CN115792966A - 基于阵列天线与ins融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法，该方法首先启动阵列天线的空域检测方式，判定空间是否存在强欺骗干扰，并对强欺骗干扰进行自适应调零抑制；然后利用阵列天线的波束形成并配合INS的姿态信息，对空间卫星形成波束指向判定空间是否存在中等欺骗干扰；随后阵列天线恢复波束指向的工作模式，开启下一阶段的低强度欺骗干扰检测流程；最后转入信息处理阶段进行欺骗干扰检测。本发明采用阵列天线与INS融合处理的方式实现欺骗干扰空域、信号域、信息域的全维域检测，适用范围广，不受欺骗样式与强度制约，并且欺骗检测成功率高。

Description

基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法

技术领域

本发明涉及卫星导航应用领域，具体涉及一种基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法。

背景技术

随着全球卫星导航系统的发展，卫星导航定位设备已经成为寻找空间位置、速度测量、路径导航的主要方式，并深刻影响着人类的日常生活与国家安全。卫星导航定位设备广泛应用于通信、雷达、民航、交通等各个领域，并提供定位、测速、导航、授时等服务。随着卫星导航应用的深入，对卫星导航的可用性、连续性、完好性等提出更高的需求。基于阵列天线的抗干扰卫星导航应用与INS(Inertial Navigation System，惯性导航系统)组合导航逐渐成为卫星导航定位设备的配置主流，也越来越关注卫星导航应用的安全性和可靠性。然而由于到达地面的卫星导航信号比较微弱，而且导航信号工作频点、信号体制、电文格式等内容都是公开的，所以，在卫星导航中，生成式模拟干扰与转发式欺骗成为重要手段，针对卫星导航的欺骗干扰检测的强烈需求也应运而生。

欺骗干扰主要利用卫星导航定位设备工作特性与信号体制的薄弱环节，以其隐蔽性好、干扰效能高而逐渐成为卫星导航定位设备的天敌。任何欺骗干扰都包括产生与发射两个环节，因此，欺骗干扰按照产生方式分为生成式欺骗与转发式欺骗，按照欺骗干扰发射方式又分为单天线欺骗与多天线欺骗。两个环节组合后的欺骗样式更是复杂多样。随着卫星导航欺骗干扰手段的发展，欺骗干扰也由传统的弱信号诱骗发展到基于欺骗信号的压制式强干扰欺骗，与空间信号匹配的中等强度欺骗，多卫星分布的弱信号欺骗等，在实际应用中，欺骗干扰样式更是复杂多变。

很多学者根据不同的欺骗干扰信号与不同的应用环境给出了相应的欺骗干扰检测方法，如功率检测、多普勒检测、自主完好性检测等欺骗干扰检测方法。以上方法都是针对弱信号欺骗干扰样式有效，当面对复杂多样的高、中、低等多种强度、多种样式的欺骗干扰时，存在很大的局限性：

1、随着干扰方式的发展，欺骗干扰已经由传统的弱信号欺骗发展成为高强度压制、中强度阻塞、低强度诱骗等多维度欺骗干扰；传统欺骗干扰检测算法仅对低强度弱信号欺骗干扰有效；

2、基于信号功率的欺骗干扰检测方法，该方法通过欺骗信号的功率强度及变化来检测欺骗信号的存在，但由于天线类型、天线姿态、多径影响等因素影响，存在很大的虚警检测概率；

3、基于信号多普勒的欺骗干扰检测方法，该方法利用卫星导航接收机相对卫星与欺骗干扰的载体动态的差异进行欺骗干扰检测，当卫星接收机动态较小时，或者针对发射方式是多天线的欺骗，该方法存在较大的应用局限性；

4、基于接收机自主完好性的欺骗干扰检测方法，该方法利用定位解算中残差的估计实现欺骗干扰的识别，该方法仅对1颗或2颗卫星存在欺骗时有效，当存在多颗卫星的生成式欺骗时，该方法无能为力。

随着卫星导航应用的发展，抗干扰阵列天线与INS组合导航成为卫星导航定位设备的标准配置。针对广泛应用的抗干扰阵列天线与INS架构，如何在不增加外部辅助手段的情况下，基于自身的设备特征，通过相关算法能够实现对多强度、多样式卫星导航欺骗信号的实时检测成为卫星导航定位设备应用的关键。

本发明特别适用于基于阵列天线与INS的卫星导航定位设备在复杂欺骗式干扰环境下工作时，由于欺骗干扰的影响造成的设备无法正常定位或定位偏离的问题，解决了卫星导航定位设备在复杂欺骗干扰场景下应用受限的问题与难点，提高了卫星导航定位设备的抗欺骗性能及在复杂电磁环境中的完好性与鲁棒性。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处，利用当前已有阵列天线的设备特征，配合惯性导航INS辅助，采用全维域信号处理的方式，提出一种基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航多强度、多样式欺骗干扰检测方法。该方法将欺骗干扰检测贯穿整个卫星导航定位设备工作全过程，并将欺骗干扰检测从原来传统的信号域检测拓展到空域检测、信号域检测和信息域检测等全维域，并通过多手段融合处理的方式实现欺骗干扰检测的全维域无缝覆盖。

本发明首先启动阵列天线的空域检测方式，利用主动零陷与自适应调零处理对接收机空间信号进行干扰功率识别，同时配合波束指向对接收机空间欺骗信号进行识别，如果存在超过噪声信号功率的卫星导航信号，则判定空间存在强欺骗干扰，对欺骗信号进行标识，并对强欺骗干扰进行自适应调零抑制，如果未识别到强欺骗干扰则判定空间不存在强欺骗干扰。继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程。

利用阵列天线的波束形成并配合INS的姿态信息，对空间卫星形成波束指向，提升空间卫星信号的接收增益。启动导航定位设备的信号捕获处理，对波束指向内的卫星号进行多相关峰检测与信号功率检测，若同一波束内同一个卫星存在多个相关峰，并且其中部分相关峰的信号功率强度超过正常空间信号的门限阈值，则判定空间存在中等欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；若同一个波束内存在多颗卫星的相关峰，并且卫星的信号功率强度均超过正常空间信号的最大门限阈值，则启动空域检测的主动零陷进行识别，若主动零陷启动后，所有卫星的相关峰消失或信号功率降低超过30dB，则判定空间存在中等欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在中等欺骗干扰，继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程。

阵列天线恢复波束指向的工作模式，开启下一阶段的低强度欺骗干扰检测流程。首先空间波束指向卫星进行信号捕获，通过信号捕获中多相关峰的检测，对欺骗干扰进行识别，若单颗卫星存在多个相关峰，则判定空间存在低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；然后设备转入信号跟踪阶段，对空间接收的卫星进行跟踪处理，并对卫星的信号功率进行判别，若信号功率超过真实卫星的门限阈值，则判定空间存在低强度欺骗信号，对欺骗信号进行标识与显示；同时对卫星跟踪输出的观测量进行波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性等数据监测；若同一颗卫星号的波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性检测结果为不一致的，则判定空间存在低强度欺骗信号，对欺骗信号进行标识与显示；

完成信号跟踪欺骗干扰检测后，转入信息处理阶段进行欺骗干扰检测。利用信号跟踪输出的观测量进行设备的自主完好性残差检测和钟差抖动异常检测，检测结果超出预设阈值的，则判定空间存在欺骗信号，对欺骗信号进行标识与显示。最终完成所有欺骗信号的识别与告警输出。

该方法采用阵列天线与INS融合处理的方式实现欺骗干扰空域、信号域、信息域的全维域检测，适用范围广，不受欺骗样式与强度制约；无论欺骗信号是强欺骗干扰、中等欺骗干扰、低强度欺骗干扰等多种强度级别欺骗干扰，还是单天线欺骗、多天线欺骗等以及各种样式的组合欺骗，该方法均有效，并且欺骗检测成功率高。

本发明提出了一种基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法，该方法包括如下步骤：

S1)基于阵列天线的空域检测的主动零陷与自适应调零单元对于空间强欺骗干扰进行功率识别，同时配合波束指向对空间强欺骗干扰进行识别；如果存在超过噪声谱信号功率的卫星导航信号，则判定空间存在强欺骗干扰，对相应卫星导航信号进行状态标识，并启动自适应调零功能对强欺骗干扰进行自适应调零抑制。如果未检测到强欺骗干扰则判定空间不存在强欺骗干扰，继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程。

S2)利用INS的姿态辅助信息与卫星历书信息生成波束权值，阵列天线合成波束对空间接收卫星形成波束指向，提升空间接收卫星的信号接收增益，并对卫星方向以外空域的信号形成波束抑制。启动设备的信号捕获处理，对波束指向内的卫星进行多相关峰检测与信号功率检测，若同一波束内同一个卫星存在多个相关峰，并且其中部分相关峰的信号功率强度超过正常空间信号的门限阈值，则判定信号接收空间存在中等欺骗干扰，对相关信号进行标识与显示；继续针对波束指向内的卫星进行信号捕获，若同一个波束内存在多颗卫星的相关峰，并且卫星的信号功率强度均超过正常空间卫星信号的最大门限阈值，则启动空域检测的主动零陷进行识别，在原来波束指向上形成主动零陷抑制。若主动零陷启动后，所有卫星的相关峰消失或信号功率降低超过30dB，则判定空间存在中等欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在中等欺骗干扰，继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程。

S3)阵列天线恢复波束指向工作模式，开启下一阶段的低强度欺骗干扰检测流程。首先多波束指向卫星进行信号捕获，通过信号捕获中的多相关峰检测，对欺骗干扰进行识别，若单颗卫星存在多个相关峰，则判定信号接收空间内存在低强度欺骗干扰，对相关信号进行标识与显示；然后设备转入信号跟踪阶段，对空间接收的卫星进行跟踪处理，并对卫星的信号功率进行判别，若该卫星的信号功率超过真实卫星的门限阈值，则判定该卫星信号为低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；最后对卫星跟踪输出的观测量进行波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性等数据监测的方式，对可能存在漏警的低强度欺骗干扰进行检测；若同一颗卫星的波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性检测结果为不一致的，则判定该卫星为低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在低强度欺骗干扰与漏警欺骗干扰，继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程。

S4)最后利用上一阶段(步骤S1)-S3))的信号域欺骗检测的成果，通过信息域欺骗干扰检测的方式对可能存在的漏警欺骗干扰进行检测。利用空间卫星信号跟踪输出的伪距观测量进行多星自主完好性残差检测和卫星钟差抖动异常检测校验，如果某颗卫星的自主完好性残差检测结果超阈值或卫星钟差抖动超门限，则判定该卫星信号为欺骗信号，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在欺骗干扰(欺骗信号)。通过信息域的欺骗干扰检测，对以上步骤中可能漏警的欺骗干扰进行再次补充校验检测，最终完成所有欺骗信号的识别、检测、记录与告警输出。

通过以上步骤，完成所有类型卫星导航欺骗干扰的多层次、全维域实时在线检测。

其中，步骤S1)中，基于已有阵列天线导航定位设备的架构，不改变传统设备的阵列天线硬件平台，不改变设备工作流程。基于阵列天线的自适应滤波单元中已有的主动零陷与自适应调零处理设计，结合波束指向功能，对空间存在的强欺骗干扰进行检测与抑制，通过对欺骗干扰的功率识别对强欺骗干扰进行检测，若存在高强度压制式欺骗干扰，直接进行标识并通过主动零陷形成对强欺骗干扰的抑制，若不存在，则转入步骤S2)欺骗检测流程。

其中，步骤S2)中，将步骤S1)中完成强欺骗干扰抑制后的信号进行中等欺骗干扰识别。基于INS姿态辅助信息与空间卫星历书信息，对空间接收卫星形成波束指向，然后启动信号捕获流程，对波束指向内的卫星进行多相关峰检测与信号功率检测，若同一波束内同一个卫星存在多个相关峰，并且其中部分相关峰的信号功率强度超过正常空间信号的门限阈值，则判定信号接收空间存在中等欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；若同一个波束内存在多颗卫星的相关峰，并且卫星的信号功率强度均超过正常空间卫星信号的最大门限阈值，则启动空域检测的主动零陷进行识别，在原来波束指向上形成主动零陷抑制。若主动零陷启动后，所有卫星的相关峰消失或信号功率降低超过30dB，则同样判定空间存在中等欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在中等欺骗干扰，继续转入步骤S3)的欺骗干扰检测流程。

其中，步骤S3)中，在完成步骤S2)的基础上，阵列天线恢复波束指向工作模式恢，针对空间接收卫星形成波束指向，开启基于信号域的低强度欺骗干扰检测流程。通过对波束指向卫星的信号捕获完成该卫星的多相关峰检测，对欺骗干扰进行识别，若单颗卫星存在多个相关峰，则判定信号接收空间内存在低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；然后设备转入信号跟踪阶段，对空间接收卫星进行跟踪处理，并对卫星的信号功率进行判别，若该卫星的信号功率超过真实卫星的门限阈值，则判定改卫星信号为低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；最后，对卫星跟踪输出的观测量进行波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性等数据监测的方式对可能存在漏警的低强度欺骗干扰进行检测；若同一颗卫星的波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性检测结果为不一致的，则判定该卫星为低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在低强度欺骗干扰，继续转入步骤S4)欺骗干扰检测流程。

最后，步骤S4)中，在完成步骤S3)的基础上，利用步骤S3)的信号域欺骗检测的成果，通过信息域检测的方式对可能存在的漏警欺骗干扰进行检测。利用空间卫星信号跟踪输出的伪距观测量进行多星自主完好性残差检测和卫星钟差抖动异常检测校验，如果某颗卫星与其他卫星的组合自主完好性残差检测结果超阈值或者卫星钟差抖动超门限，则判定该卫星信号为欺骗信号，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在欺骗干扰。利用信息域的欺骗干扰检测，对以上步骤中可能存在漏警的欺骗干扰进行再次补充校验检测，最终完成所有欺骗信号的识别、检测、记录与告警输出。通过阵列天线与INS融合的全维域处理完成导航定位设备各种复杂欺骗干扰场景的在线实时多层次、全维域的无缝高效检测。

本发明采用阵列天线、INS、全维域融合处理的方式，对强欺骗干扰压制、中等欺骗干扰阻塞、低强度欺骗干扰诱骗等多强度欺骗；对生成式欺骗、转发式欺骗、单天线欺骗、多天线欺骗、组合式欺骗等多样式欺骗均能够实现欺骗干扰检测的全维域无缝覆盖；本发明的欺骗干扰检测借助阵列天线与惯性导航INS，集成了空域检测、信号域检测、信息域检测等多个维度融合处理的方式，实现欺骗干扰信号的多维域立体检测，相比背景技术中的基于信号功率、基于多普勒、基于接收机自主完好性等方式单一的检测方式，检测方式可靠、准确度高；本发明基于卫星导航定位设备已有的阵列天线与INS硬件架构、不需要针对欺骗干扰检测构建额外的条件与环境支持、不需要变更定位设备已有的硬件架构、不需要外部辅助信息，仅在信号处理算法上增加独立的欺骗干扰检测算法与处理流程，工程化实现简单，可更新性强；本发明的欺骗信号检测采用信号处理全维域融合处理，多手段冗余校验的方式。欺骗干扰的检测漏警率低，全面提高了定位设备的完好性与鲁棒性，适用于民航、等高安全性应用领域；本发明不依赖信号格式，适用范围广，适用于所有的卫星导航系统、数据链测量系统、通信测控系统等，并不受公开信号与授权信号等信号体制制约，具有良好的推广和应用价值。

附图说明

图1为基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测工作原理图；

图2为基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。

参照图1和图2，本发明主要针对当前卫星导航定位设备欺骗干扰检测方式单一，适应场景存在较大局限性，检测虚警与漏警率高等缺点，提出一种基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法。该方法基于卫星导航定位设备的阵列天线与INS传统设计架构不变，不需要增加额外的设备附件与配套条件，将欺骗干扰的检测过程贯穿整个导航定位设备工作全过程。并将欺骗干扰检测分为空域检测、信号域检测和信息域检测，采用多手段融合处理的方式实现欺骗干扰检测的多层次、全维域无缝覆盖。首先基于阵列天线的主动零陷与自适应调零处理单元，对于空间强欺骗干扰进行功率识别，然后通过自适应调零对强欺骗干扰进行抑制；再利用阵列天线的波束形成与INS的姿态信息，进行空域的波束指向形成与主动零陷抑制，同时配合信号域的多峰检测与功率检测，对中等欺骗干扰进行识别与抑制；通过空域、信号域的联合对欺骗信号的多相关峰、功率门限阈值进行中等欺骗干扰欺骗干扰识别；同时对信号跟踪输出的伪距进行波束间伪距一致性检测、双频伪距一致性检测、基于INS辅助的伪距变化率一致性检测，通过一致性检测对低强度欺骗信号进行识别。最终通过信息域的多星自主完好性残差检测与多星钟差异常残差进行检测完成欺骗干扰漏警的筛查与滤除，完成空间复杂欺骗干扰场景的检测。利用以上方式完成欺骗干扰的多强度、多样式、多层次、多维域无缝全覆盖检测，将欺骗信号识别结果作为欺骗信号告警信息实时输出。

基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测工作原理图如附图1所示；基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测工作流程图如附图2所示。具体实施例当中，选取BDS B3频点的强欺骗压制干扰，中等强度双天线空中转发式欺骗干扰，低强度24号、59号卫星的生成式欺骗干扰，31号、32号卫星的转发式欺骗干扰为复杂欺骗场景，基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法步骤如下：

第1步，基于导航定位设备已有的阵列天线架构与设计，启动自适应调零空域滤波中功率检测模块对于空间强欺骗干扰进行功率识别，检测到空间存在干扰信号功率超过噪声信号功率，则判定空间存在压制干扰或高强度压制式欺骗信号，对欺骗信号状态进行标识，并启动自适应调零功能对高强度压制式欺骗进行抑制。检测到存在超过噪声谱信号功率的卫星导航信号，则判定空间存在强欺骗干扰，对欺骗信号进行状态标识，并启动自适应调零功能对强欺骗干扰进行自适应调零抑制，并记录存储相关欺骗干扰状态。

第2步，基于INS姿态辅助信息与空间卫星历书信息，对空间卫星形成波束指向，分别形成12个波束指向空间卫星，对波束内的卫星号进行信号捕获，其中波束4与波束9中的卫星号24与卫星号27存在两个相关峰，并且相关峰的载噪比为83dB·Hz，均高于波束合成后的门限阈值45dB·Hz，则判定卫星号24与27存在欺骗干扰，同时波束4和9内存在12颗卫星的相关峰，并且相关峰的载噪比为82dB·Hz，超过卫星正常功率门限阈值42dB·Hz，在波束4和波束9的位置主动形成零陷抑制，重新启动信号捕获与功率检测流程，经信号捕获处理，波束形成时的12颗卫星的相关峰消失，已经无法正常捕获，因此，则判定波束4和波束9的位置存在中等强度欺骗干扰，对该空域位置进行欺骗信号标识，并形成主动零陷对欺骗干扰进行抑制，并记录存储相关欺骗干扰状态。

第3步，导航定位设备恢复成正常波束合成与主动零陷抑制的工作模式，启动低强度欺骗干扰检测流程。首先对波束指向的卫星进行信号捕获处理，通过卫星号的多相关峰检测完成欺骗信号的信号域捕获识别；通过对卫星信号功率阈值检测完成欺骗信号的信号域跟踪识别，经多相关峰与功率检测未识别低强度欺骗干扰，然后设备转入正常信号跟踪工作阶段，对所有可视卫星的波束间伪距进行互差，不同频点间同一颗卫星号的伪距进行互差，并基于INS对所有接收卫星的伪距率进行互差。发现卫星号为24和59的卫星，其伪距变化率与其他卫星的伪距变化率的互查存在数据分层，两者不一致，因此判断存在卫星号为24和59的低强度欺骗干扰信号，并记录存储相关欺骗干扰状态。

第4步，在完成信号域欺骗检测的基础上，通过信息域检测的方式对可能存在的漏警欺骗干扰进行检测。利用空间卫星信号跟踪输出的伪距观测量进行多星自主完好性残差检测和卫星钟差抖动异常检测校验。经计算迭代，卫星号为31和32的卫星的自主完好性残差检测过程中，伪距观测量残差为102，超过预定阈值20，同时进行钟差抖动异常迭代计算，经运算，卫星号为31和32的卫星钟差为67，同样超出预定门限阈值15，因此则判定卫星号为31和32的卫星信号为欺骗信号，对其卫星号进行标识。通过以上步骤完成所有欺骗信号的识别、检测、记录与告警输出。最终，通过阵列天线与INS融合的全维域处理完成定位设备各种复杂欺骗干扰场景的在线实时无缝全覆盖高效检测。

本发明提出一种基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航多强度、多样式、多层次、全维域的欺骗干扰检测方法。该方法基于卫星导航定位设备已有的阵列天线与INS平台、不需要针对欺骗检测构建额外的条件与环境支持、不需要变更定位设备已有的硬件架构、不需要外部辅助信息。将欺骗干扰的检测贯穿整个导航定位设备工作全过程。并将欺骗干扰检测分为空域检测、信号域检测和信息域检测，采用多手段联合处理的方式实现欺骗干扰检测的立体全维域无缝覆盖。

首先利用阵列天线的主动零陷与自适应调零滤波功能，将空间识别到的强欺骗干扰进行抑制；然后利用INS姿态辅助信息域卫星历书信息形成波束指向，对波束内的同一颗卫星的多相关峰与同一个波束的多颗卫星进行相关峰检测识别，基于主动零陷的设计，对波束指向存在的欺骗信号通过零陷抑制的方式进行校验，确定空间中等强度欺骗干扰并标识；导航定位设备恢复正常工作模式，在信号域对空间卫星进行信号捕获与跟踪，获取卫星的相关峰、信号载噪比、伪距等观测量。通过多相关峰检测与功率检测的识别，检测低强度欺骗干扰信号；同时通过多波束之间伪距一致性、双频之间伪距一致性、基于INS负辅助的伪距变化一致性检测，完成所有参与定位解算的可视卫星的欺骗，并对存在异常的低强度欺骗信号进行标识。在完成信号域的欺骗检测后，为了保证欺骗信号检测的完好性与可靠性，通过信息域检测的方式对可能存在的漏警欺骗干扰进行检测。利用信息域的自主完好性残差检测与钟差异常检测的方式对参与定位卫星的观测量进行欺骗检测，若存在自主完好性与钟差抖动残差超阈值的卫星号，将其识别为欺骗信号。最终，通过阵列天线与INS融合的全维域处理方式完成所有欺骗信号的识别、检测、记录与告警输出。该方法采用阵列天线、INS与全维域处理的融合方式实现欺骗干扰检测，适用范围广，不受欺骗样式与欺骗强度制约；无论欺骗信号是强欺骗干扰压制、中等欺骗干扰阻塞、低强度欺骗干扰诱骗等多种强度级别欺骗干扰，还是单天线欺骗、多天线欺骗、生成式欺骗、转发式欺骗等以及各种样式的组合欺骗干扰，该方法均有效，并且欺骗检测成功率高。

本发明采用阵列天线、INS、多维域信号融合处理的方式，对多强度、多样式、多层次欺骗干扰均能实现全维域无缝覆盖，检测方法可靠、准确度高。该方法基于已有的阵列天线与INS硬件架构、不需要构建额外的条件与环境支持、不需要外部辅助信息，工程化实现简单，可更新性强。采用多维域冗余校验检测方式，欺骗干扰的检测漏警率低，全面提高了导航定位设备的完好性与鲁棒性。与传统基于阵列天线的欺骗检测相比，欺骗检测结果更稳健可靠，适用于民航等高安全性要求的应用领域。

以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1)基于阵列天线的空域检测的主动零陷与自适应调零单元对于空间强欺骗干扰进行功率识别，同时配合波束指向对空间强欺骗干扰进行识别；如果存在超过噪声谱信号功率的卫星导航信号，则判定空间存在强欺骗干扰，对相应卫星导航信号进行状态标识，并启动自适应调零功能对强欺骗干扰进行自适应调零抑制；如果未检测到强欺骗干扰则判定空间不存在强欺骗干扰，继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程；

S2)利用惯性导航系统INS的姿态辅助信息与卫星历书信息生成波束权值，阵列天线合成波束对空间接收卫星形成波束指向，提升空间接收卫星的信号接收增益，并对卫星方向以外空域的信号形成波束抑制；启动设备的信号捕获处理，对波束指向内的卫星进行多相关峰检测与信号功率检测，若同一波束内同一个卫星存在多个相关峰，并且其中部分相关峰的信号功率强度超过正常空间信号的门限阈值，则判定信号接收空间存在中等欺骗干扰，对相关信号进行标识与显示；继续针对波束指向内的卫星进行信号捕获，若同一个波束内存在多颗卫星的相关峰，并且卫星的信号功率强度均超过正常空间卫星信号的最大门限阈值，则启动空域检测的主动零陷进行识别，在原来波束指向上形成主动零陷抑制，若主动零陷启动后，所有卫星的相关峰消失或信号功率降低超过30dB，则判定空间存在中等欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在中等欺骗干扰，继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程；

S3)阵列天线恢复波束指向工作模式，开启下一阶段的低强度欺骗干扰检测流程，首先多波束指向卫星进行信号捕获，通过信号捕获中的多相关峰检测，对欺骗干扰进行识别，若单颗卫星存在多个相关峰，则判定信号接收空间内存在低强度欺骗干扰，对相关信号进行标识与显示；然后转入信号跟踪阶段，对空间接收的卫星进行跟踪处理，并对卫星的信号功率进行判别，若该卫星的信号功率超过真实卫星的门限阈值，则判定该卫星信号为低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；最后对卫星跟踪输出的观测量进行包括波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性在内的数据监测方式，对可能存在漏警的低强度欺骗干扰进行检测；若同一颗卫星的波束间伪距一致性、频点间伪距一致性、基于INS辅助的伪距变化量一致性检测结果为不一致的，则判定该卫星为低强度欺骗干扰，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在低强度欺骗干扰与漏警欺骗干扰，继续转入下一阶段欺骗干扰检测流程；

S4)最后利用步骤S1)-S3)的欺骗干扰检测成果，通过信息域欺骗干扰检测的方式对可能存在的漏警欺骗干扰进行检测，利用空间卫星信号跟踪输出的伪距观测量进行多星自主完好性残差检测和卫星钟差抖动异常检测校验，如果某颗卫星的自主完好性残差检测结果超阈值或卫星钟差抖动超门限，则判定该卫星信号为欺骗信号，对欺骗信号进行标识与显示；否则，则空间不存在欺骗信号；通过信息域欺骗干扰检测，对步骤S1)-S3)中可能漏警的欺骗干扰进行再次补充校验检测，最终完成所有欺骗信号的识别、检测、记录与告警输出；

通过以上步骤，完成所有类型卫星导航欺骗干扰的多层次、全维域实时在线检测。

2.根据权利要求1所述的基于阵列天线与INS融合处理的卫星导航欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述步骤S1)中，基于已有阵列天线导航定位设备的架构，不改变传统设备的阵列天线硬件平台，不改变设备工作流程，基于阵列天线的自适应滤波单元中已有的主动零陷与自适应调零处理设计，结合波束指向功能，对空间存在的强欺骗干扰进行检测与抑制，通过对欺骗干扰的功率识别对强欺骗干扰进行检测，若存在高强度压制式欺骗干扰，直接进行标识并通过主动零陷形成对强欺骗干扰的抑制，若不存在，则转入步骤S2)欺骗检测流程。

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