CN116148888A - 一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN116148888A
CN116148888A CN202310347286.XA CN202310347286A CN116148888A CN 116148888 A CN116148888 A CN 116148888A CN 202310347286 A CN202310347286 A CN 202310347286A CN 116148888 A CN116148888 A CN 116148888A
Authority
CN
China
Prior art keywords
satellite
visible
satellite signals
signals
capturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310347286.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN116148888B (zh
Inventor
刘磊
易栗
柳奇
张晓明
柴柳
周世明
邸鹤
张亚夫
陈会娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shangyu Hebei Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Shangyu Hebei Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shangyu Hebei Electronic Technology Co ltd filed Critical Shangyu Hebei Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202310347286.XA priority Critical patent/CN116148888B/zh
Publication of CN116148888A publication Critical patent/CN116148888A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116148888B publication Critical patent/CN116148888B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/015Arrangements for jamming, spoofing or other methods of denial of service of such systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/21Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service
    • G01S19/215Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service issues related to spoofing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本申请涉及一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质,包括捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息;对长波授时台电文进行解析,获得精确的本地时间;对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书;使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析以及利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。本申请公开的抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质,依靠更加可靠的长波导航系统,有效应对欺骗干扰信号播发的信号与真实卫星信号同步,后期缓慢变化使北斗设备遭受欺骗式干扰。

Description

一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本申请涉及信号处理技术领域,尤其是涉及一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
卫星导航系统因卫星导航信号功率低(与移动通信相比,卫星导航信号的接收机接收功率低100万~1000万倍),干扰成本低,干扰隐蔽北斗接收机容易受到干扰,其中欺骗式干扰危害最大。
常规的抗欺骗干扰方法有以下这些:
接收机利用导航信号和导航电文的特征从信号处理和数据处理方面检测并是否受到了欺骗式干扰。这种干扰抗欺骗干扰方式没有借助其他可靠导航方式,抗欺骗干扰手段单一,接收机应用广泛,呈散发状大量部署,接收机一但部署很难再对抗欺骗干扰策略进行升级。而欺骗式干扰是当前的研究热点,欺骗干扰手段更新换代快,欺骗式干扰手段升级换代快,这种抗欺骗式干扰方式无法适应当前的对抗形势。
利用惯导等其他导航设备对卫星导航进行验证,检测是否受到了欺骗式干扰,这种抗欺骗干扰方式借助了惯导等其他导航设备的信息,可以利用其他导航设备判断当前是否收到了抗欺骗干扰,但是惯导的定位精度随着时间的推移会逐渐变差,无法适应长时间的抗欺骗干扰对抗。
发明内容
本申请提供一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质,依靠更加可靠的长波导航系统,通过长波解算出准确的本地位置和时间,并反推每颗卫星的测距码捕获范围,可以有效避免对欺骗干扰信号的捕获。而且在设备运行过程中持续对跟踪的卫星信号进行校验,有效应对欺骗干扰信号播发的信号与真实卫星信号同步,后期缓慢变化使北斗设备遭受欺骗式干扰。
本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
第一方面,本申请提供了本申请提供了一种抗欺骗干扰方法,包括:
捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息;
对长波授时台电文进行解析,获得精确的本地时间;
使用位置信息和本地时间解算GEO卫星的测距码码片捕获范围,反算GEO卫星的信号发出时间;
使用测距码码片捕获范围捕获GEO卫星信号;
对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书;
使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。
在第一方面的一种可能的实现方式中,捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验,对比检验结果出现错误时,执行如下步骤:
使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
利用接收的所有卫星信号进行位置校正。
在第一方面的一种可能的实现方式中,捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验持续进行。
在第一方面的一种可能的实现方式中,利用接收的所有卫星信号进行位置校正时,每次校正过程中使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量;
每次校正过程中捕获可见卫星信号均随机选取。
在第一方面的一种可能的实现方式中,时间序列上,任意两次相邻校正过程中使用的可见卫星信号中至少存在一个不同的可见卫星信号。
在第一方面的一种可能的实现方式中,对捕获的长波信号的处理过程包括天波分离、跟踪、时差测量和位置解算。
在第一方面的一种可能的实现方式中,使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量。
第二方面,本申请提供了一种抗欺骗干扰装置,包括:
第一捕获单元,用于捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息;
第一处理单元,用于对长波授时台电文进行解析,获得精确的本地时间;
第二处理单元,用于使用位置信息和本地时间解算GEO卫星的测距码码片捕获范围,反算GEO卫星的信号发出时间;
第二捕获单元,用于使用测距码码片捕获范围捕获GEO卫星信号;
第三处理单元,用于对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书;
第四处理单元,用于使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
第三捕获单元,用于使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
第一跟踪和解析单元,用于对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
位置解算单元,用于利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。
第三方面,本申请提供了一种抗欺骗干扰系统,所述系统包括:
一个或多个存储器,用于存储指令;以及
一个或多个处理器,用于从所述存储器中调用并运行所述指令,执行如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括:
程序,当所述程序被处理器运行时,如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。
第五方面,本申请提供了一种计算机程序产品,包括程序指令,当所述程序指令被计算设备运行时,如第一方面及第一方面任意可能的实现方式中所述的方法被执行。
第六方面,本申请提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,用于实现上述各方面中所涉及的功能,例如,生成,接收,发送,或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。
该芯片系统,可以由芯片构成,也可以包括芯片和其他分立器件。
在一种可能的设计中,该芯片系统还包括存储器,该存储器,用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦,分别设置在不同的设备上,通过有线或者无线的方式连接,或者处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。
整体而言,本申请公开的抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质,依靠更加可靠的长波导航系统,通过长波解算出准确的本地位置和时间,并反推每颗卫星的测距码捕获范围,可以有效避免对欺骗干扰信号的捕获。而且在设备运行过程中持续对跟踪的卫星信号进行校验,有效应对欺骗干扰信号播发的信号与真实卫星信号同步,后期缓慢变化使北斗设备遭受欺骗式干扰。
附图说明
图1是本申请提供的一种设备的信号处理流程示意图。
图2是本申请提供的一种抗欺骗干扰方法的流程示意框图。
图3是本申请提供的一种长波信号的传递过程示意图。
图4是本申请提供的一种罗兰C脉冲组结构的结构示意图。
图5是本申请提供的一种位置线定位示意图。
图6是本申请提供的一种位置校正的流程示意图。
具体实施方式
首先需要说明的是,本申请公开的抗欺骗干扰方法,应用于一台设备(图1所示)中,设备同时具备长波信号处理和北斗信号处理两种功能,并且能够基于长波信号和北斗信号给出准确的时间信息和位置信息。
以下结合附图,对本申请中的技术方案作进一步详细说明。
请参阅图2,为本申请公开的一种抗欺骗干扰方法,包括如下步骤:
S101,捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息;
S102,对长波授时台电文进行解析,获得精确的本地时间;
S103,使用位置信息和本地时间解算GEO卫星的测距码码片捕获范围,反算GEO卫星的信号发出时间;
S104,使用测距码码片捕获范围捕获GEO卫星信号;
S105,对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书;
S106,使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
S107,使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
S108,对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
S109,利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。
具体而言,在步骤S101和步骤S102中,设备会捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息长波信号的具体处理方式包括天波分离、跟踪、时差测量和位置解算等过程,如下:
设备会捕获长波信号,然后对长波信号进行跟踪,长波信号有天波信号和地波信号两种,如图3所示,此处长波授时台的位置和设备的位置是已知的,也就意味着地波信号的传递时间固定,但是天波信号的传递时间会根据传递路径的不同发生变化(提前或者之后),因此需要根据天波延迟和周期识别对长波信号进行跟踪,跟踪的目的就是确定一个周期稳定的长波信号。
举例说明,请参阅图4,罗兰C台链是一组具有同一时间基准,同一组重复周期的罗兰C地面发射台。罗兰C的发射系统至少需要3个地面台站构成台链。在一个台链中,有一个台为主台,记为M,其余为副台,记为X,Y。台链的各台位置一般采用三角形、Y型或者星形配置。
在同一台链中,主、副台的发射格式的顺序有严格的规定,在同一个发射周期内(GRI),主台发射的脉冲组共有9个脉冲,前8个脉冲间的间隔都是1ms,第8个和第9个脉冲间的间隔为2ms。各副台发射的脉冲组中都包含8个脉冲,各脉冲间隔为1ms,不同台链的发射周期内(GRI)不同。
对长波信号包含的信息进行解调和译码后会得到长波授时台的时间信息,具体地说,就是长波信号产生时,信号内就包含了时间信息,在得到周期稳定的长波信号后,就会对该长波信号进行解调和译码,也就是将长波信号中包含的信息解析出来,然后从解析出来的信息中得到这个被捕获的长波信号的产生时间。
测量长波授时台链主台和副台发射的长波信号的时差并解算本地位置信息,应理解,此时设备的位置是未知的,需要根据其与长波授时台链主台和长波授时台链副台间的相对位置来确定与长波授时台之间的距离,在得到距离后,才能够得到本地位置信息,并根据本地位置信息计算本地时间。
请参阅图5,本地位置的原理如下:
是根据大地坐标系统确定一个位置。如果在一个观测点测得了一个时间差,即可确定一条双曲线。但一条双曲线还不能确定位置,仅表明观测点位于该条双曲线上的某点。
为了达到定位,必须要测得第二条位置线。两条位置线的交点就确定了观测者的位置。位置线可以用主副台时差值来标示,这就涉及到时差/经纬度的坐标变换。
单台链本地位置信息解算是每次利用一个罗兰C台链的信号进行定位,即采用三台两基线相交于主台的方式,在接收到同一罗兰C台链的一个主台和两个副台的信号时,测量出两条时差线,利用球面三角形的原理求出两条时差线的交点位置。
球面上的基线长度(球面角距)分别记为d1、d3,因为(φ1,λ1),(φ2,λ2),(φ3,λ3)是已知量,所以α、d1、d3也是已知的基本量。点P是球面上未知的定位点,设坐标为(φ,λ)。
利用定位点P点、一个台组和北极N组成球面三角形,利用球面三角形基本定理可以建立如下的导航方程组:
Figure SMS_1
此方程组包含四个未知量为ρ1、ρ2、ρ3、θ,只要求出P点的极坐标(ρ2,θ),即可求得球面经纬度坐标(φ,λ)。
Figure SMS_2
Figure SMS_3
计算本地时间的原理如下:设备与长波电台之间的距离是已知的,长波信号的传递速度是已知的,那么长波信号从播发到设备接收到的这段时间能够被计算出,长波信号的产生时间加上长波信号的传递时间,得到的计算结果就是本地时间。
在步骤S103中,设备会使用位置信息和本地时间解算GEO卫星的测距码码片捕获范围,反算GEO卫星的信号发出时间,具体的过程如下:GEO卫星位置已知,本地位置已知,卫星信号传递速度已知,那么卫星信号从播发到接收这段时间能够被计算出,卫星信号中测距码周期性循环并与整毫秒对齐,利用本地当前时间和卫星信号传递时间可以计算出当前信号接收信号的发出时间,根据卫星信号发出时间可以计算出GEO卫星的测距码码片捕获范围。
在步骤S104中,设备会使用测距码码片捕获范围捕获GEO卫星信号,捕获信号的具体过程如下:卫星信号播发的测距码周期循环且已知,接收机在本地复制出一个与当前接收信号相同的测距码,本地实时产生的测距码与接收信号进行相关运算,本地测距码相位前后滑动当测距码对齐时相关能量超过捕获阈值,实现对卫星信号的捕获,在步骤S103中解出了当前测距码的捕获范围,本地测距码只在捕获范围内滑动,防止捕获到欺骗信号。
捕获GEO卫星信号后,对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书。应理解,此处以GPS卫星导航系统举例:为了缩短卫星锁定时间,GPS接收机需利用历书、当地位置的时间来预报卫星运行状态。历书与星历都是表示卫星运行的参数。历书包括全部卫星的大概位置,用于卫星预报。
星历只是当前接收机观测到的卫星的精确位置,用于定位。历书是从导航电文中提取的,每12.5分钟的导航电文才能得到一组完整的历书。
获取导航卫星星历和历书后,执行步骤S106,该步骤中,会使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围,具体的获取过程如下:
卫星星历中包含了所有北斗卫星的轨道参数,通过轨道参数计算得出卫星位置,本地位置已知,根据卫星位置和本地位置可以计算出当前接收机的可见卫星有哪些,卫星信号传递速度已知,那么卫星信号从播发到接收这段时间能够被计算出,卫星信号中测距码周期性循环并与整毫秒对齐,利用本地当前时间和卫星信号传递时间可以计算出当前信号接收信号的发出时间,根据卫星信号发出时间可以计算出所有可见卫星的测距码码片捕获范围。
然后使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号,也就是步骤S107中的内容。捕获到可见卫星信号后,对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析(步骤S108),最后利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。
位置解算后能够得到精确的本地位置信息,此时结合前文中提到的内容,可以知道,在已知条件(卫星位置、卫星信号发出时间、卫星信号发出时间收到时间)的前提下,可以将本地位置解算出,此时在根据本地位置可以计算得到本地时间,使用本地位置提供定位功能,使用本地时间提供授时功能。
为了进一步提高抗干扰欺骗性能,在本申请中,会捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验,码相位是卫星信号中测距码的相位,可以理解为测距码由一连串的0和1伪随机组成的序列,序列的某一个位置称为码相位。
对比检验的过程如下:
在卫星信号中解算出卫星星历,卫星星历包含了所有北斗卫星的轨道参数,利用轨道参数计算出卫星位置,本地位置和时间由长波系统解算得到,利用本地位置、卫星位置、卫星信号传播速度、当前时间计算出当前卫星信号的发出时间,由于测距码按照时间循环播发,可以计算出当前接收信号的码相位范围。
接收机对已经锁定信号保持着跟踪,即本地复制的测距码与接收信号的测距码对齐,即码相位相同,接收机可以准确测量出接收信号的码相位。
利用计算得到的码相位与当前接收信号的码相位进行对比,码相位差没有超出计算码相位范围认为当前跟踪信号正常。码相位差超出计算码相位范围认为是跟踪了欺骗信号,此时接收机失锁该卫星信号重新进行捕获流程。
请参阅图6,当对比检验结果出现错误时,认为受到了欺骗干扰,需要执行以下步骤:
S201,使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
S202,使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
S203,对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
S204,利用接收的所有卫星信号进行位置校正。
步骤S201至步骤S204中的内容是为了防止被欺骗干扰信号逐渐拉偏,具体地说,当卫星的码相位与本地时间应当具有一致性,当二者出现不一致时,说明设备收到的卫星信号出现了错误,该错误会导致设备无法提供准确的定位和授时功能。
因此当卫星的码相位与本地时间的对比检验结果出现不一致时,会执行步骤S201至步骤S204中的内容。结合一个实际的场景,设备使用一个系统的长波电台和卫星提供定位和授时功能,一个系统内的长波电台和卫星会使用同一个时钟,或者配套使用特定的纠正算法。当另一个系统(干扰源)发出的信号被捕获后,如果不进行验证,会导致设备提供的定位和授时功能被逐渐拉偏,或者说以一个速度远离正确的定位和授时功能方向。
而使用捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验的方法能够避免此类情况的发生。
进一步地,捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验持续进行。
同时,在利用接收的所有卫星信号进行位置校正时,每次校正过程中使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量,并且,每次校正过程中捕获可见卫星信号均随机选取。
这样可以使可见卫星信号的来源具有不确定性,因为设备每次进行位置校正时使用的可见卫星信号存在不确定性,使得被欺骗的概率更低,举例说明,可见卫星信号的数量为多个,从中任意选取几个使用,此时要进行干扰和欺骗,需要伪造出这些卫星信号。
当使用固定的卫星信号时,伪造卫星信号还存在实现的可能,当使用的卫星信号随机改变时,伪造卫星信号的难度就会骤增,因为设备在接收到卫星信号后,会使用全部收到的卫星信号进行位置解算,只有全部收到的卫星信号为真实信号的前提下,位置解算才会具有唯一性,例如在一个位置处进行多次位置解算的过程中分别使用了不同的卫星信号,但是存在多次的位置解算结果不同,此时说明收到的卫星信号中存在伪造卫星信号,需要使用其他的手段将其甄别出来。
在一些可能的实现方式中,时间序列上,任意两次相邻校正过程中使用的可见卫星信号中至少存在一个不同的可见卫星信号。
在一些可能的实现方式中,使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量。
本申请还提供了一种抗欺骗干扰装置,包括:
第一捕获单元,用于捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息;
第一处理单元,用于对长波授时台电文进行解析,获得精确的本地时间;
第二处理单元,用于使用位置信息和本地时间解算GEO卫星的测距码码片捕获范围,反算GEO卫星的信号发出时间;
第二捕获单元,用于使用测距码码片捕获范围捕获GEO卫星信号;
第三处理单元,用于对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书;
第四处理单元,用于使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
第三捕获单元,用于使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
第一跟踪和解析单元,用于对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
位置解算单元,用于利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。
进一步地,还包括:
第一获取单元,用于使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
第四捕获单元,用于使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
第二跟踪和解析单元,用于对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
位置校正单元,用于利用接收的所有卫星信号进行位置校正。
进一步地,捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验持续进行。
进一步地,利用接收的所有卫星信号进行位置校正时,每次校正过程中使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量;
每次校正过程中捕获可见卫星信号均随机选取。
进一步地,任意两次相邻校正过程中使用的可见卫星信号中至少存在一个不同的可见卫星信号。
进一步地,对捕获的长波信号的处理过程包括天波分离、跟踪、时差测量和位置解算。
进一步地,使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量。
在一个例子中,以上任一装置中的单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个专用集成电路(application specificintegratedcircuit,ASIC),或,一个或多个数字信号处理器(digital signal processor,DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA),或这些集成电路形式中至少两种的组合。
再如,当装置中的单元可以通过处理元件调度程序的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(central processing unit,CPU)或其它可以调用程序的处理器。再如,这些单元可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,SOC)的形式实现。
在本申请中可能出现的对各种消息/信息/设备/网元/系统/装置/动作/操作/流程/概念等各类客体进行了赋名,可以理解的是,这些具体的名称并不构成对相关客体的限定,所赋名称可随着场景,语境或者使用习惯等因素而变更,对本申请中技术术语的技术含义的理解,应主要从其在技术方案中所体现/执行的功能和技术效果来确定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
还应理解,在本申请的各个实施例中,第一、第二等只是为了表示多个对象是不同的。例如第一时间窗和第二时间窗只是为了表示出不同的时间窗。而不应该对时间窗的本身产生任何影响,上述的第一、第二等不应该对本申请的实施例造成任何限制。
还应理解,在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请还提供了一种抗欺骗干扰系统,所述系统包括:
一个或多个存储器,用于存储指令;以及
一个或多个处理器,用于从所述存储器中调用并运行所述指令,执行如上述内容中所述的方法。
本申请还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括指令,当该指令被执行时,以使得该抗欺骗干扰系统执行对应于上述方法的抗欺骗干扰系统的操作。
本申请还提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,用于实现上述内容中所涉及的功能,例如,生成,接收,发送,或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。
该芯片系统,可以由芯片构成,也可以包括芯片和其他分立器件。
上述任一处提到的处理器,可以是一个CPU,微处理器,ASIC,或一个或多个用于控制上述的反馈信息传输的方法的程序执行的集成电路。
在一种可能的设计中,该芯片系统还包括存储器,该存储器,用于保存必要的程序指令和数据。该处理器和该存储器可以解耦,分别设置在不同的设备上,通过有线或者无线的方式连接,以支持该芯片系统实现上述实施例中的各种功能。或者,该处理器和该存储器也可以耦合在同一个设备上。
可选地,该计算机指令被存储在存储器中。
可选地,该存储器为该芯片内的存储单元,如寄存器、缓存等,该存储器还可以是该终端内的位于该芯片外部的存储单元,如ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,RAM等。
可以理解,本申请中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。
非易失性存储器可以是ROM、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM,EEPROM)或闪存。
易失性存储器可以是RAM,其用作外部高速缓存。RAM有多种不同的类型,例如静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhancedSDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synch link DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗欺骗干扰方法,其特征在于,包括:
捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息;
对长波授时台电文进行解析,获得精确的本地时间;
使用位置信息和本地时间解算GEO卫星的测距码码片捕获范围,反算GEO卫星的信号发出时间;
使用测距码码片捕获范围捕获GEO卫星信号;
对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书;
使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。
2.根据权利要求1所述的抗欺骗干扰方法,其特征在于,捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验,对比检验结果出现错误时,执行如下步骤:
使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
利用接收的所有卫星信号进行位置校正。
3.根据权利要求2所述的抗欺骗干扰方法,其特征在于,捕获卫星的码相位与本地时间进行对比检验持续进行。
4.根据权利要求2或3所述的抗欺骗干扰方法,其特征在于,利用接收的所有卫星信号进行位置校正时,每次校正过程中使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量;
每次校正过程中捕获可见卫星信号均随机选取。
5.根据权利要求4所述的抗欺骗干扰方法,其特征在于,时间序列上,任意两次相邻校正过程中使用的可见卫星信号中至少存在一个不同的可见卫星信号。
6.根据权利要求1所述的抗欺骗干扰方法,其特征在于,对捕获的长波信号的处理过程包括天波分离、跟踪、时差测量和位置解算。
7.根据权利要求1所述的抗欺骗干扰方法,其特征在于,使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号的过程中,捕获可见卫星信号的数量小于等于可见卫星信号的总数量。
8.一种抗欺骗干扰装置,其特征在于,包括:
第一捕获单元,用于捕获长波信号,并使用长波信号计算出位置信息;
第一处理单元,用于对长波授时台电文进行解析,获得精确的本地时间;
第二处理单元,用于使用位置信息和本地时间解算GEO卫星的测距码码片捕获范围,反算GEO卫星的信号发出时间;
第二捕获单元,用于使用测距码码片捕获范围捕获GEO卫星信号;
第三处理单元,用于对捕获的GEO卫星信号进行跟踪和解析,获取导航卫星星历和历书;
第四处理单元,用于使用位置信息和本地时间获取的卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围;
第三捕获单元,用于使用卫星星历中可见卫星的测距码码片捕获范围捕获可见卫星信号;
第一跟踪和解析单元,用于对可见卫星的卫星信号进行跟踪和解析;以及
位置解算单元,用于利用接收的所有卫星信号进行位置解算,实现定位和授时功能。
9.一种抗欺骗干扰系统,其特征在于,所述系统包括:
一个或多个存储器,用于存储指令;以及
一个或多个处理器,用于从所述存储器中调用并运行所述指令,执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括:
程序,当所述程序被处理器运行时,如权利要求1至7中任意一项所述的方法被执行。
CN202310347286.XA 2023-04-04 2023-04-04 一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质 Active CN116148888B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310347286.XA CN116148888B (zh) 2023-04-04 2023-04-04 一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310347286.XA CN116148888B (zh) 2023-04-04 2023-04-04 一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116148888A true CN116148888A (zh) 2023-05-23
CN116148888B CN116148888B (zh) 2023-06-30

Family

ID=86362026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310347286.XA Active CN116148888B (zh) 2023-04-04 2023-04-04 一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116148888B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105204035A (zh) * 2015-10-10 2015-12-30 清华大学 卫星导航转发式欺骗攻击防御方法和装置
CN105717518A (zh) * 2016-01-27 2016-06-29 南京师范大学 一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法
CN105954776A (zh) * 2016-05-14 2016-09-21 四川中卫北斗科技有限公司 一种导航信号接收方法和接收机
CN109696696A (zh) * 2019-02-15 2019-04-30 航天恒星科技有限公司 一种适用于高轨航天器的导航接收机装置
US20190377094A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Trimble Inc. Anti-spoofing system for gnss receivers
CN110749905A (zh) * 2019-11-25 2020-02-04 清华大学 单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置
CN112327335A (zh) * 2020-11-04 2021-02-05 展讯通信(上海)有限公司 Gnss接收机和卫星捕获跟踪方法
CN112462398A (zh) * 2020-11-18 2021-03-09 北京中捷时代航空科技有限公司 一种卫星信号失锁重定位方法及系统
CN112558117A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 上海航天控制技术研究所 一种无外部辅助重构卫星信号发射时间的快速热启动方法
CN114706105A (zh) * 2022-06-07 2022-07-05 尚禹河北电子科技股份有限公司 一种长波引导北斗授权信号捕获的方法、装置及系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105204035A (zh) * 2015-10-10 2015-12-30 清华大学 卫星导航转发式欺骗攻击防御方法和装置
CN105717518A (zh) * 2016-01-27 2016-06-29 南京师范大学 一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法
CN105954776A (zh) * 2016-05-14 2016-09-21 四川中卫北斗科技有限公司 一种导航信号接收方法和接收机
US20190377094A1 (en) * 2018-06-07 2019-12-12 Trimble Inc. Anti-spoofing system for gnss receivers
CN109696696A (zh) * 2019-02-15 2019-04-30 航天恒星科技有限公司 一种适用于高轨航天器的导航接收机装置
CN110749905A (zh) * 2019-11-25 2020-02-04 清华大学 单星低复杂度卫星导航欺骗信号检测识别方法及装置
CN112327335A (zh) * 2020-11-04 2021-02-05 展讯通信(上海)有限公司 Gnss接收机和卫星捕获跟踪方法
CN112462398A (zh) * 2020-11-18 2021-03-09 北京中捷时代航空科技有限公司 一种卫星信号失锁重定位方法及系统
CN112558117A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 上海航天控制技术研究所 一种无外部辅助重构卫星信号发射时间的快速热启动方法
CN114706105A (zh) * 2022-06-07 2022-07-05 尚禹河北电子科技股份有限公司 一种长波引导北斗授权信号捕获的方法、装置及系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孟骞;曾庆化;刘建业;冯绍军;: "北斗软件接收机中GEO卫星定位策略", 中国惯性技术学报, no. 03 *
杨光;廖炳瑜;袁洪;: "北斗无源授时用户接收机中GEO卫星星历求解算法", 计算机工程与应用, no. 01 *
秦明峰;胡丽格;李可歆: "一种基于多基线载波相位差测量的欺骗干扰检测方法", 导航定位与授时, no. 003 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116148888B (zh) 2023-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2746813B1 (en) Detection of spoofing of GNSS navigation signals
CN106093978B (zh) 一种gnss授时型卫星接收机的反欺骗式干扰信号处理方法
ES2347814T3 (es) Metodo de procesamiento de señales de posicionamiento, en particular para aplicaciones de interiores.
EP3853636B1 (en) System and method for detecting spoofing of gnss signals
ES2375812T3 (es) Procedimiento y aparato para aumentar la sensibilidad de un receptor de satélite de localización global.
US7956803B2 (en) System and method for protecting against spoofed A-GNSS measurement data
EP2021819B1 (en) System and/or method for determining sufficiency of pseudorange measurements
US10908294B2 (en) Detection and elimination of GNSS spoofing signals with PVT solution estimation
Motella et al. Performance assessment of low cost GPS receivers under civilian spoofing attacks
CN112083447B (zh) 定位导航欺骗源的方法及装置
CN111308514A (zh) 一种无线同步通信网络中的卫星导航欺骗检测方法
Götzelmann et al. Galileo open service navigation message authentication: Preparation phase and drivers for future service provision
US11445373B1 (en) Validation of position, navigation, time signals
Yasmin Mina et al. GPS spoofing detection for the power grid network using a multireceiver hierarchical framework architecture
CN116148888B (zh) 一种抗欺骗干扰方法、装置、系统及存储介质
Nedelkov et al. Accuracy and performance of the network location provider in Android devices
Kim et al. GNSS cloud‐data processing technique for jamming detection, identification, and localisation
US11585943B2 (en) Detection and elimination of GNSS spoofing signals with PVT solution estimation
EP1763682A1 (en) Assisted satellite-based positioning
US8345597B2 (en) Systems and methods for detecting spread spectrum signals in an area of interest
Krüger An inexpensive hyperbolic positioning system for tracking wildlife using off-the-shelf hardware
Gamba et al. PROGRESS project: Jamming and spoofing detection and localization system for protection of GNSS ground-based infrastructures
Arizabaleta-Diez et al. Synchronized Spoofing Attack Detection Using Galileo OSNMA and an Antenna Array
Dietmayer et al. Network-assistance to improve joint 5G and GNSS positioning for GNSS anti-spoofing
Cancela et al. Testing receiver resilience against signal replay attacks

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant