器可以发送和/或接收信号(例如，广播到周围环境中的信号和从周围环境返回的信号)，这些信号可以被处理以确定周围环境中的特征(例如，对象)的属性。
相机可用于提供与车辆102和/或其周围环境相关的视觉信息，以例如用于停车辅助、街道标志和/或交通标志识别、行人检测、车道标志检测和车道偏离警告、周围视野等。两个或更多个相机也可以用于基于两个或更多个相机的定位和它们对环境特征的视角来确定环境特征(例如，建筑物或地标)的距离。相机可以包括广角镜头，诸如可以提供大视角(例如，大于150°)的鱼眼镜头。多个相机可以提供多个视图，这些视图可以被拼接在一起以形成聚合视图。例如，来自位于车辆102每侧的相机的图像可以被拼接在一起，以形成车辆和/或其周围环境的360度视图。在某些实施例中，360度视图可以从头顶视角提供，诸如以45度角俯视车辆的视角。
超声传感器阵列可以位于车辆102的前保险杠上。在一些实施例中，车辆102可以包括在车辆102的驾驶员侧、乘客侧和/或后保险杠上的超声传感器。超声传感器可以发射超声波，车辆控制系统可以使用该超声波来检测周围环境中的对象(例如，人、结构和/或其他车辆)。在一些实施例中，车辆控制系统还可以使用超声波来确定对象相对于车辆102的速度、定位(包括距离)和/或其他属性。例如，超声传感器也可以用于停车辅助。
雷达传感器可以发射无线电频率波，车辆控制系统可以使用该无线电频率波来检测周围环境中的对象(例如，人、结构和/或其他车辆)。在一些实施例中，车辆控制系统可以使用射频波来确定对象的速度、定位(包括距离)和/或其他属性。雷达传感器可以位于车辆前保险杠的拐角处或前仪表板上。一些雷达传感器可以安装在车辆102的后部。雷达传感器可以包括远程雷达、中程雷达和/或短程雷达，并且可以用于例如盲点检测、后方碰撞警告、交叉交通警报、自适应巡航控制等。
LIDAR传感器可以发射红外激光，车辆控制系统可以使用该红外激光来检测周围环境中的对象(例如，人、结构和/或其他车辆)，例如，用于紧急制动、行人检测或避免碰撞。在一些实施例中，车辆控制系统可以使用红外激光来确定对象的速度、定位(包括距离)和/或其他属性。例如，LIDAR传感器可以位于车辆102的顶部或底部。
IMU可以测量速度、线性加速度或减速度、角加速度或减速度，或与车辆102的运动相关的其他参数。例如，车轮传感器可以包括测量方向盘定位角度和转动速率的转向角度传感器、测量车轮转速的转速传感器或另一车轮速度传感器。
在一些实施例中，诸如在GNSS信号中断或减弱期间，或在具有欺骗或其他异常信号的环境中，车辆数据(诸如车轮滴答声、前进/后退信号、方向盘角度以及由以上所描述的传感器生成的其他数据)可以用来提高基于GNSS的定位系统的精度。例如，当GNSS信号弱、不可用或有噪声(由于噪声和干扰)时，交通工具的传感器融合模块可以使用航位推测技术来融合IMU数据、交通工具数据或其他传感器数据以及交通工具的先前确定的位置(例如，校正的定位数据)，以估计交通工具的定位信息。IMU数据可包括车辆的速度和/或加速度信息，并且因此可以用于基于运动定律和方程确定车辆在特定时刻的位移。
航位推算是这样一个过程：使用先前确定的定位(或定位固定)来计算当前定位，并且基于已知或所估计的经过时间和路线的速度来推进(传播)该定位。为了克服GNSS技术的局限性，航位推算可以在一些高端导航系统中实施。例如，卫星信号在建筑物、停车场和隧道中可能是不可用的，并且由于对卫星的视线被阻挡或多径传播，在城市峡谷和树木附近经常严重恶化。在航位推测导航系统中，车辆可以配备有传感器等，这些传感器知道车轮周长并且可以记录车轮旋转和转向方向。这些传感器通常已经存在于车辆中，以用于其他目的(例如，防抱死制动系统、电子稳定控制等)，并且可以由导航系统从控制器局域网(CAN)总线读取。然后，导航系统使用例如卡尔曼滤波器将传感器数据与来自GNSS接收器的更精确但偶尔不可用的定位信息整合成组合定位。卡尔曼滤波器可以执行包括预测阶段和更新(或校正)阶段的递归两阶段过程。预测阶段可以通过向前投影先前状态和不确定性来对当前状态和不确定性进行估计，以获得当前状态和不确定性的先验估计，并且更新阶段可以基于当前测量对先验估计进行更新，以获得改进的后验估计。
如以上所描述的，GPS系统中的每个卫星可以发送包括例如1023或更多个比特的PRN码。PRN码对于每个卫星来说可以是唯一的。对于每个被跟踪的卫星，GNSS接收器可以确定PRN码的传播时间。GNSS接收器可以知道在给定时间每个卫星的PRN码，并且可以用GNSS接收器自己的时钟生成电子副本。然后，GNSS接收器可以将副本信号与所接收的GNSS信号进行比较。由于GNSS信号实际上是在一段时间之前(例如，由于光速，大约0.07秒之前)在卫星中创建的，因此接收器的复制信号需要被延迟，以便使输入信号与复制信号匹配。该时间延迟表示信号从卫星传播到接收器的时间，以及卫星时钟和接收器时钟的误差。
在一些实施例中，时间延迟可以通过自相关来确定。在自相关中，来自输入信号的第一比特乘以复制信号的第一比特。例如，如果两个信号的前两个比特的值都为-1，则结果为(-1)×(-1)＝+1。类似地，如果两个比特的值都为+1，则结果为+1。另一方面，如果两个比特不一致，则结果为(+1)×(-1)＝-1。该过程对第二对比特重复，依此类推。结果可以写成+1(比特一致)和-1(比特不一致)的序列。然后，将该序列求和，并且除以每个信号中的总比特数。例如，如果信号A包括(+1，-1，-1，+1，-1)，并且信号B包括(+1，+1，-1，-1，+1)，则乘法得出(+1，-1，+1，-1，-1)，其和得出-1，并且用和除以比特数(5)得出-0.2。如果两个信号完全匹配，则结果将是+1。当两个信号包括伪随机模式并且在时间上不适当匹配时，自相关的结果可能接近于零。如果两个信号在时间上对齐，则结果接近+1(但并不精确，因为真实信号也有噪声，并且因此一些比特是不正确的)。通常，比较的比特数越多，分辨率越高。自相关函数可以具有等边三角形的形状，其峰值为1(如果没有噪声)，这可以用于找到使自相关最大化的时间位移。
在GPS信号获取过程中，GNSS接收器可以标识接收器可见的卫星，并且提供对输入GPS信号的载波频率多普勒频移和C/A码延迟的测量。GPS信号载波频率中的多普勒频移可能是由卫星相对于接收器的相对速度引起的。GNSS系统中的卫星在围绕地球的快速轨道上移动，其中，轨道对于不同的星座可以是不同的(低地球轨道、中地球轨道、覆盖范围等)。因此，虽然卫星可以以起始频率f0发送，但是存在与在GNSS接收器处接收的卫星信号相关联的多普勒频移。这种偏移很大程度上是由于卫星(Δfsat)的运动造成的，并且也可以是由于接收器(Δfreceiver)的移动造成的。因此，GNSS接收器可以检测到f0+Δfsat+Δfreceiver的卫星信号。C/A码相位偏移是由卫星信号从卫星到GNSS接收器的发送时间引起的。在给定的卫星频带内，例如GPS的L1，每个卫星通常以相同的频率发送，但是使用正交编码，使得不同的卫星信号可以被检测，并且相应的伪距可以在基带确定。相比之下，GLONASS卫星共享相同的编码，但对卫星信号使用不同的子带。
获取通常通过使本地生成的C/A码和载波与所接收的信号同步来执行。获取通常对从卫星信号接收的数据块执行，诸如C/A码的时段(例如，1ms)。GNSS接收器可以通过估计每个信号的多普勒频率和码延迟，在搜索空间中找到来自不同卫星的卫星信号。在标识可用卫星并且获取参数之后，并行信道可以用于跟踪所标识的卫星。在一些实施例中，在每个通道中，跟踪回路用于提取导航数据。在跟踪环路中，通过细化码相位和多普勒频率来去除C/A码和载波。
图2A示出了示例信号处理架构200的简化框图，信号处理架构200可以用于GNSS接收器中，以实施GNSS信号获取和跟踪(包括基于网格的跟踪和基于环路的跟踪，如下文进一步详细描述的)。信号处理架构200可以在GNSS接收器的硬件和/或软件组件中实施，诸如图11的GNSS接收器1180和/或图12的GNSS接收器1280，这将在下文中更详细地描述。信号处理架构200通过将所接收的信号与具有至少部分地基于第一载波频率f1和第二载波频率f2确定的频率FLO的本地振荡器(LO)信号混合，来处理两个GNSS信号GNSS1和GNSS2。如图2A所示，根据特定实施方式，信号处理架构200可以在单个射频(RF)天线202、诸如表面声波(SAW)滤波器204的带通RF滤波器和低噪声放大器206处接收信号GNSS1和GNSS2。如图所示，然后，通过将所接收的信号与LO信号混合，所接收的GNSS信号可以被复杂地下变频到中频。
在这种情况下，“下变频”可以涉及将具有第一频率特性的输入信号变换为具有第二频率特性的输出信号。在一种特定实施方式中，尽管所要求保护的主题不限于这一方面，但是这样的下变频可以包括将第一信号变换为第二信号，其中，第二信号具有比第一信号的频率低的频率特性。这里，在特定示例中，这样的下变频可以包括将射频(RF)信号变换为中频(IF)信号，或将IF信号变换为基带信号和/或基带信息。然而，这些仅仅是下变频的示例，并且所要求保护的主题在这方面不受限制。
在特定实施方式中，通过在f1与f2之间的大约中点处选择FLO，从频谱202和204下变频的信号部分可以基本上被带通滤波器208和210覆盖。这里，例如，FLO的特定频率的选择可能导致一个下变频GNSS信号的镜像频率分量可以与另一下变频GNSS信号的期望信号分量基本重叠。在特定实施例中，这样的重叠的影响可以避免，而无需在与LO混合之前衰减镜像频率分量。然而，应理解，在其他实施方式中，FLO可以被选择为除了f1与f2之间的大约中点之外的某个位置，并且所要求保护的主题在这方面不受限制。
然后，由相关联的BPF 208和210滤波的同相(I)和正交(Q)分量可以在模数转换电路(ADC)212和214处被数字采样，以提供数字采样的同相分量和正交分量用于进一步处理(例如，如本文所描述的获取和/或跟踪)。这里，ADC 212和214可以适于以组合信号的奈奎斯特速率或高于该速率对BPF 208和210的输出信号进行采样。此外，当前示出的实施方式包括第一下变频级与第二下变频级之间的ADC 212和214。然而，应理解，在不背离所要求保护的主题的情况下，可以实施其他架构。例如，在其他实施方式中，模数转换可以在第二次下变频之后发生。同样，这些仅仅是示例实施方式，并且所要求保护的主题在这些方面不受限制。
此外，在替代实施方式中，ADC 212和214可以用单个复合ADC或用单个分时和/或多路复用ADC来代替，其中，适当的延迟在同相信号路径与正交信号路径之间共享。
在特定实施方式中，GNSS1和/或GNSS2可以包括若干对不同GNSS信号中的任何一对。在一个特定实施例中，尽管所要求保护的主题在这方面不受限制，但是GNSS1和GNSS2可以被选择为使得f1和f2在频率上接近，以通过限制工作频带来实现SAW 204和/或LNA 206的低成本制造。虽然如以上特定实施例中所示，GNSS1和GNSS2可以被选择为使得f1和f2在频率上接近(例如，都在L1频带中或都在L2频带中)，但是所要求保护的主题在这方面不受限制。在替代实施例中，如上所示，在更大分离的载波频率上发送的GNSS信号可以在单个接收器信道中下变频到公共中频。在一个特定示例中，GNSS星座中的SV可以在不同的载波频率和/或频带(诸如L1频带和L2频带)发送多个GNSS信号。
在特定实施例中，BPF 208和210的带宽可以集中在公共中频IFo附近，以处理从GNSS1和GNSS2接收的GNSS信号部分。此外，BPF 208和210的带宽可以实施为足够宽，以捕获从GNSS1和GNSS2接收的足够信息的GNSS信号，而不会在频谱202和204的频带之外引入明显的噪声。附加地，足够窄的BPF 208和210可以被选择来使ADC 212和214能够以给定的采样率(例如，大约以奈奎斯特速率)进行采样，而没有明显的失真。
根据特定实施方式，由ADC 212和214提供的采样的同相分量和正交分量可以根据复杂下变频和数字基带216进一步处理，复杂下变频和数字基带216可以用于生成同相分量和正交分量，并且输出从GNSS信号导出的伪距。根据一些实施例，复杂下变频和数字基带216的输出可以更广泛地称为测量，其中，该测量可以包括伪距或伪距和载波相位。
图2B示出了根据一些实施例可以用于卫星信号获取的二维搜索网格250的示例。搜索网格250的一个轴是具有不同多普勒频移的载波频率假设，并且搜索网格250的另一轴是码相位假设(或码/时间延迟)。搜索网格250通常被称为搜索窗口，尽管如下文所描述的，该搜索窗口的维度可以变窄以减小搜索空间。在每个搜索步骤中，多普勒频移(以及因此本地生成的载波的频率)和本地生成的PRN码的延迟可以根据搜索网格的日期点来设置。然后，来自RF前端的所接收的信号可以使用多普勒频移和码相位偏移来处理，如上面参考图2A所描述的。在许多实施例中，积分结果大于阈值，本地生成的载波信号的频率和码相位偏移可以被移交给跟踪单元/算法用于进行进一步处理。(然而，如下所述，实施例可以执行验证来确定这是否为欺骗信号。)当GNSS接收器处于跟踪模式时，时间频率搜索窗口可以相当精确地被知道，并且当卫星移动时，卫星可以通过相应地移动搜索窗口来跟踪，从而导致多普勒频移相应地变化。如果积分结果小于阈值，则地生成的载波的频率和/或本地生成的PRN码的延迟可以基于搜索网格中的另一数据点来调整本，直到它们与所接收的信号的频率和码相位偏移相匹配，从而产生大于阈值的积分结果。
GNSS接收器通常存储有有助于加快获取卫星信号的过程的一些信息。当GNSS接收器开启时，可以检索最后计算的定位、时间、历书等。如果该信息足够精确，则接收器可以计算所有可见卫星的近似多普勒频率，使得接收器不需要在搜索空间的整个频率平面中搜索，或可以快速找到载波(称为热启动)。例如，如果移动设备有时间和大致位置，则GNSS卫星的位置可以相对于移动设备来确定。此外，因为每个GNSS卫星的位置、航向和速度可以基于例如星历表和/或历书来确定，所以每个卫星的多普勒偏移可以基于卫星的运动来确定。类似地，在确定每个卫星信号经历的多普勒频移以及因此寻找给定卫星信号的时间和频率窗口时，接收器相对于卫星的运动可以被考虑。
在冷启动或非跟踪模式下，GNSS接收器可能需要在更大的时间-频率搜索空间中搜索多普勒频率和卫星，以与卫星的已知码相关，这些卫星被预期在基于卫星辅助信息和可见卫星的预测轨道确定的频率范围内可见。然后，接收器可以基于信号相对于已知卫星码随时间的积分，选择最强的积分峰值等。
图3示出了基于网格的搜索窗口300的示例，该搜索窗口300延伸跨越频率维度中的二十个假设和码相位维度中的32个码相位假设或仓。同样，对搜索窗口300的每个维度的假设的特定位置和/或间距的选择可以由从外部(本文也称为“注入”位置)和/或从一个或多个先前搜索获得的信息来指导。例如，可以知道或估计期望信号位于来自给定码相位的特定数量的码片内，和/或该信号可以在给定频率周围的特定带宽内找到，从而码相位搜索窗口可以被相应地定义。在对一个以上的码进行搜索的情况下，相关联的搜索窗口不需要具有相同的尺寸。
可以进行搜索(例如，根据D个频率假设乘以C个码假设的搜索窗口)，以获得D×C个能量结果的网格，每个结果对应于D个频率假设中的一个和C个码假设中的一个。对应于特定频率假设的码相位假设的能量结果集合在本文可以被称为“多普勒仓”。
图4示出了二十个多普勒仓的能量分布或网格内的峰值的示例，每个仓具有64个码相位假设。在该示例中，相邻的码相位假设相隔1/2码片，使得网格在码空间中跨越32个码片。该图中的能量峰值指示在多普勒仓10中的码相位假设16处存在所选择的SV信号。接收器(或这样的设备中的搜索器)可以从所接收的信号的相同部分中为若干不同的对应SV产生能量网格，这些网格可能具有不同的维度。
所接收的信号可以包括通过不同路径传播以在不同时间到达接收器的相同发送信号的版本。这样的所接收的信号与对应参考码的相关可能在不同的网格点产生若干峰值，每个峰值是由于发送信号的不同情况(也称为多径)造成的。这些多径峰值可能落在同一多普勒仓内。除了多径，欺骗还可能产生一个或多个附加的峰值。图5示出了具有多个峰值的能量分布的示例。
如以上所描述的，在GPS系统中，每个卫星在L1频带(例如，在1575.42MHz)中使用粗捕获(C/A)码(例如，每1ms重复一次)和在L2频带(例如，在1227.60MHz)中使用加密精定位(P/Y)码以大约50bps的数据速率连续广播GPS信息。P(Y)码是加密的，并且仅由授权的美国军方接收器使用。C/A码没有为普通民用接入加密。此外，由GNSS SV发送的信号在到达GNSS接收器时通常具有非常低的信号强度(例如，小于大约-120dBm)。因此，无线电干扰会压制弱GNSS信号，导致卫星信号丢失，并且可能导致定位丢失。因此，民用GPS可能非常容易受到欺骗攻击。恶意参与者可能会利用此漏洞，并且可能在竞争信号(称为欺骗信号)中发送不正确的信息。如上所述，这会导致多普勒仓中的附加的能量峰值，然后，GNSS接收器可以使用该附加的能量峰值来确定导航数据或时间数据，该导航数据或时间数据不同于基于真实GNSS信号所确定的导航数据或时间数据。这会导致依赖GNSS导航信号的车辆偏离路线，或在极端情况下，GNSS欺骗系统可以控制导航系统并且将车辆改道至非预期位置。因此，欺骗信号会导致事故或其他损害。
例如，通过具有与由声称的源发送的信号的格式相似或相同的格式，欺骗信号可以具有对应的声称的源。例如，欺骗信号可以包括与声称的卫星相关联的相同的PRN码。然而，欺骗信号可以具有一些修改的参数，诸如时间和/或日期信息、标识、编码的星历或其他编码的信息，这将导致移动设备计算错误的位置或无法计算位置。例如，欺骗信号可以模拟特定频带上的特定GNSS星座的信号，诸如L1频带上的GPS信号，或可以包括对应于多个GNSS星座和/或多个频带的模拟信号。欺骗场景变得越复杂，创建/模拟该场景的技术难度就越大，并且部署该欺骗场景的成本也就越高。欺骗信号可以是基于GNSS的(例如，来自SV)或可以是基于地面的(例如，来自虚假基站和/或接入点)。
GPS欺骗攻击可以包括两个步骤。在第一步(接管)中，欺骗器可以引诱受害者GPS接收器从合法的信号迁移到欺骗信号。在一些情况下，欺骗器可以以高功率发送伪造的GPS信号，从而导致受害者失去对卫星的跟踪并且锁定更强的欺骗信号。在一些情况下，欺骗器可以发送与认证GPS信号同步的信号，然后逐渐压制认证GPS信号以导致迁移。在后一种情况下，欺骗信号可以不在接收信号强度、频率或时间上生成异常跳变，但欺骗器可能需要使用专门的硬件在受害者的位置实时跟踪原始信号并且与其同步。在第二步骤中，欺骗器可以通过改变信号的到达时间或修改导航消息来操纵GPS接收器。
在GNSS信号获取的时间-频率搜索期间，GNSS接收器可能最容易受到欺骗信号的攻击。欺骗信号通常可以以协调的方式被仿真，并且以高信号电平被广播，使得仿真信号和相关联的偏移以及其他特性可以导致接收器计算错误位置或一系列错误位置。欺骗信号可以通过管理每个卫星的频率偏移来协调，使其与虚假位置或一系列虚假位置一致。
欺骗系统的目标是看起来尽可能与真实的GNSS信号一致，但是给出与不同位置而不是GNSS接收器的实际位置一致的多普勒频率偏移和/或定时延迟偏移。为了使欺骗信号相当令人信服，欺骗信号中的时间信息可能需要与每个仿真星座的当前卫星时间相当一致。例如，欺骗系统可以包括GNSS接收器以获得当前GNSS时间和可见卫星。欺骗信号中的消息可能需要与来自实际卫星的消息相当一致。欺骗信号可能需要包括与单个但不同的位置一致的多普勒偏移。欺骗系统可能需要接近GNSS接收器，使得欺骗信号的信号强度可以明显大于实际的GNSS信号(例如，室外环境GNSS信号水平)。
因为GNSS信号的检测和测距是通过相关在基带中完成的，所以改变频率偏移以与所有可见卫星上的不同位置一致可以足以改变GNSS接收器计算的位置。在一个示例中，欺骗系统可以接收现有的GNSS信号，改变每个卫星信号的频率以与欺骗位置的多普勒偏移一致，并且基于已知的卫星位置(经由下载或解调的辅助数据)、每个卫星的速度和方向以及欺骗位置，以更强的信号强度转播改变的信号。在一些实施例中，也可以改变一天中的编码时间，这对于相对短的距离可能是不需要的。
图6示出了定位系统600的示例中的异常GNSS信号的示例。定位系统600可以类似于定位系统100，并且可以包括例如车辆102、UE 105、卫星110、基站120、AP 130、位置服务器160、网络170和外部客户端180。定位系统600还可以包括SV 610和卫星信号仿真器620，它们可以发送异常GNSS信号。例如，SV 610可以向UE 105发送异常GNSS信号612。异常GNSS信号612具有载波频率，其中，载波频率可以是由UE使用GNSS信号确定位置所使用的频率，诸如GPS系统的L1频率(1575.42MHz)。异常GNSS信号612可能在一个或多个方面异常。例如，异常GNSS信号612可以是欺骗信号，以与SV 610相关联的格式产生，但是不精确，诸如具有不正确的定时，这可能导致对从UE 105到SV 610的距离的不精确确定。作为另一示例，异常GNSS信号612可以为欺骗信号，具有与另一SV相关联的格式，诸如包含SV 610的相同星座的另一SV或不同星座的另一SV。在这种情况下，为异常GNSS信号612确定的伪距可以对应于从UE 105到SV 610的距离，但是UE 105可以使用该距离作为从UE 105到另一SV的预期位置(例如，如星历数据所指示的)的距离。在这些场景中的任一种中，如果UE 105没有将异常GNSS信号612识别为异常，并且因此不会采取适当的行动，诸如不使用异常GNSS信号612和/或根据异常GNSS信号612确定的伪距来确定UE 105的位置，则UE 105可能接收到SV 610格式的信号或模拟另一SV格式的信号中的不精确信息，并且UE 105可能计算出UE 105的不正确位置。
在另一示例中，UE 105可以从卫星信号仿真器620(例如，欺骗器)接收异常GNSS信号622。卫星信号仿真器620可以是GNSS信号模拟器，其被配置为产生和发送模拟GNSS信号的信号。异常GNSS信号622因此可以模拟来自诸如卫星110的SV的信号(例如，具有对应于SV的格式(例如，伪随机码))。当由UE 105接收时，异常GNSS信号622可能具有比来自卫星110的非异常GNSS信号高得多的功率(以及对应的多普勒仓峰值)，这可能导致UE 105获取并且跟踪异常GNSS信号622，而不是如以上所描述由卫星110实际发送的非异常GNSS信号。
图7示出了欺骗器724的欺骗可以如何影响使用基于GNS的定位的车辆的估计定位的示例。欺骗器724(可以是移动或固定的)可以是卫星信号仿真器620的示例。欺骗器724可以包括天线728和发送器732。欺骗器724可以生成由车辆天线720接收的欺骗信号726。欺骗信号726可以是包含多个虚假GNSS卫星信号的复合信号。欺骗信号726可以被生成来模仿真实的GNSS卫星信号。
在一些实施例中，欺骗器724可以位于固定的地理位置。在一些实施例中，欺骗器724可以是移动的(例如，附接到车辆、无人机或船只上)。例如，欺骗器724可以在塔上或其他广播点，或可以在跟随目标的汽车或其他移动交通工具(例如，车辆700)中。移动欺骗器724提供与实际GNSS信号仅有一点点不同的欺骗信号的情况可能更难检测，并且在这样的情况下，根据一些实施例，移动设备处的GNSS接收器的定位引擎可能更加依赖非GNSS数据源进行定位。例如，位于ATM处的蓝牙收发器可以用于经由来自ATM的安全(握手、公钥私钥交换等)近距离信号(例如，距离可使用往返时间(RTT)或信号强度测距技术来确定)来验证GNSS位置与ATM附近的位置匹配，从而验证移动设备在ATM附近。
欺骗器724可以被设计成以若干方式创建虚假的GNSS卫星信号。在一些实施例中，欺骗器724可以通过模拟用期望的虚假卫星数据编程的真实GNSS卫星信号来创建欺骗信号726。例如，欺骗器724可以在天线728处捕获真实的GNSS信号702、704、706和708，并且然后用发送器732修改和转播这些信号。欺骗器724可以通过转播实况GNSS信号来创建欺骗信号726，该实况GNSS信号包括要被GNSS接收器(例如，在第二位置处)作为真实GNSS信号接受的虚假GNSS数据(例如，对于第一位置)。欺骗器724也可以模拟静止或移动的位置。例如，欺骗器724可以模拟在地理区域周围形成圆圈的位置。
欺骗信号726可以是由天线720接收的多个GNSS信号702、704、706和708的复合信号。当GNSS信号702、704、706和708被从欺骗发送器转播时，它们变成虚假GNSS卫星信号，因为它们包含由欺骗天线728在与真实定位不同的位置接收的数据，从而导致欺骗定位730。欺骗信号726可以包含任何数量的虚假GNSS卫星信号。
欺骗信号726的功率电平可以被设置为使得当欺骗信号726被天线720接收时，欺骗信号726压制真实GNSS信号702、704、706和708。因此，基于虚假GNSS卫星信号，接收器722可以使用欺骗信号726来计算GNSS位置。具体地，接收器722可以测量欺骗信号726的GNSS卫星信号相位(码相位和/或载波相位)值，使用码相位和/或载波相位值来计算不同于真实位置的位置的GNSS位置坐标，并且报告车辆处于不同的位置而不是其真实位置。这可能是欺骗器724的意图，即，使接收器722相信并且报告车辆700处于不同于真实定位的虚假位置(例如，欺骗定位730)。还可以欺骗导航系统，以使导航设备提供错误的定时数据。
为了解决欺骗攻击，根据本公开的系统和方法可以使用各种技术来检测潜在的GNSS欺骗，并且减少或最小化欺骗信号对移动设备的定位和导航的影响。这些技术可以由UE(诸如移动设备或车辆)的软件和/或硬件组件来执行。这可以包括电路和/或软件，该电路包括在GNSS接收器和/或应用处理器中，该软件由GNSS接收器和/或应用处理器执行。
在一些实施例中，GNSS接收器可以基于信号强度来检测欺骗信号。如以上所描述的，在GNSS接收器处，由欺骗器(例如，卫星信号仿真器620或欺骗器724)生成的欺骗信号通常具有比由GNSS SV发送的真实GNSS信号的信号强度大的信号强度，以便引诱GNSS接收器锁定更强的欺骗信号。因此，信号强度的突然增加或高于阈值的信号强度将指示所检测的信号可能为欺骗信号。例如，该阈值可以是在开放天空条件或另一信号环境中的典型GNSS信号强度。当信号强度持续高于阈值时，该信号可能为欺骗信号。在一些实施例中，阈值可以通过众包来确定。在一些实施例中，GNSS接收器的可编程增益放大器(PGA)可以被监控，并且达到正或负轨的PGA输出可以指示强欺骗信号存在。在一些实施例中，信噪比或载噪比的增加可以指示所接收的信号为潜在的欺骗信号。在一些实施例中，噪底的增加也可以指示所接收的信号为潜在的欺骗信号。
在一些实施例中，GNSS接收器可以通过检测GNSS接收器处的时间不连续性来检测欺骗信号。当欺骗设备与GNSS时间不同步时，或当由欺骗器发送的欺骗信号中存在明显的延迟时，可能出现时间不连续。如以上所描述的，欺骗器可能需要时间来获取真实的GNSS信号并且生成欺骗信号，并且因此在欺骗设备处生成欺骗信号可能存在明显的延迟。因此，当已经与GNSS时间同步的GNSS接收器获取并且使用欺骗信号来确定位置和时间时(例如，在热模式下)，GNSS接收器可以检测时间变化，该时间变化可能近似等于与欺骗设备处的处理时间相关联的时间延迟。
在一些实施例中，GNSS接收器可以通过检测GNSS接收器处GNSS信号的信号频率的突然变化来检测欺骗信号，具体是当所有信号受到相干影响以指示新位置时。在一些实施例中，所接收的GNSS信号的多普勒频移和/或相位延迟可以被比较，以确定具有较高强度的信号是否异常(在预期时间窗口和/或多普勒窗口之外的信号被标识为异常)。附加地或替代地，移动设备的粗略位置(例如，基于广域网(WAN)和/或WLAN信号或如以上所描述的其他传感器数据确定的)可以用于确定预期的多普勒频移和相移，并且与预期的多普勒频移和/或相移明显不同的GNSS信号可以被标识为潜在的欺骗信号。
在一些实施例中，GNSS接收器可以通过检测所计算的位置的突然变化来检测欺骗信号。如以上所描述的，GNSS接收器可以处于跟踪模式，其中，所确定的GNSS伪距可以被馈入卡尔曼滤波器或另一位置传播滤波器。位置传播滤波器可以确定所传播的位置，而GNSS接收器也可以基于使用GNSS信号确定的伪距来预测位置。如果所传播的位置与预测位置之间的差大于阈值，则当GNSS伪距被使用时，定位跳变可能发生。因此，系统可能锁定了欺骗信号，而不是真正的GNSS信号。在一些实施例中，如以上所描述的，诸如运动传感器、超声传感器、雷达传感器、LIDAR传感器、车轮传感器等其他传感器可以用于预测车辆的位置，如在使用航位推测技术(例如，行人航位推测或汽车航位推测)的定位中，并且然后，预测位置可以与使用GNSS伪距的预测位置进行比较。如果差大于阈值，则用于确定伪距的GNSS信号可能为欺骗信号。在一些实施例中，基于GNSS信号预测的位置可以与基于例如Wi-Fi和/或基于WAN的三边测量和/或航位推算确定的位置进行比较。如果差大于阈值，则用于确定伪距的GNSS信号可能为欺骗信号。在一些实施例中，如果基于GNSS信号预测的位置(和/或位置的历史)与地图或周围环境(例如，在陆地上而不是在水上，如使用相机确定的)上的某些特征(例如，由GNSS信号指示的直线街道而不是圆形)不匹配，则GNSS信号可能包括欺骗信号。例如，如果GNSS接收器在街道上，但是GNSS信号指示GNSS接收器在不同的环境中(例如，在船上)，则GNSS信号可能包括欺骗信号。
在一些实施例中，从不同星座或不同频带接收的GNSS信号之间的不一致(例如，伪距和/或GNSS接收器的所得位置估计的差超过阈值距离)可以指示一些信号可能为欺骗信号。如果信号持续不一致超过阈值量，诸如不能用GNSS散射解释的量，则一些信号可能为欺骗信号。阈值量可以是固定阈值，或可以通过测量所接收的信号上的GNSS散射来确定。
如以上所描述的，GNSS信号可以由GNSS接收器通过多径传播从卫星接收。因此，GNSS接收器可以在GNSS信号获取期间找到多个峰值。多径传播可能导致所确定的位置偏离几百米，但是通常可能不会导致所计算的位置偏离真实位置超过几百米，诸如在另一城市或另一国家。此外，由多径传播引起的多个峰值可能在时间和/或位置上不一致。因此，由多径传播引起的多个峰值可以与由欺骗信号引起的多个峰值区分开。在一些实施例中，GNSS接收器可通过使用最小二乘拟合技术和每个相应的自洽GNSS信号集合求解移动设备的位置(例如，x、y和z坐标)以及粗略和精细时间来跟踪两组或更多组自洽GNSS信号。如果使用两组或更多组自洽GNSS信号确定的位置以一致的方式不一致，则至少一组GNSS信号可能为欺骗信号。在一个示例中，对第一组GNSS信号的测量可以产生一个位置，而对第二组GNSS信号中的信号的测量，尽管具有较强的接收功率，可以在可能远离第一位置的不同位置周围结合，则第二组GNSS信号可以被标识为潜在的欺骗信号。在这样的场景中，可能有两个位置集群，一个集群靠近基于历史数据和/或其他输入数据的位置，并且另一集群聚集在可能不是实际位置的仿真位置周围。在一些实施例中，两组或更多组GNSS信号可以被并行跟踪。在一些其他实施例中，GNSS信号可以被保存到存储器中，并且可以被处理或重新处理以单独跟踪两组或更多组GNSS信号。
在一些实施例中，如果所接收的信号与周围环境不一致，则GNSS接收器可以基于对周围环境的了解来标识欺骗信号。例如，如果GNSS接收器处于噪声环境或应具有多径信号的环境中，但是所接收的信号异常干净或具有非常低的多径峰值和/或一致，则所接收的信号可能包括欺骗信号。
在一些实施例中，被标识为潜在的欺骗信号的信号可以被重新检查，以确定该信号是否确实为欺骗信号。例如，如以上所描述的用于标识潜在的欺骗信号的一种或多种技术可以在不同的时间重复或组合使用，以确定和/或交叉检查该信号是否为欺骗信号。
在一些实施例中，移动设备(例如，车辆或移动设备)可以使用以上所描述的任何方法或方法的任何组合来检测潜在的欺骗信号，并且可以通过例如忽略所标识的欺骗信号以支持非欺骗的和/或更可靠的数据源来减轻潜在的欺骗信号的影响。移动设备还可以向其他设备标记欺骗信号，诸如经由位置服务器或基于基站的警报，或通过将辅助数据中的信号源标记为不可靠。
在一些实施例中，一组强信号(特别是如果强信号来自相同的GNSS星座和相同的频带)可以用于确定位置，然后，该位置可以对照地面位置信号、位置传播滤波器(例如，卡尔曼滤波器)输出和/或最近存储的位置(例如，不到一个小时前)来验证。如果存在明显的不一致，则存储在存储器中的较弱的GNSS信号可以用于确定位置，而较强的信号可以被忽略。附加地或替代地，辅助GNSS信号搜索可以被执行来标识次级或较低强度的相关峰值，以计算真实位置。例如，具体地，如果较弱的峰值与预测的或已知的位置近似一致，则附加的相关峰值(包括那些离强的检测到的相关峰值更远的相关峰值)可以被报告给位置引擎并且被位置引擎利用。在一些实施例中，搜索窗口可以基于较弱的GNSS信号源、历史数据、地面信号源和/或时间信息来设置，使得异常信号源可以被排除在搜索窗口之外。
在一个示例中，在欺骗信号被检测到之后，与移动设备相关联的GNSS接收器可以忽略所有GNSS信号，并且依赖于其他位置信息源，诸如Wi-Fi和WAN信号、其他传感器输入、航位推算输出等。例如，如果移动设备包括移动电话，则基于Wi-Fi、基于WAN或混合三边测量或基于收发器ID的定位技术可以被使用(可能结合航位推测和传感器结果)来确定移动电话的实际位置。如果移动设备包括车辆，则基于其他传感器(例如，相机、LIDAR、IMU等)的输出的定位、地图匹配或其他定位技术可以用来确定车辆的实际位置。
在一些实施例中，由于真实GNSS信号仍然存在(即使GNSS接收器可能由于欺骗信号的较高信号强度而获取了欺骗信号时也是如此)，所以处于跟踪模式的GNSS接收器可以缩小、收紧或仅维持每个卫星的当前搜索窗口，以排除较强的欺骗信号。在一些实施例中，基于来自位置传播滤波器(例如，使用非GNSS源或历史传播位置的卡尔曼滤波器)的输出和卫星辅助数据，如果GNSS接收器还没有处于跟踪模式，则GNSS接收器可以预测正确的搜索窗口。
图8示出了根据某些实施例的使用传播搜索窗口的基于网格的跟踪GNSS信号(或更精确地，对应于GNSS信号的能量峰值)的示例。如以上所描述的，为了获取GNSS信号，GNSS接收器可以改变载波频率和码相位偏移，以搜索来自卫星并且由GNSS接收器接收的GNSS信号与本地生成的PRN信号之间的相关峰值。搜索可以在网格800(类似于图2B至图5所示的网格)中的搜索窗口内执行，其中，GNSS接收器可以基于与搜索窗口中的每个网格点相关联的对应载波频率假设和码相位假设来改变载波频率和码相位偏移。
在图8所示的示例中，先前的搜索可以获取具有相关联的码相位(或码相位偏移)和对应频率(由于多普勒频移)的GNSS信号810。例如，基于先前获取的GNSS信号810的码相位和频率、诸如卫星的位置和/或速度以及移动设备的位置和/或速度的信息、和/或先前的搜索窗口和/或时间和/或卫星星历信息，搜索窗口805可以被确定。搜索窗口805可以是窄的或紧的窗口，因为移动设备与卫星之间的距离和相对速度不会突然改变，并且因此新GNSS信号812的码相位偏移和多普勒频移也不会剧烈改变。另一方面，为了使GNSS接收器确定与真实位置非常不同的位置，欺骗信号可能具有非常不同的码相位偏移和/或频率偏移，如欺骗信号820、822或824所示，其可能在搜索窗口805之外，并且因此可能不会被GNSS接收器获取或锁定。因此，欺骗信号可能不会对定位产生明显的影响。接下来的GNSS信号获取的搜索窗口可以类似地确定，以在后续采样时段(例如，每毫秒或每秒)获取真实GNSS信号814、816等。也就是说，在冷启动时，当较宽的窗口可以使用时，搜索仍然可能拾取欺骗信号(或由于较宽窗口被使用的任何其他原因，诸如当GNSS接收器失去对信号的锁定时)，此时使用最强峰值的传统算法将被欺骗信号劫持。
可以注意到，根据一些实施例，在多径环境中，由于信号反弹，GNSS信号(例如，GNSS信号810)可能偶尔跳出搜索窗口805(例如，对于相对少量的采样时段)。然而，在这样的实施例中，可以有第二较大的窗口(未示出)，其包含表示这样的多径跳变的限制的搜索窗口805。该较大窗口的大小可以基于在典型的密集城市环境中预期的最大可能多径(例如，导致高达一个城市街区的定位误差或几百米的误差)。在这样的多径环境中，当有直接视线时/如果有直接视线，GNSS信号可能零星地返回到窗口中。进一步，每个卫星可能具有不同的多径，因为它们都从天空的不同区域发送信号，并且具有不同的速度矢量(这会不同地影响频率/多普勒)。还可以注意到，搜索窗口可以是静态的，或对于高多径环境可以被放大，以便在高多径环境中不会丢失对卫星信号的跟踪。
在一些实施例中，如以上所描述的，两个或更多个搜索/跟踪窗口，诸如搜索窗口805和830，可以用于跟踪两组或更多组信号，诸如真实GNSS信号812和欺骗信号822。在一些实施例中，欺骗信号(例如，较强的信号和/或与先前信号相比具有较大跳变的信号)可以从基带中的数字信号数据中减去，以增强真实GNSS信号的接收。例如，GNSS信号可以首先被保存到存储器中。在欺骗信号被标识之后，欺骗信号可以从被保存的GNSS信号中减去。在一些实施例中，具有欺骗信号的频率和码相位偏移的有源极点可以被插入，以尝试去除欺骗分量。
在一些实施例中，更宽的搜索窗口可以被使用，其中，GNSS接收器可以不丢弃较弱的相关峰值，而是可以标识与基于其他源预测的当前位置一致的峰值集群，并且忽略与位置连续性预测不一致的较强峰值(因为移动设备不会突然跳变到很远的位置)和/或与其他源不一致的峰值。该技术可以一直用于欺骗减轻，或可以仅在使用以上所描述的技术检测到潜在的欺骗信号时使用。
如以上所描述的，欺骗信号也可能由敌方发射的卫星生成，其中，欺骗信号可能导致GNSS频带中的干扰，或可能包括伪GNSS信号。根据所利用的信号能量，以上所描述的技术以及在一些实施例中，更长的积分时段、基带中伪信号的主动隔离和消除，和/或主动窗口管理(例如，基于非共址的卫星的不同多普勒轮廓)可以用于减轻欺骗信号对定位的影响。在一些实施例中，通过描绘相对于轨道的多普勒频移，还可以确定欺骗信号的源，诸如生成欺骗信号的卫星和卫星星座。
在一些实施例中，关于欺骗信号的信息，诸如欺骗信号在其中被检测到的区域、移动欺骗器的特征(例如，发送欺骗信号的车辆的牌照或数字标识或其他标识特征)等，可以从各个GNSS接收器或移动设备众包。例如，该信息可以被发送到其他GNSS接收器或位置服务器，该位置服务器可以核对所接收的信息以生成包括诸如欺骗区域的信息的特定辅助数据。然后，位置服务器可以向GNSS接收器广播辅助数据。
图9A是示出根据某些实施例的在存在GNSS欺骗的情况下确定移动设备的正确位置的方法900-A的示例的流程图。例如，移动设备可以包括移动电话、车辆和/或其他类型的UE或电子设备。需要说明的是，图9A所示和本文所描述的操作提供了特定的定位技术来检测和减轻欺骗信号对定位的影响。根据替代实施例，其他操作序列也可以执行。例如，替代实施例可以以不同的顺序执行操作。此外，图9A所示的各个操作可以包括多个子操作，这些子操作可以按照适合于各个操作的各种顺序来执行。此外，根据特定的应用，一些操作可以被添加或删除。在一些实施方式中，两个或更多个操作可以并行执行。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。在各种实施例中，例如，用于执行方法900-A中所示的功能的部件可以包括移动设备的GNSS接收器和/或处理单元，GNSS接收器和/或处理单元可以包括用于执行所描述的功能的硬件和/或软件组件。例如，用于执行方法900-A中的操作的部件可以包括移动设备的各种组件，诸如无线通信接口1130、无线通信天线1132、总线1105、数字信号处理器(DSP)1120、处理单元1110、存储器1160、GNSS接收器1180和/或移动设备1100的其他组件，如下图11所示；和/或无线通信接口1230、无线通信天线1232、总线1205、数字信号处理器(DSP)1220、处理单元1210、存储器1260、GNSS接收器1280和/或移动设备1200的其他组件，如下图12所示。
框905处的功能包括基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位。这里，来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息可以包括来自数据源的指示移动设备的位置的多种信息中的任何一种(除了当前GNSS信息)。因此，该定位信息可以包括至少部分地基于来自地面收发器(例如，基于RAT的定位、基于WLAN的定位等)、WAN小区扇区中心、接入点(AP)位置(例如，基于最近AP的位置)、地图数据、传感器数据或航位推测定位信息或其组合的信号的移动设备的多边化。传感器数据也可以根据移动设备可用的传感器而变化。例如，传感器数据可以包括来自运动传感器、磁力计、车轮传感器、相机、雷达、LIDAR或声纳传感器或其组合的数据。
可以注意到，虽然非GNSS定位可能不基于当前的GNSS信号，但是它可能至少部分地基于先前的GNSS信息。例如，非GNSS定位可以由定位引擎(例如，卡尔曼滤波器)提供，该定位引擎可以使用来自各种数据源(包括前面提到的地面收发器、传感器等)的信息，以及可能已经使用了GNSS信息的历史位置/先前定位(例如，先前的GNSS位置信息)。
如下面更详细描述的(例如，参考图12)，考虑到来自一个或多个位置数据源的数据，应用处理器可以确定和/或获得移动设备的非GNSS定位(例如，使用定位引擎)。然后，应用处理器可以向GNSS接收器提供位置和/或提供数据，使得GNSS接收器能够鉴于非GNSS定位来定义搜索窗口。在这样的实施例中，方法900-A还可以包括在移动设备的GNSS接收器处从移动设备的应用处理器接收非GNSS定位。
在框910处，该功能包括在移动设备处接收第一GNSS信号。例如，这可以包括从冷启动接收器获取第一GNSS信号。从冷启动开始，GNSS接收器可以搜索非常大的搜索空间。例如，搜索窗口可以包括多达整个国家或更多，或小到地面收发器的最大天线范围。然而，有了定位信息，这个搜索基础可能会缩小一些。例如，如果移动设备可以接入最近的先前定位或基于基础设施(例如，基于RAT或基于WLAN)的定位，则搜索空间可以在当前位置和当前时间(如果可用的话)周围缩小。(然而，可以假设搜索窗口足够宽和/或欺骗GNSS信号在频率和相位偏移上足够接近，使得欺骗GNSS信号被当前搜索窗口参数捕获。)此外，根据一些实施例，GNSS接收器可以通过搜索单个卫星，然后使用星历表和时间确定其他卫星的位置来节省处理功率。
在框920处，该功能包括对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括：与预测频率相差超过阈值频率差的频率、与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者。如本文所述，卫星相对于移动设备的近似位置可以根据移动设备的近似定位(例如，移动设备的非GNSS定位)、时间和/或时间不确定性和/或卫星的星历数据来确定。在一些实施例中，星历信息可以用于检测欺骗。星历表信息可以包括长期星历表、从位置服务器发送的常规星历表和/或每个卫星的解调星历表，并且可以用于确定给定卫星在特定时间的近似位置。使用该信息，GNSS接收器可以确定来自卫星的GNSS信号的预测频率和码相位。使用非GNSS定位的置信度和/或精度、历史信息和/或其他相关数据，移动设备可以确定频率差和相位差的阈值，在这些阈值内，来自卫星的GNSS信号是可以预期的。
在框930处，频率包括基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号。这里，例如，频率窗口可以以非GNSS定位为中心，并且根据阈值频率差和阈值码相位差来确定大小。具体地，根据一些实施例，搜索窗口可以被选择为使得第一GNSS在搜索窗口之外。此外，搜索窗口可以使用一个或多个跟踪环路来实现(例如，实施基于环路的获取/跟踪)。附加地或替代地，搜索窗口可以是二维跟踪网格的一部分，二维跟踪网格包括码相位偏移和信号频率的不同组合(例如，基于网格的获取/跟踪)。传统的基于环路和基于网格的获取/跟踪通常获取和跟踪最强的信号(通常可能为欺骗信号)。因此，以框930处所提供的方式建立搜索窗口可以使GNSS接收器能够在存在更强功率的欺骗信号的情况下获取并且跟踪合法的GNSS信号(在预期或预测的搜索空间内)。
在框940处，方法900-A包括确定针对第二GNSS信号的测量。例如，该测量可包括伪距或伪距和载波相位。根据一些实施例，如果第二GNSS信号的测量导致在阈值量内与非GNSS定位一致的估计定位(例如，由定位引擎估计)，则第二GNSS信号可以被确定为合法的GNSS信号，并且第一GNSS信号可以被确定为欺骗信号。(可以注意到，为了确定估计定位，多个卫星(例如，三个或更多个)可以用来确定估计定位。并且因此，第二GNSS信号可以是用于确定移动设备的估计定位的许多信号中的一个信号。)因此，方法900-A的一些实施例还可以包括基于第二GNSS信号的测量(例如，伪距)来确定移动设备的更新的定位和/或确定第一GNSS信号为欺骗信号。如本文别处所述，确定伪距是否导致与非GNSS定位“一致”的估计定位可以涉及确定最小二乘拟合或其他位置计算，其中，当位置使用多个卫星的第一GNSS信号确定时，拟合/误差项可以被分析(例如，相对于阈值)。
根据一些实施例，方法900-A还可以包括从多个所接收的信号中减去欺骗信号，以接收第二GNSS信号。根据一些实施例，第一GNSS信号由移动设备经由第一频率或GNSS星座接收，并且第二GNSS信号由移动设备经由第二频率或GNSS星座接收。附加地或替代地，确定第一GNSS信号为欺骗信号可以至少部分地基于确定第一信号来自第一星座并且与使用第二星座确定的移动设备的位置不一致。
将第一GNSS信号确定为欺骗信号可以根据所需的功能以多种方式中的任何一种来执行。例如，根据一些实施例，确定第一GNSS信号为欺骗信号可以至少部分地基于欺骗信号的信号强度大于阈值。根据一些实施例，该阈值可以基于开放天空条件下的GNSS信号强度水平来确定。
根据一些实施例，确定第一GNSS信号为欺骗信号可以包括：基于包括第一GNSS信号的所接收的信号确定移动设备的定位，并且基于确定定位与非GNSS定位不一致，将所接收的信号标识为包括欺骗信号。附加地或替代地，确定第一GNSS信号为欺骗信号可以包括获取第一GNSS信号，并且基于确定从第一GNSS的伪距确定的一个或多个位置与地图数据不一致，将第一GNSS信号标识为欺骗信号。这里，如下面进一步详细说明的，这种不一致可以包括移动设备位于从地图数据来看不可能的位置。
根据一些实施例，确定第一GNSS信号为欺骗信号可以包括确定第一GNSS信号的信号频率和先前捕获的GNSS信号的信号频率之间的差大于阈值。也就是说，第一GNSS信号频率可能与关于对应GNSS信号频率的历史数据不一致。
根据一些实施例，确定第一GNSS信号为欺骗信号可以包括获取两组自洽信号，其中，一组自洽信号包括第一GNSS信号。在这样的实施例中，确定移动设备的相应定位可以基于不包括第一GNSS信号的该组自洽信号。这样的实施例还可以包括基于两个相应定位之间的差，将包括第一GNSS信号的一组自洽信号标识为包括欺骗信号。如果两组自洽信号被检测到，则最接近非GNSS定位的一组信号可以被确定为合法的GNSS信号，并且另一组信号可以被确定为欺骗信号。这里，自洽信号表明最小平方拟合的误差估计相当小。如果在与非GNSS定位不一致的一组自洽信号中存在紧密配合/小误差，则可能指示欺骗(例如，而不是多径)。多径会不同地影响不同的卫星(例如，相同或遥远星座的卫星)，可能会导致较大的误差。
根据一些实施例，确定第一GNSS信号为欺骗信号包括获取第一GNSS信号，并且基于(i)确定第一GNSS信号的码相位的变化超过阈值码相位变化，(ii)确定第一GNSS信号的频率的变化超过阈值频率变化，(iii)或两者，将第一GNSS信号标识为欺骗信号。如上所述，这些变化可能发生在采样时段之间。多径的例外可以被提供，其中，(如上所述)更大的搜索窗口可以用来考虑基于多径的频率和/或码相位的跳变。
根据一些实施例，检测欺骗信号可以包括获取第一GNSS信号，并且基于确定第一GNSS信号的码相位、频率或两者的变化率不同于先前确定或预测的超过阈值的变化率，将第一GNSS信号标识为欺骗信号。例如，如果被欺骗，则移动设备的所确定的位置可能比已经观察到的(历史数据)或预期的(例如，基于动机移动)改变更多。例如，车辆在高速公路上的行驶速度很少超过100mph，并且在城市里可能只有30-50mph。行人的移动速度通常不会超过10mph。因此，如果移动设备知道移动的类型(驾驶、行走等)，则移动的类型可以用来确定码相位变化和频率变化的最大阈值。移动的类型可以由应用处理器基于例如传感器输入和/或其他数据来确定。
图9B是示出使用关于欺骗信号的信息来处理和/或分类GNSS信号的示例实施例的方法900-B。此外，图9B所示和本文所描述的操作提供了用于检测和减轻欺骗信号对移动设备的定位的影响的特定技术。图9B的框中示出的一些或所有功能可以结合图9A的框中示出的一些或所有功能来执行。根据替代实施例，其他操作序列也可以执行。例如，替代实施例可以以不同的顺序执行操作。此外，图9B所示的各个操作可以包括多个子操作，这些子操作可以按照适合于各个操作的各种顺序来执行。此外，根据特定的应用，一些操作可以被添加或删除。在一些实施方式中，两个或更多个操作可以并行执行。本领域普通技术人员将认识到许多变化、修改和替换。在各种实施例中，例如，用于执行流程图900-B中所示的功能的部件可以包括移动设备的GNSS接收器和/或处理单元，GNSS接收器和/或处理单元可以包括用于执行所描述的功能的硬件和/或软件组件。例如，用于执行流程图900中的操作的部件可以包括移动设备的各种组件，诸如无线通信接口1130、无线通信天线1132、总线1105、数字信号处理器(DSP)1120、处理单元1110、存储器1160、GNSS接收器1180和/或移动设备1100的其他组件，如下图11所示；和/或无线通信接口1230、无线通信天线1232、总线1205、数字信号处理器(DSP)1220、处理单元1210、存储器1260、GNSS接收器1280和/或移动设备1200的其他组件，如下图12所示。
在框960处，该功能包括确定在移动设备处接收的第一GNSS信号为欺骗信号。第一GNSS信号为欺骗信号的确定可以使用本文所描述的任何技术来进行(例如，频率和/或码相位与基于非GNSS位置的预测频率和/或码相位的比较、超过信号强度阈值、与地图数据不一致等)。
在框970处，该功能包括在移动设备处接收第二GNSS信号。第二GNSS信号可以与第一GNSS信号在相同或不同的星座中，可以在由移动设备建立的搜索窗口内被接收(例如，使用本文所描述的技术)，等等。
在框980处，该功能包括至少部分地基于关于第一接收GNSS信号的信息来确定第二GNSS信号是否也为欺骗信号。这里，移动设备可以以多种方式中的任何方式利用关于第一GNSS信号的信息。例如，移动设备可以基于第一GNSS信号的特征(频率和/或码相位偏移)来减小搜索窗口的大小。如本文别处所述，欺骗信号可以被跟踪(例如，使用基于网格或基于环路的跟踪方法，其中，搜索窗口以欺骗信号为中心)，并且关于被跟踪的欺骗信号的实时信息还可以用于任何新检测的GNSS信号。例如，码窗口可以通过被跟踪的欺骗信号来预测，以便能够实现类似的欺骗信号的检测。例如，从一个卫星的欺骗信号导出的时间、频率偏移和码相位偏移可以与星历一起用于确定同一星座内被欺骗的其他卫星信号的欺骗信号码相位偏移和频率偏移。附加地或替换地，落入被跟踪的欺骗信号的窗口内的任何新检测的GNSS信号都可以被标识为欺骗信号，并且如果需要的话，还可以被跟踪。由移动设备标识的任何欺骗信号可以被传送到其他移动设备、服务器等，以帮助标识和减轻欺骗的影响。
图10是网格1000的图示，其示出了如何在基于网格的方法中进行这种类型的欺骗检测。根据GNSS接收器是否已经获取并且正在跟踪GNSS信号，或GNSS接收器是否还没有获取GNSS信号，该方法可以变化。参考图10描述的欺骗检测技术可以反映以上参考图9所描述的技术中的一种或多种技术。
如果GNSS接收器已经锁定(例如，跟踪)GNSS信号1010，则GNSS接收器将可能具有有效的时间和星历，并且可以基于卫星到GNSS接收器的相对定位(从时间和星历导出)建立窗口1020，在该窗口1020内GNSS接收器跟踪GNSS信号1010(例如，以以上所描述的方式)。然后，窗口1020可以被用作阈值，该阈值关于GNSS信号1010被允许“跳变”到网格1000的其他网格点多远以进行连续测量。窗口1020的大小还可以根据基于多径的实际信号的预期变化。例如，在一些实施例中，窗口1020的大小可以确定为使得GNSS信号1010不被允许在频率和/或码相位上跳变，这将导致GNSS接收器的估计定位改变100m或更多。(根据需要，其他实施例可以实施更大或更小的窗口1020。)这样，当欺骗信号1030(以及一些具有非常大的误差的多径信号)对GNSS接收器的导航方案没有帮助时，该信号可以被忽略。其他位置约束也可以使用来通知窗口1020的大小和位置。例如，在车辆的情况下，这些位置限制可以包括车道或道路边界；车辆无法(或极不可能)被定位的建筑物、障碍物或其他对象；等等。作为另一示例，如果GNSS接收器失去对卫星的跟踪，则对一颗或若干颗卫星的搜索窗口可以扩展。在这样的情况下，欺骗信号可以被捕获，并且本文提供的技术可以用于标识实际的GNSS信号(例如，基于非GNSS定位)。在这种情况下，来自丢失卫星的GNSS信号可能在搜索窗口中再次变得可见，这些搜索窗口与来自具有仍被跟踪的对应GNSS信号的卫星的信号一致。(然后，如果需要的话，跨越所有卫星的单独搜索窗口可以被使用来验证是否存在欺骗信号。)
根据一些实施例，历史跟踪数据可以用于标识模式并且确保被跟踪的GNSS信号1010的一致性。例如，当卫星可见时，GNSS信号1010在一段时间内在网格1000上的移动可以被跟踪。在这样的实施例中，GNSS接收器可以应用变化率阈值，使得用于定位/导航的GNSS信号1010不得移动超过与GNSS信号1010在网格1000上的先前移动一致的程度。该变化率也可以基于GNSS接收器的历史或实时移动数据。根据一些实施例，不同的变化率阈值可以用于频率和码相位。
如果GNSS接收器还没有获取GNSS信号1010，则可以对先前描述的功能进行一些修改。如果GNSS接收器没有有效时间，则它可以从网络(例如，提供时间的广域网(WAN)系统或提供时间的互联网时间服务器或其他服务器)获取合理的时间。有效的星历表可以被使用或获取(例如，解调或从网络接收)，并且近似定位还可以如以上所描述获得(例如，从最近的定位估计、从其他定位技术等)，然后时间、星历表和近似位置可以使用来预测GNSS信号1010预期被接收的窗口1020的边界。窗口1020的大小可以基于时间和/或近似位置的不确定性。
位于建立的窗口1020之外的欺骗信号1030可能相对较强。然而，为了定位估计的目的，该欺骗信号可以被忽略，以支持在预测边界内的较弱的GNSS信号1010卫星信号。随着近似位置(使用非GNSS手段)的改变，窗口1020的位置可以对应地改变，从而保持GNSS接收器可以用来标识欺骗信号1030的正在使用的阈值。进一步，如以上所描述的，一旦GNSS信号1010在窗口1020内被获取了，附加的约束就可以使用来跟踪所获取的GNSS信号1010。
根据一些实施例，能量阈值可以被建立并且附加地或替代地用于检测欺骗信号1030。例如，GNSS接收器可以使用被跟踪的GNSS信号1010和/或来自GNSS信号的历史数据来确定预期能量水平并且建立最大能量阈值。如果GNSS接收器接收到能量水平超过该阈值的欺骗信号1030(即使欺骗信号1030在窗口1020内)，则GNSS接收器可以忽略该欺骗信号1030。
实施例不限于上述实施例中描述的基于网格的获取或跟踪方法。例如，实施例可以利用GNSS接收器经常使用的基于环路的跟踪(例如，频率和/或码环路)。事实上，各种类型的GNSS接收器可以实施各种类型的频率和码跟踪技术。无论所使用的跟踪类型如何(例如，基于网格的跟踪、基于环路的跟踪或其他)，用于在存在GNSS欺骗的情况下确定GNSS接收器的正确位置的实施例都可以被实施。再次参考图2A，例如，框216处的复杂下变频和数字基带处理可用于实施频率和/或码相位环路，该频率和/或码相位环路实现基于环路的获取/跟踪(作为提供基于网格的获取/跟踪的补充或替代)。在该示例中，作为输入提供到框216的I分量和Q分量都可以被提供给码和载波环路，码和载波环路可以被调谐以分别跟踪所获取的码和载波信号。类似于以上所描述描述的基于网格的方法，该调谐以可以被修改以提供搜索窗口，从而在存在欺骗的情况下提供移动设备的可靠定位。
例如，如果GNSS接收器在遇到欺骗信号时已经获取了GNSS信号，则欺骗信号可能导致码相位和/或频率的跳变，以考虑欺骗方案。此外，使用有效时间和星历表，GNSS接收器可以建立搜索窗口，该搜索窗口设置频率和码跟踪环路所允许的最大频率变化和最大码相位变化的阈值(例如，这些环路可以如以上所描述进行调谐，以仅接受低于这些最大值的频率和/或码相位变化)。进一步，通过使用中心频率和码相位(如使用时间和星历表预测的)进行更长时间的积分，例如使用卡尔曼或其他滤波器进行传播，原始GNSS信号仍然可以被跟踪。同样，当确定阈值时，实施例可以允许基于多径和其他信号异常的真实信号变化，使得信号变化不会导致位置移动超过阈值量。(这可以基于伪距的阈值变化，而不是GNSS接收器的实际位置。)因此，导致这样的变化超过建立的阈值的信号可以被忽略。
如同先前描述的实施例一样，频率和码相位变化可以随时间变化被跟踪，以建立变化率阈值。换句话说，当被跟踪的GNSS信号的卫星在视线内时，频率和/或码相位的变化率阈值可以被建立，使得被接受的被跟踪的GNSS信号的跳变不得在频率和/或码相位上移动信号超过与先前移动一致的程度。
如果遇到欺骗信号时，GNSS接收器还没有获取到GNSS信号，则时间、星历表和近似位置可以以以上所描述的方式获得，并且用于设置搜索窗口的大小(例如，预测最大和最小频率阈值，以及最大和最小码相位阈值)。频率和码相位环路可以被相应地调谐，以实施该搜索窗口，从而允许GNSS接收器在指定的阈值内标识真正的GNSS信号。类似于基于GNSS接收器的近似位置的变化来移动窗口1020的基于网格的方法，使用跟踪环路的实施例可以在基于非GNSS源的近似位置变化时修改频率和码相位环路的阈值边界。进一步，一旦信号在搜索窗口(建立的阈值)内被获取，上述关于已经获取GNSS信号的接收器的约束就可以被使用。
图11示出了移动设备1100的实施例，移动设备1100可以如以上所描述(例如，结合图1至图11)使用。例如，移动设备1100可以与图1和图6的UE 105对应，和/或可以执行图9A和图9B所示的方法的功能中的一个或多个功能。需要说明的是，图11仅旨在提供各种组件的概括说明，其中的任何一个或所有组件都可以被适当地使用。可以注意到，在一些情况下，图11所示的组件可以位于单个物理设备中和/或分布在各种联网设备中，这些设备可以设置在不同的物理位置。此外，如上所述，在前面描述的实施例中讨论的UE的功能可以由图11所示的一个或多个硬件和/或软件组件来执行。
移动设备1100被示为包括可以经由总线1105电耦合的硬件元件(或可以以其他方式通信，视情况而定)。硬件元件可以包括处理单元1110，处理单元1110可以包括但不限于一个或多个通用处理器、一个或多个专用处理器(诸如DSP芯片、图形加速处理器、专用集成电路(ASIC)等)和/或其他处理结构或部件。如图11所示，根据期望的功能，一些实施例可以具有单独的DSP 1120。基于无线通信的位置确定和/或其他确定可以在处理单元1110和/或无线通信接口1130(下面讨论)中提供。移动设备1100还可以包括一个或多个输入设备1170，其可以包括但不限于一个或多个键盘、触摸屏、触摸板、麦克风、按钮、拨号盘、开关等；以及一个或多个输出设备1115，其可以包括但不限于一个或多个显示器(例如，触摸屏)、发光二极管(LED)、扬声器等。
移动设备1100还可以包括无线通信接口1130，无线通信接口1130可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(诸如蓝牙设备、IEEE802.11设备、IEEE 802.15.4设备、Wi-Fi设备、WiMAX设备、WAN设备和/或各种蜂窝设备等)，和/或类似设备，这些设备可以使移动设备1100能够与上述实施例中描述的其他设备通信。如本文所描述的，例如，无线通信接口1130可以允许数据和信令经由eNB、gNB、ng-eNB、接入点、各种基站和/或其他接入节点类型和/或其他网络组件、计算机系统和/或与TRP通信地耦合的任何其他电子设备与网络的TRP进行通信(例如，发送和接收)。通信可以经由发送和/或接收无线信号1134的一个或多个无线通信天线1132来执行。根据一些实施例，无线通信天线1132可以包括多个分立天线、天线阵列或其任何组合。
根据期望的功能，无线通信接口1130可以包括单独的接收器和发送器，或收发器、发送器和/或接收器的任何组合，以与基站(例如，ng-eNB和gNB)和其他地面收发器(诸如无线设备和接入点)进行通信。移动设备1100可以与包括各种网络类型的不同数据网络进行通信。例如，无线广域网(WWAN)可以是CDMA网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交频分多址(OFDMA)网络、单载波频分多址(SC-FDMA)网络、WiMAX(IEEE 802.16)网络等。CDMA网络可以实施一种或多种RAT，诸如CDMA2000、WCDMA等。CDMA2000包括IS-95标准、IS-2000标准和/或IS-856标准。TDMA网络可以实施GSM、数字高级移动电话系统(D-AMPS)或一些其他RAT。OFDMA网络可以采用LTE、高级LTE、5G NR等。3GPP的文档中描述了5G NR、LTE、高级LTE、GSM和WCDMA。在名为“第三代合作伙伴计划3”(3GPP2)的联盟的文档中描述了cdma2000。3GPP文档和3GPP2文档是公开可用的。WLAN也可以是IEEE 802.11x网络，并且无线个人区域网(WPAN)可以是蓝牙网络、IEEE 802.15x或一些其他类型的网络。本文所描述的技术也可以用于WWAN、WLAN和/或WPAN的任何组合。
移动设备1100还可以包括传感器1140。传感器1140可以包括但不限于一个或多个惯性传感器和/或其他传感器(例如，加速度计、陀螺仪、相机、磁力计、高度计、麦克风、接近传感器、光传感器、气压计等)，其中一些可以用于获取定位相关测量和/或其他信息。
移动设备1100的实施例还可以包括GNSS接收器1180，其能够使用天线1182(可以与无线通信天线1132相同)接收和处理来自一个或多个GNSS卫星的信号1184(例如，以本文所描述的方式)。基于GNSS信号测量的定位可以用于补充和/或结合本文所描述的技术。GNSS接收器1180可以使用传统技术从GNSS系统(诸如全球定位系统(GPS)、Galileo、GLONASS、日本上空的准天顶卫星系统(QZSS)、印度上空的印度区域导航卫星系统(IRNSS)、中国上空的北斗导航卫星系统(BDS)等)的GNSS卫星110提取移动设备1100的定位。此外，GNSS接收器1180可以与各种增强系统(例如，星基增强系统(SBAS))一起使用，这些增强系统可以与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统相关联或能够与一个或多个全球和/或区域导航卫星系统一起使用，例如，广域增强系统(WAAS)、欧洲地球同步卫星导航增强系统(EGNOS)、多功能卫星增强系统(MSAS)和Geo增强导航系统(GAGAN)等。
需要说明的是，尽管GNSS接收器1180在图11中被示为不同的组件，但是实施例不限于此。如本文使用的，术语“GNSS接收器”可以包括被配置为获取GNSS系统测量(来自GNSS卫星的测量)的硬件和/或软件组件。因此，在一些实施例中，GNSS接收器可以包括由一个或多个处理单元执行(作为软件)的测量引擎，诸如处理单元1110、DSP 1120和/或无线通信接口1130内的处理单元(例如，在调制解调器中)。下文参考图12描述关于这样的实施例的其他细节。可选地，GNSS接收器还可以包括定位引擎，其可以使用来自测量引擎的GNSS测量，以使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)、加权最小二乘法(WLS)、hatch滤波器、粒子滤波器等来确定GNSS接收器的定位。定位引擎也可以由一个或多个处理单元(诸如处理单元1110或DSP1120)执行。
移动设备1100还可以包括存储器1160和/或与存储器1160通信。存储器1160可以包括但不限于本地和/或网络可接入存储装置、磁盘驱动器、驱动器阵列、光存储设备、固态存储设备，诸如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)，其可以是可编程的、可闪存更新的，等等。这样的存储设备可以被配置为实施任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件系统、数据库结构等。
移动设备1100的存储器1160还可以包括软件元素(图11中未示出)，包括操作系统、设备驱动程序、可执行库和/或其他代码，诸如一个或多个应用程序，其可以包括由各种实施例提供的计算机程序，和/或可以被设计成实施由其他实施例提供的方法，和/或配置由其他实施例提供的系统，如本文所描述。仅作为示例，关于上述方法描述的一个或多个过程可以实施为存储器1160中的代码和/或指令，其可由移动设备1100(和/或移动设备1100内的处理单元1110或DSP 1120)执行。在一个方面，然后，这样的代码和/或指令可以用于配置和/或适配通用计算机(或其他设备)，以根据所描述的方法执行一个或多个操作。
如上所述，前面的实施例(包括关于图8至图10描述的功能和图11中的架构)可以全部或部分地由GNSS接收器1180实施，GNSS接收器1180可以包括与DSP 1120和处理单元1110分离的硬件和/或软件组件，以实现这样的功能。也就是说，一些实施例可以使用处理单元1110(例如，物理GNSS接收器1180外部的应用处理器或其他处理单元/硬件组件)来实现至少一些功能。
图12是示出根据实施例的移动设备1200的框图。图12的移动设备1200示出了图11的移动设备1100的变型，其中，附加地示出了各种子组件，以帮助示出定位引擎1215可以由处理单元1210执行的实施例，处理单元1210诸如是应用处理器，可以与物理GNSS接收器1280分离。
图12中示出的与图11中相似的组件可以提供先前参考图11所描述的功能。然而，在图12中，由处理单元1210执行的定位引擎1215可以从诸如传感器1240的LIDAR 1242、雷达1244和/或相机1246等各种子组件接收信息，根据该信息可以计算移动设备1200的定位。(这可以包括原始传感器数据和/或已经由传感器核1248进行了一些预处理的传感器数据。)定位引擎1215的附加的数据源包括地图数据1265(其可以存储在存储器1260中)和GNSS基带/组合基带1285(其可以是GNSS接收器1280的组件)。
定位引擎1215可以通过使用EKF、WLS、阴影滤波器、粒子滤波器等来确定移动设备1200的定位，以通过整合来自各种位置数据源(在前一段中标识)中的一个或多个位置数据源的数据来确定定位方案。为了确定方案，定位引擎1250可以从各种数据源获得输入，并且对离群数据去权重。在GNSS获取期间，处理单元1210可以向GNSS接收器发送位置请求。处理单元1210还可以通过“注入”近似位置(种子位置)、星历数据(如果可用)和时间(如果可用)来向GNSS接收器1280提供信息。如果GNSS接收器1280锁定欺骗信号，则GNSS接收器1280的输出(例如，来自GNSS基带/组合基带1285的伪距)可能不再与定位引擎1215的其他输入一致，并且定位引擎1215可以对来自GNSS接收器/基带的GNSS伪距输出去权重或潜在地忽略这些GNSS伪距输出。
根据一些实施例，如果定位引擎1215检测到来自GNSS接收器1280的错误输入，则定位引擎1215可以基于来自其他位置数据源的输入以及时间和有效星历表(如果需要)来注入近似(种子)位置，以将GNSS接收器1280重置为每个卫星的正确时间/码相位。根据一些实施例，定位引擎1215还可以基于当前位置不确定性发送潜在欺骗的指示和/或最大频率和/或码相位阈值，以使GNSS接收器1280能够在反欺骗模式下工作。在反欺骗模式下，GNSS接收器1280可以忽略较强的信号，而支持在如以上所描述的适当阈值内检测的信号。类似地，根据一些实施例，GNSS接收器1280可以通知定位引擎1215频率、码相位的跳变(例如使用基于网格或基于跟踪环路的方法)，并且请求定位引擎1215重新注入正确的参数。附加地或替换地，GNSS接收器1280可以向定位引擎1215提供指示，以对GNSS信号去权重或忽略GNSS信号，直到所检测的欺骗信号不再存在，或使用参数的重新注入来验证GNSS接收器1280的输出，使得GNSS接收器1280能够确定是跟踪还是忽略某些所接收的GNSS信号。
根据一些实施例，由卫星发送的GNSS信号的多个频率可以被监控，以确定一个频率是否被欺骗。例如，在GPS中，多频带GNSS接收器可以监控L1、L2和L5频带中的至少两个。如果只有一个频带被欺骗，则定位引擎(例如，由GNSS接收器和/或应用处理器执行)可以优先考虑根据GNSS信号确定的伪距测量，该伪距测量不会导致大于阈值的频率和/或相位跳变和/或导致与历史位置和行进速度及航向一致的定位方案。根据一些实施例，具有最稳定的C/No(载波噪声密度比)特性的GNSS信号可以被选择。各种频段(L1、L2和L5)之间的C/No差应为稳定的，并且天线上的天线增益差很小。这是可以被建模的，但假设天线的增益模式相同或方向稳定，C/No差应为稳定的。进一步，如果温度稳定并且没有其他RF延迟改变，则系统内信号偏置或信号间系统偏置的阶跃变化指示欺骗器。关于欺骗频带，GNSS接收器可以等待欺骗停止，然后再次使用对应的GNSS信号和/或将其与正在使用的频带上的GNSS信号组合(例如，为了增加精度)。当GNSS接收器再次确定从(先前的)欺骗频带获取被跟踪的GNSS信号时，来自非欺骗频带的GNSS信号可以用于信号获取。
根据一些实施例，多个星座的使用可以类似于前段中多个频带的使用方式。也就是说，对于能够接收来自多个星座的GNSS信号的GNSS接收器，如果来自第一星座的GNSS信号被确定为是欺骗的，则GNSS接收器可以继续使用来自被确定为不是欺骗的第二星座的GNSS信号(例如，与历史定位/速度/航向一致，与其他数据一致等)。来自第一星座的GNSS信号可以被周期性地检查，以确定它们是否仍在被欺骗。来自第二星座的GNSS信号可以用作数据源来验证欺骗是否仍在发生。附加地或替代地，来自第一星座的欺骗GNSS信号可以被跟踪(例如，以本文所描述的方式)。如果这样的欺骗信号经历了频率和/或码相位的跳变(例如，类似于欺骗开始时进行的跳变)，则可以指示信号不再被欺骗。因此，这样的跳变可以触发检查(例如，针对可靠的位置数据源)，以确定信号是否仍然可能是欺骗的。
关于以上所描述的关于监控多个频率和/或多个星座的实施例，可以计算(例如，连续地)每个星座\频率组合的加权最小二乘解，并且比较定位、速度和时间(PVT)，以确定是否有任何频率或星座变得与其他解不一致。作为使用星座的示例，假设GPS和GLO是相互欺骗一致的，并且GLO和BDS是真实的。如果基于GNSS的不一致性仅在GPS或GLO上检测到，则可以将其应用于其被发现的星座和/或频率，然后传播到被欺骗的一致解，因此它们都被移除。根据一些实施例，独立输入可以用于标识被欺骗的PVT并且将其移除。例如，被欺骗的PVT可以基于与基于5G、测试指定定位(TDP)或WLAN或微机电系统(MEMS)的定位方案的差(超过阈值量)来标识。
根据可用资源，一些实施例可以跟踪欺骗信号并且减去欺骗信号以更好地获取实际GNSS信号。图13是如何做到这一点的示例方法1300的流程图。例如，用于执行方法1300的部件可以包括GNSS接收器的硬件和/或软件组件。例如，具体实施方式可以根据使用跟踪网格还是跟踪环路而变化。概括地说，如果欺骗信号被检测到，并且搜索窗口被建立来检测合法的GNSS信号，则极点可以例如在欺骗信号频率和码相位的中心创建，并且全部或部分欺骗信号可以被去除，使得欺骗信号可以在搜索窗口内相关出来。
在框1305处，方法1300包括标识和跟踪欺骗信号。这可以使用本文所描述的任何技术来完成。例如，通过将从信号导出的对应伪距或定位与来自其他位置数据源的数据进行比较，欺骗信号可以被检测。然后，欺骗信号可以使用例如跟踪环和/或基于网格的跟踪方案来跟踪。
在框1310处，GNSS接收器的位置可以从一个或多个其他位置数据源确定。这可以使用定位引擎(例如，卡尔曼滤波器)来确定，例如，使用一个或多个位置数据源，诸如LIDAR、RADAR、相机、地图数据、传感器和/或来自其他定位系统的定位方案，其他定位系统诸如5G/WAN、WLAN(例如，Wi-Fi)等。
在框1320处，该功能包括基于在框1310处确定的位置，为实际GNSS信号设置搜索窗口(用于基于网格的跟踪)和/或跟踪参数(用于基于环路的跟踪)。如本文所述，搜索窗口的大小和/或用于跟踪循环的参数可以基于定位确定的精度和/或置信度来设置。如在其他实施例中所描述的，欺骗信号可以与实际GNSS信号的获取和/或跟踪分开来跟踪。此外，使用本文所提供的技术，实际GNSS信号的搜索窗口和/或跟踪参数可以被设置为排除欺骗信号。然而，在欺骗信号仍然落在实际GNSS信号的搜索窗口和/或跟踪参数内的情况下，欺骗信号可以被减去，如方法1300中进一步所示。
在框1330处，欺骗信号被从基带中减去。例如，这可以在已经标识了欺骗信号的GNSS接收器处完成。这样，GNSS接收器可以有效地“忽略”欺骗信号，并且更容易地标识实际的GNSS信号。(然而，可以注意到，一些实施例可能不进行信号的真正相减。在一些实施例中，信号被缓冲，并且在欺骗尽可能消除或减少基带中的欺骗信号的情况下，极点可以被使用。)这样，在框1340处，该功能包括搜索GNSS信号(在减去欺骗信号之后)。
对于本领域技术人员来说，可以根据特定的要求进行实质性的变化是显而易见的。例如，定制的硬件也可以使用，和/或特定的元件可以在硬件、软件(包括便携式软件，诸如小应用程序等)或两者中实施。进一步，到诸如网络输入/输出设备的其他计算设备的连接可以使用。
参考附图，可以包括存储器的组件可以包括非瞬时性机器可读介质。本文使用的术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是参与提供使机器以特定方式运行的数据的任何存储介质。在上文提供的实施例中，各种机器可读介质可以涉及向处理单元和/或其他设备提供指令/代码以供执行。附加地或替代地，机器可读介质可以用于存储和/或携带这样的指令/代码。在许多实施方式中，计算机可读介质是物理和/或有形的存储介质。这样的介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。计算机可读介质的常见形式包括，例如，磁性和/或光学介质、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、FLASH-EPROM，任何其他存储芯片或盒式存储器、下文所描述的子载波，或计算机可以从中读取指令和/或代码的任何其他介质。
本文讨论的方法、系统和设备是示例。各种实施例可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，关于某些实施例描述的特征可以在各种其他实施例中组合。实施例的不同方面和元素可以以类似的方式组合。本文提供的附图的各种组件可以以硬件和/或软件来实现。此外，技术在发展，因此，许多元素是示例，并且不将本公开的范围限于那些特定的示例。
主要出于通用的原因，有时将这样的信号称为比特、信息、值、元素、符号、字符、变量、术语、数字、数字等被证明是方便的。然而，应理解，所有这些或类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是方便的标签。除非特别声明，否则从以上讨论中显而易见的是，应理解，在整个说明书讨论中，使用诸如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定(determining)”、“确定(ascertaining)”、“标识”、“关联”、“测量”、“执行”等术语是指特定装置(诸如专用计算机或类似的专用电子计算设备)的动作或处理。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子计算设备能够操纵或转换信号，通常表示为专用计算机或类似的专用电子计算设备的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备或显示设备中的物理电子、电气或磁量。
如本文使用的术语“和”和“或”可以包括多种含义，这些含义也至少部分取决于使用这样的术语的上下文。通常，“或”如果用于关联一个列表，诸如A、B或C，意在表示A、B和C，这里以包含的意义使用，以及A、B或C，这里以排除的意义使用。此外，如本文中使用的术语“一个或多个”可以以单数形式用于描述任何特征、结构或特性，或可以用于描述特征、结构或特性的一些组合。然而，需要说明的是，这仅仅是说明性示例，并且所要求保护的主题不限于该示例。此外，术语“至少一个”如果用于关联列表，诸如A、B或C，可以被解释为表示A、B和/或C的任何组合，诸如A、AB、AA、AAB、AABBCCC等。
已经描述了若干实施例，在不偏离本公开的精神的情况下，各种修改、替代构造和等同物可以使用。例如，上述元件可以仅仅是更大系统的组件，其中，其他规则可以优先于或以其他方式修改各种实施例的应用。此外，在考虑上述因素之前、期间或之后，可以采取许多步骤。因此，以上描述不限制本公开的范围。
鉴于该描述，实施例可以包括特征的不同组合。以下编号条款描述了实施方式示例：
条款1：一种确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的方法，该方法包括：基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位；在移动设备处接收第一GNSS信号；对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括：与预测频率相差超过阈值频率差的频率，与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者；基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号；以及确定针对第二GNSS信号的测量。
条款2：根据条款1的方法，其中，来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息包括：至少部分地基于来自地面收发器的信号的移动设备的多边化、广域网(WAN)小区扇区中心、接入点(AP)位置、地图数据、传感器数据，或航位推算定位信息，或其组合。
条款3：根据条款2的方法，其中，传感器数据包括来自以下的数据：运动传感器，磁力计，车轮传感器，相机，雷达，LIDAR，或声纳传感器，或其组合。
条款4：根据条款1至条款3中任一项的方法，还包括在移动设备的GNSS接收器处从移动设备的应用处理器接收非GNSS定位。
条款5：根据条款1至条款4中任一项的方法，其中，非GNSS定位基于移动设备的先前定位估计。
条款6：根据条款1至条款5中任一项的方法，还包括选择搜索窗口，使得第一GNSS信号在搜索窗口之外。
条款7：根据条款1至条款6中任一项的方法，其中，搜索窗口是使用一个或多个跟踪循环来实施的。
条款8：根据条款1至条款6中任一项的方法，其中，搜索窗口是二维跟踪网格的一部分，二维跟踪网格包括码相位偏移和信号频率的不同组合。
条款9：根据条款1至条款8中任一项的方法，还包括：基于对第二GNSS信号的测量来确定移动设备的更新的定位。
条款10：根据条款1至条款9中任一项的方法，还包括确定第一GNSS信号为欺骗信号。
条款11：根据条款10的方法，其中，确定第一GNSS信号为欺骗信号至少部分地基于欺骗信号的信号强度大于阈值。
条款12：根据条款11的方法，其中，阈值是基于开放天空条件下的GNSS信号强度水平来确定的。
条款13：根据条款10至条款12中任一项的方法，其中，还包括从多个所接收的信号中减去欺骗信号，以接收第二GNSS信号。
条款14：根据条款10的方法，其中，确定第一GNSS信号为欺骗信号包括：基于来自多个GNSS卫星的、包括第一GNSS信号和附加的GNSS信号的所接收的信号来确定移动设备的定位；以及基于确定定位与非GNSS定位不一致，将所接收的信号标识为包括欺骗信号。
条款15：根据条款10的方法，其中，确定第一GNSS信号为欺骗信号包括：基于确定从第一GNSS信号的伪距确定的位置与地图数据不一致，将第一GNSS信号标识为欺骗信号。
条款16：根据条款10的方法，其中，确定第一GNSS信号为欺骗信号包括：确定第一GNSS信号的信号频率与先前捕获的GNSS信号的信号频率之间的差大于阈值。
条款17：根据条款10的方法，其中，确定第一GNSS信号为欺骗信号包括：获得两组自洽信号，其中，一组自洽信号包括第一GNSS信号；基于两组自洽信号中的每组自洽信号来确定移动设备的相应定位；以及基于两个相应定位之间的差，将包括第一GNSS信号的一组自洽信号标识为包括欺骗信号。
条款18：根据条款10的方法，其中，确定第一GNSS信号为欺骗信号包括：基于以下各项将第一GNSS信号标识为欺骗信号：确定第一GNSS信号的码相位的变化超过阈值码相位变化，确定第一GNSS信号的频率的变化超过阈值频率变化，或两者。
条款19：根据条款10的方法，确定第一GNSS信号为欺骗信号包括：获取第一GNSS信号；以及基于确定第一GNSS信号的码相位、频率或两者的变化率不同于超过阈值的先前确定或预测的变化率，将第一GNSS信号标识为欺骗信号。
条款20：根据条款1至条款19中任一项的方法，其中，第一GNSS信号由移动设备经由第一频率或GNSS星座接收，并且第二GNSS信号由移动设备经由第二频率或GNSS星座接收。
条款21：根据条款10的方法，其中，将第一GNSS信号确定为欺骗信号至少部分地基于确定第一GNSS信号来自第一星座并且与使用第二星座确定的移动设备的位置不一致。
条款22：一种用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的位置的移动设备，移动设备包括：天线，天线被配置为接收GNSS信号；存储器；以及一个或多个处理单元，一个或多个处理单元与天线和存储器通信地耦合，其中，一个或多个处理单元被配置为：基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位；经由天线接收第一GNSS信号；对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括：与预测频率相差超过阈值频率差的频率，与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者；基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差，经由天线在搜索窗口内接收第二GNSS信号；以及确定针对第二GNSS信号的测量。
条款23：根据条款22的移动设备，其中，来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息包括：至少部分地基于来自地面收发器的信号的移动设备的多边化、广域网(WAN)小区扇区中心、接入点(AP)位置、地图数据、传感器数据，或航位推算定位信息，或其组合。
条款24：根据条款23的移动设备，其中，传感器数据包括来自以下的数据：运动传感器，磁力计，车轮传感器，相机，雷达，LIDAR，或声纳传感器，或其组合。
条款25：根据条款22至条款24中任一项的移动设备，其中：一个或多个处理单元包括应用处理器和移动设备的GNSS接收器内的处理器；以及移动设备的GNSS接收器内的处理器被配置为从应用处理器接收非GNSS定位。
条款26：根据条款22至条款25中任一项的移动设备，其中，应用处理器被配置为执行定位引擎，并且其中，非GNSS定位是使用定位引擎来确定的。
条款27：根据条款22至条款26中任一项的移动设备，其中，一个或多个处理单元还被配置为选择搜索窗口，使得第一GNSS信号在搜索窗口之外。
条款28：根据条款22至条款27中任一项的移动设备，其中，搜索窗口是使用一个或多个跟踪循环来实施的。
条款29：根据条款22至条款27中任一项的移动设备，其中，搜索窗口是二维跟踪网格的一部分，二维跟踪网格包括码相位偏移和信号频率的不同组合。
条款30：根据条款22至条款29中任一项的移动设备，其中，一个或多个处理单元还被配置为基于对第二GNSS信号的测量来确定移动设备的更新的定位。
条款31：根据条款22至条款30中任一项的移动设备，其中，一个或多个处理单元还被配置为确定第一GNSS信号为欺骗信号。
条款32：根据条款31的移动设备，其中，一个或多个处理单元被配置为至少部分地基于欺骗信号的信号强度大于阈值来确定第一GNSS信号为欺骗信号。
条款33：根据条款32的移动设备，其中，一个或多个处理单元还被配置为从多个所接收的信号中减去欺骗信号以接收第二GNSS信号。
条款34：根据条款31的移动设备，其中，当确定第一GNSS信号为欺骗信号时，一个或多个处理单元被配置为：基于来自多个GNSS卫星的、包括第一GNSS信号和附加的GNSS信号的所接收的信号来确定移动设备的定位；以及基于确定定位与非GNSS定位不一致，将所接收的信号标识为包括欺骗信号。
条款35：根据条款34的移动设备，其中，一个或多个处理单元包括应用处理器和移动设备的GNSS接收器内的处理器；以及应用处理器被配置为：确定定位与非GNSS定位不一致；以及基于确定定位与非GNSS定位不一致，向GNSS接收器内的处理器提供关于非GNSS定位、搜索窗口或两者的信息。
条款36：根据条款31的移动设备，其中，当确定第一GNSS信号为欺骗信号时，一个或多个处理单元被配置为：基于确定从第一GNSS信号的伪距确定的位置与地图数据不一致，将第一GNSS信号标识为欺骗信号。
条款37：根据条款31的移动设备，其中，当确定第一GNSS信号为欺骗信号时，一个或多个处理单元被配置为确定第一GNSS信号的信号频率与先前捕获的GNSS信号的信号频率之间的差大于阈值。
条款38：根据条款31的移动设备，其中，当确定第一GNSS信号为欺骗信号时，一个或多个处理单元被配置为：获得两组自洽信号，其中，一组自洽信号包括第一GNSS信号；基于两组自洽信号中的每组自洽信号来确定移动设备的相应定位；以及基于两个相应定位之间的差，将包括第一GNSS信号的一组自洽信号标识为包括欺骗信号。
条款39：根据条款31的移动设备，其中，当确定第一GNSS信号为欺骗信号时，一个或多个处理单元被配置为：基于以下各项将第一GNSS信号标识为欺骗信号：确定第一GNSS信号的码相位的变化超过阈值码相位变化，确定第一GNSS信号的频率的变化超过阈值频率变化，或两者。
条款40：根据条款31的移动设备，其中，当确定第一GNSS信号为欺骗信号时，一个或多个处理单元被配置为：基于确定第一GNSS信号的码相位、频率或两者的变化率不同于超过阈值的先前确定或预测的变化率，将第一GNSS信号标识为欺骗信号。
条款41：根据条款22至条款40中任一项的移动设备，其中，第一GNSS信号由移动设备经由第一频率或GNSS星座接收，并且第二GNSS信号由移动设备经由第二频率或GNSS星座接收。
条款42：根据条款31的移动设备，其中，一个或多个处理单元被配置为至少部分地基于确定第一GNSS信号来自第一星座并且与使用第二星座确定的移动设备的位置不一致来确定第一GNSS信号为欺骗信号。
条款43：一种用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的装置，包括：用于基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位的部件；用于在移动设备处接收第一GNSS信号的部件；用于对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括以下内容的部件：与预测频率相差超过阈值频率差的频率，与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者；用于基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号的部件；以及用于确定针对第二GNSS信号的测量的部件。
条款44：根据条款43的装置，还包括用于选择搜索窗口，使得第一GNSS信号在搜索窗口之外的部件。
条款45：根据条款43至条款44中任一项的装置，其中，搜索窗口是使用一个或多个跟踪循环来实施的。
条款46：根据条款43至条款44中任一项的装置，其中，搜索窗口是二维跟踪网格的一部分，二维跟踪网格包括码相位偏移和信号频率的不同组合。
条款47：一种非暂时性计算机可读介质，非暂时性计算机可读介质存储用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的指令，指令包括用于以下操作的代码：基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定移动设备的非GNSS定位；接收第一GNSS信号；对于基于非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定第一GNSS信号包括：与预测频率相差超过阈值频率差的频率，与预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或两者；基于非GNSS定位、阈值频率差和阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号；以及确定针对第二GNSS信号的测量。

Claims (47)

1.一种确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的方法，所述方法包括：
基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定所述移动设备的非GNSS定位；
在所述移动设备处接收第一GNSS信号；
对于基于所述非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定所述第一GNSS信号包括：
与所述预测频率相差超过阈值频率差的频率，
与所述预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或者
两者；
基于所述非GNSS定位、所述阈值频率差和所述阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号；以及
确定针对所述第二GNSS信号的测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，来自一个或多个非GNSS数据源的所述定位信息包括：
至少部分地基于来自地面收发器的信号的所述移动设备的多边化，
广域网(WAN)小区扇区中心，
接入点(AP)位置，
地图数据，
传感器数据，或者
航位推算定位信息，或者
其组合。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述传感器数据包括来自以下的数据：
运动传感器，
磁力计，
车轮传感器，
相机，
雷达，
LIDAR，或者
声纳传感器，
或其组合。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述移动设备的GNSS接收器处从所述移动设备的应用处理器接收所述非GNSS定位。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述非GNSS定位基于对所述移动设备的先前定位估计。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括选择所述搜索窗口，使得所述第一GNSS信号在所述搜索窗口之外。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述搜索窗口是使用一个或多个跟踪循环来实施的。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述搜索窗口是二维跟踪网格的一部分，所述二维跟踪网格包括码相位偏移和信号频率的不同组合。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括基于对所述第二GNSS信号的所述测量来确定所述移动设备的更新的定位。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述第一GNSS信号为欺骗信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述第一GNSS信号为欺骗信号至少部分地基于所述欺骗信号的信号强度大于阈值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述阈值是基于开放天空条件下的GNSS信号强度水平来确定的。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括从多个所接收的信号中减去所述欺骗信号，以接收所述第二GNSS信号。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述第一GNSS信号为欺骗信号包括：
基于来自多个GNSS卫星的、包括所述第一GNSS信号和附加的GNSS信号的所接收的信号来确定所述移动设备的定位；以及
基于确定所述定位与所述非GNSS定位不一致，将所接收的信号标识为包括所述欺骗信号。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述第一GNSS信号为欺骗信号包括：
基于确定从所述第一GNSS信号的伪距确定的位置与地图数据不一致，将所述第一GNSS信号标识为所述欺骗信号。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述第一GNSS信号为欺骗信号包括：
确定所述第一GNSS信号的信号频率与先前捕获的GNSS信号的信号频率之间的差大于阈值。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述第一GNSS信号为欺骗信号包括：
获得两组自洽信号，其中，一组自洽信号包括所述第一GNSS信号；
基于所述两组自洽信号中的每组自洽信号来确定所述移动设备的相应定位；以及
基于所述两个相应定位之间的差，将包括所述第一GNSS信号的所述一组自洽信号标识为包括所述欺骗信号。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述第一GNSS信号为欺骗信号包括：
基于以下各项将所述第一GNSS信号标识为所述欺骗信号：
确定所述第一GNSS信号的码相位的变化超过阈值码相位变化，
确定所述第一GNSS信号的频率的变化超过阈值频率变化，
或两者。
19.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述第一GNSS信号为欺骗信号包括：
获取所述第一GNSS信号；以及
基于确定所述第一GNSS信号的码相位、频率或两者的变化率不同于超过阈值的先前确定或预测的变化率，将所述第一GNSS信号标识为所述欺骗信号。
20.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述第一GNSS信号确定为欺骗信号至少部分地基于确定所述第一GNSS信号来自第一星座并且与使用第二星座确定的所述移动设备的位置不一致。
21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一GNSS信号由所述移动设备经由第一频率或GNSS星座接收，并且所述第二GNSS信号由所述移动设备经由第二频率或GNSS星座接收。
22.一种用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的位置的移动设备，所述移动设备包括：
天线，被配置为接收GNSS信号；
存储器；以及
一个或多个处理单元，与所述天线和所述存储器通信地耦合，其中，所述一个或多个处理单元被配置为：
基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定所述移动设备的非GNSS定位；
经由所述天线接收第一GNSS信号；
对于基于所述非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定所述第一GNSS信号包括：
与所述预测频率相差超过阈值频率差的频率，
与所述预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或者
两者；
基于所述非GNSS定位、所述阈值频率差和所述阈值码相位差，经由所述天线在搜索窗口内接收第二GNSS信号；以及
确定针对所述第二GNSS信号的测量。
23.根据权利要求22所述的移动设备，其中，来自一个或多个非GNSS数据源的所述定位信息包括：
至少部分地基于来自地面收发器的信号的所述移动设备的多边化，
广域网(WAN)小区扇区中心，
接入点(AP)位置，
地图数据，
传感器数据，或者
航位推算定位信息，或者
其组合。
24.根据权利要求23所述的移动设备，其中，所述传感器数据包括来自以下的数据：
运动传感器，
磁力计，
车轮传感器，
相机，
雷达，
LIDAR，或者
声纳传感器，
或其组合。
25.根据权利要求22所述的移动设备，其中：
所述一个或多个处理单元包括应用处理器和所述移动设备的GNSS接收器内的处理器；以及
所述移动设备的GNSS接收器内的所述处理器被配置为从所述应用处理器接收所述非GNSS定位。
26.根据权利要求25所述的移动设备，其中，所述应用处理器被配置为执行定位引擎，并且其中，所述非GNSS定位是使用所述定位引擎来确定的。
27.根据权利要求22所述的移动设备，其中，所述一个或多个处理单元还被配置为选择所述搜索窗口，使得所述第一GNSS信号在所述搜索窗口之外。
28.根据权利要求22所述的移动设备，其中，所述搜索窗口是使用一个或多个跟踪循环来实施的。
29.根据权利要求22所述的移动设备，其中，所述搜索窗口是二维跟踪网格的一部分，所述二维跟踪网格包括码相位偏移和信号频率的不同组合。
30.根据权利要求22所述的移动设备，其中，所述一个或多个处理单元还被配置为基于对所述第二GNSS信号的所述测量来确定所述移动设备的更新的定位。
31.根据权利要求22所述的移动设备，其中，所述一个或多个处理单元还被配置为确定所述第一GNSS信号为欺骗信号。
32.根据权利要求31所述的移动设备，其中，所述一个或多个处理单元被配置为至少部分地基于所述欺骗信号的信号强度大于阈值来确定所述第一GNSS信号为欺骗信号。
33.根据权利要求31所述的移动设备，其中，所述一个或多个处理单元还被配置为从多个所接收的信号中减去所述欺骗信号以接收所述第二GNSS信号。
34.根据权利要求31所述的移动设备，其中，当确定所述第一GNSS信号为欺骗信号时，所述一个或多个处理单元被配置为：
基于来自多个GNSS卫星的、包括所述第一GNSS信号和附加的GNSS信号的所接收的信号来确定所述移动设备的定位；以及
基于确定所述定位与所述非GNSS定位不一致，将所接收的信号标识为包括所述欺骗信号。
35.根据权利要求34所述的移动设备，其中：
所述一个或多个处理单元包括应用处理器和所述移动设备的GNSS接收器内的处理器；以及
所述应用处理器被配置为：
确定所述定位与所述非GNSS定位不一致；以及
基于确定所述定位与所述非GNSS定位不一致，向所述GNSS接收器内的所述处理器提供关于所述非GNSS定位、所述搜索窗口或两者的信息。
36.根据权利要求31所述的移动设备，其中，当确定所述第一GNSS信号为欺骗信号时，所述一个或多个处理单元被配置为：
基于确定从所述第一GNSS信号的伪距确定的位置与地图数据不一致，将所述第一GNSS信号标识为所述欺骗信号。
37.根据权利要求31所述的移动设备，其中，当确定所述第一GNSS信号为欺骗信号时，所述一个或多个处理单元被配置为确定所述第一GNSS信号的信号频率与先前捕获的GNSS信号的信号频率之间的差大于阈值。
38.根据权利要求31所述的移动设备，其中，当确定所述第一GNSS信号为欺骗信号时，所述一个或多个处理单元被配置为：
获得两组自洽信号，其中，一组自洽信号包括所述第一GNSS信号；
基于所述两组自洽信号中的每组自洽信号来确定所述移动设备的相应定位；以及
基于所述两个相应定位之间的差，将包括所述第一GNSS信号的所述一组自洽信号标识为包括所述欺骗信号。
39.根据权利要求31所述的移动设备，其中，当确定所述第一GNSS信号为欺骗信号时，所述一个或多个处理单元被配置为：
基于以下各项将所述第一GNSS信号标识为所述欺骗信号：
确定所述第一GNSS信号的码相位的变化超过阈值码相位变化，
确定所述第一GNSS信号的频率的变化超过阈值频率变化，
或两者。
40.根据权利要求31所述的移动设备，其中，当确定所述第一GNSS信号为欺骗信号时，所述一个或多个处理单元被配置为：
基于确定所述第一GNSS信号的码相位、频率或两者的变化率不同于超过阈值的先前确定或预测的变化率，将所述第一GNSS信号标识为所述欺骗信号。
41.根据权利要求31所述的移动设备，其中，所述一个或多个处理单元被配置为至少部分地基于确定所述第一GNSS信号来自第一星座并且与使用第二星座确定的所述移动设备的位置不一致来确定所述第一GNSS信号为欺骗信号。
42.根据权利要求22所述的移动设备，其中，所述第一GNSS信号由所述移动设备经由第一频率或GNSS星座接收，并且所述第二GNSS信号由所述移动设备经由第二频率或GNSS星座接收。
43.一种用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的装置，所述装置包括：
用于基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定所述移动设备的非GNSS定位的部件；
用于在所述移动设备处接收第一GNSS信号的部件；
用于对于基于所述非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定所述第一GNSS信号包括以下内容的部件：
与所述预测频率相差超过阈值频率差的频率，
与所述预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或者
两者；
用于基于所述非GNSS定位、所述阈值频率差和所述阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号的部件；以及
用于确定针对所述第二GNSS信号的测量的部件。
44.根据权利要求43所述的装置，还包括用于选择所述搜索窗口，使得所述第一GNSS信号在所述搜索窗口之外的部件。
45.根据权利要求43所述的装置，其中，所述搜索窗口是使用一个或多个跟踪循环来实施的。
46.根据权利要求43所述的装置，其中，所述搜索窗口是二维跟踪网格的一部分，所述二维跟踪网格包括码相位偏移和信号频率的不同组合。
47.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储用于确定抗全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的移动设备位置的指令，所述指令包括用于以下操作的代码：
基于来自一个或多个非GNSS数据源的定位信息来确定所述移动设备的非GNSS定位；
接收第一GNSS信号；
对于基于所述非GNSS定位的预测频率和预测码相位，确定所述第一GNSS信号包括：
与所述预测频率相差超过阈值频率差的频率，
与所述预测码相位相差超过阈值码相位差的码相位，或者
两者；
基于所述非GNSS定位、所述阈值频率差和所述阈值码相位差在搜索窗口内接收第二GNSS信号；以及
确定针对所述第二GNSS信号的测量。
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