CN116482718A - 导航反欺骗方法、装置和电子设备 - Google Patents

导航反欺骗方法、装置和电子设备 Download PDF

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CN116482718A CN202310253595.0A CN202310253595A CN116482718A CN 116482718 A CN116482718 A CN 116482718A CN 202310253595 A CN202310253595 A CN 202310253595A CN 116482718 A CN116482718 A CN 116482718A
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王宇凯
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Abstract

本发明提供了一种导航反欺骗方法、装置和电子设备，其中方法包括：根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；从网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；计算反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；将计算的阵元到信号源之间的距离与卫星实际高度信息进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；基于反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解定位方程，得到干扰信号的位置坐标。本发明能够适应不同终端布局和任务需求下的欺骗干扰检测和干扰源定位，成本更低，高效可靠。

Description

导航反欺骗方法、装置和电子设备
技术领域
本发明主要涉及导航欺骗干扰检测技术领域，尤其涉及一种导航反欺骗方法、装置和电子设备。
背景技术
随着全球卫星导航系统的日益普及，GNSS(Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星系统)已成为国家重大基础设施的关键组成部分并得到广泛应用，然而卫星导航信号由于接收端信号功率较低，易受到各种有意干扰和无意干扰的影响，尤其是有针对性的欺骗式干扰，由于相对传统的压制式干扰与真实信号的特征参数非常相似，隐蔽性好，不易被发现，造成的危害更大。近些年，GNSS干扰已经从有可能演变为一个严峻的现实。假的GNSS信号被播发到接收机上，造成位置、时间和导航误差，有据可查的典型导航欺骗干扰案例层出不穷。
早在2001年美国国家运输部就在关于GPS(Global Positioning System，全球定位系统)卫星导航信号安全性风险的技术报告中指出了GPS信号的脆弱性以及民用GPS卫星导航信号传输到地面用户接收机的过程中存在着隐藏性欺骗风险，并提出了包括加密认证的6种抗欺骗干扰方法。随后，国内外学者也相继投入卫星导航系统的防欺骗技术研究中。目前流行的抗欺骗技术大部分集中在单终端的欺骗检测研究上，而干扰信号源定位方法则是针对静态基站，考虑网络协同下的抗欺骗涉及较少。
现今GNSS卫星导航技术的发展为无人化、自动化大规模军民应用提供了技术支撑，各国也从政策上给与大力扶持，推动自动驾驶、无人机编队爆发式发展。卫星导航对于这些大规模无人编队的动态构型维持具有重要意义，因此，迫切需要针对性提升导航防欺骗技术，保障大型无人编队资源的导航信息安全。
现有导航欺骗干扰检测方法往往受到使用场景的限制以及欺骗策略的影响，单独使用的可靠性不高，并且大部分方法仅依靠单点获取观测量，有效的欺骗干扰检测技术在降低接收机成本、运算量和实现难度上仍然面临巨大挑战。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种导航反欺骗方法、装置和电子设备，面向动态无人编队协同应用场景，克服现有单节点模式下硬件成本高、算法复杂且不利于推广等问题，成本更低，高效可靠。
为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种导航反欺骗方法，包括：根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中所述编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；将计算的所述阵元到所述信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；基于所述反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解所述定位方程，得到所述干扰信号的位置坐标。
可选地，从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列包括：以短基线子阵与长基线阵元共同组成反欺骗阵列；其中所述短基线子阵为选取的短基线簇对应节点组成的集合，所述长基线阵元为至少一节点存在短基线子阵的边的两端节点。
可选地，所述反欺骗阵列的阵元数量满足确定干扰信号的位置所需要的阵元数量要求。
可选地，计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离包括：根据所述反欺骗阵列结构和角度参数计算所述阵元到所述信号源之间的距离，或根据所述反欺骗阵列的距离比例参数计算所述阵元到所述信号源之间的距离。
可选地，若所述反欺骗阵列中所述长基线两端均存在符合条件的短基线子阵，则长基线两端阵元到所述信号源的距离分别为rA和rB，具体如下：
式中，dAB为长基线两端阵元A和阵元B之间的距离，γ1和γ2分别为所述长基线两端的阵元入射信号与所述长基线的夹角。
可选地，若所述反欺骗阵列中所述长基线仅一端存在符合条件的短基线子阵，则测量长基线两端阵元的接收功率对数差值，通过下式计算干扰信号源到两阵元距离的比值k12：
式中，r1和r2分别长基线两端阵元到信号源的距离，ΔP12,dB为反欺骗阵列中长基线两端阵元之间的接收功率对数差值。
第二方面，本发明提供了一种导航反欺骗装置，包括：第一构建模块，用于根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中所述编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；第二构建模块，用于从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；计算模块，用于计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；判断模块，用于将计算的所述阵元到所述信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；定位模块，用于基于所述反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解所述定位方程，得到所述干扰信号的位置坐标。
第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的导航反欺骗方法方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的导航反欺骗方法方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：首先根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；再从网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；又计算反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；又将计算的阵元到信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；最后基于反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解定位方程，得到干扰信号的位置坐标，能够适应不同终端布局和任务需求下的欺骗干扰检测和干扰源定位，成本更低，高效可靠。
附图说明
包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中：
图1是本发明一实施例导航反欺骗方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例中短基线子阵测向原理示意图；
图3是本发明一实施例中存在两个短基线子阵的反欺骗阵列及其测量参数关系示意图；
图4是本发明一实施例中存在一个短基线子阵的反欺骗阵列及其测量参数关系示意图；
图5是本发明一实施例中协同定位阵列的长基线阵元构型及定位原理示意图；
图6是本发明一实施例导航反欺骗装置的结构示意图；
图7是根据本发明一实施例示出的电子设备示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
实施例一
图1是本发明一实施例导航反欺骗方法的流程示意图，参考图1，本实施例所示导航反欺骗方法100包括：
S110、根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中所述编队网络建立了时频同步及统一坐标转换。
随着无人机、无人驾驶以及物联网技术的发展应用，多节点组网信息共享协作是未来发展的必然趋势，提供新型应用场景下编队/阵列协同的欺骗检测方法是构建高效、可靠的导航防欺骗架构体系的重要组成部分，对于解决传统单兵作战模式的单终端独立欺骗检测技术面临的瓶颈和限制具有重要意义。
在本实施例中，编队网络可以是由多个携带GNSS接收天线的无人机或无人车组成，且建立了时频同步及统一坐标转换。基于动态无人编队用户多节点信息互通共享、时间同步的基本场景，以编队网络为主要应用对象。常规单站采用的导航反欺骗方法一般是基于到达角测量的一系列反欺骗检测方法，此种方式存在阵列天线成本高昂且不适合大规模推广使用等不足。
根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中，可以采用无向图描述编队网络的通信拓扑约束。例如，假设编队网络为分层式结构，其由n+1个节点组成，主控节点与其他所有节点均存在信息交互，其他节点只要满足通信距离条件，即节点间的相对距离在通信半径之内，各节点间即可进行信息交互，可用无向图G(V,E)描述该通信拓扑约束：为节点集合，一个节点代表编队网络(如无人机编队)的一个成员，其基数为编队网络的节点数量g，则|V|＝g，/>表示有效的通信连接集合，其基数为边的数量m，则|E|＝m。无向图可以用邻接矩阵F进行描述，F＝{hij}∈RN×N，定义为：
式中(i,j)为任意节点i和j之间的通信连接边。示意性的，若集合中无人机i和无人机j在彼此的通信范围内，则对应的邻接矩阵的元素为1，否则为0。
在描述编队网络的通信拓扑约束后，根据编队网络的通信拓扑约束进一步考虑编队的空间几何关系，进而构建或计算编队的网络拓扑结构。其中，可以采用全连接无向图描述编队网络分布节点的几何拓扑结构，由编队网络的主控节点获取各节点在上一解算历元的位置坐标，计算所有节点间的相对距离rij作为邻接矩阵对应边的权重，则可获得对应的邻接矩阵J＝{rij}∈RN×N。当然，考虑编队网络的通信拓扑约束，将邻接矩阵J中不可通信的节点对应边的权重置为0。
S120、从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列。
从网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列，从而通过此阵列计算信号源与所选取阵元之间的关系，包括距离和位置，进而用于后续判断信号源是否为干扰信号。其中，反欺骗阵列包含多个阵元。
在一些实施方式中，从网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列可以是以短基线子阵与长基线阵元共同组成反欺骗阵列，其中短基线子阵为选取的短基线簇对应节点组成的集合，长基线阵元为至少一节点存在短基线子阵的边的两端节点。
例如，对于邻接矩阵J中的所有边，按照权重(即rij)从大到小的顺序，依次检测每条边两端的节点连接情况，对于其中的某一条边，找出该边节点连接的其他所有边中权值小于该边权值u倍的边的数目q，若q不小于4，则可以认为该边的该节点存在一个短基线簇，从q条边中按照权值从小到大的顺序选取其中权值较大的4条边，将此4条边对应的节点放入短基线节点集中，记作得到短基线子阵。在本实施例中，u值小于1，示意性的，根据不同反欺骗阵列结构，u可以在0.1～0.3之间取值，q的值可以视具体情况而定，在此不作具体限制。
若所选取的边至少一端的节点存在短基线子阵，选取该边作为长基线，可以分别记两端的节点分别为长基线阵元A和阵元B，长基线阵元与短基线子阵共同组成反欺骗阵列。
在一些实施方式中，反欺骗阵列的阵元数量满足确定干扰信号的位置所需要的阵元数量要求，以便确定干扰信号的位置。例如，一般情况下在确定信号源是否为干扰信号时，对选取的节点数没有太多的要求，如2个节点(或长基线的阵元)可以确定干扰信号的距离。而在需要定位干扰信号的位置时，需要3个或3个以上的节点。示意性的，在所选反欺骗阵列的基础上，可以新增1个节点组成欺骗定位阵列，使其与所选长基线两端阵元均构成长基线从而构成几何关系良好的定位阵列。
S130、计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离。
导航卫星(navigation satellite)是从卫星上连续发射无线电信号，为地面、海洋、空中和空间用户导航定位的人造地球卫星，其一般位于中高轨道，导航卫星到阵元的距离通常比估计出来的干扰信号到阵元的距离存在较大差异，因此借助卫星实际高度信息与估计距离比对很容易判断接收到的信号是否为干扰信号。该判断方式适用于欺骗干扰和压制干扰，只要接收到来自同一干扰信号源发出的干扰信号(包括转发式欺骗干扰)就可以进行干扰检测。
计算反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离可以是根据反欺骗阵列结构和角度参数计算阵元到信号源之间的距离，或根据反欺骗阵列的距离比例参数计算阵元到信号源之间的距离。
在一些实施方式中，若反欺骗阵列中长基线两端均存在符合条件的短基线子阵，则长基线两端阵元到信号源的距离分别为r1和r2，具体如下：
式中，dAB为长基线两端阵元A和阵元B之间的相对距离，γ1和γ2分别为长基线两端的阵元入射信号与长基线的夹角。
例如，若反欺骗阵列中长基线两端均存在符合条件的短基线子阵，如图4所示，则长基线两端阵元到信号源的距离分别为r1和r2，那么只需测出长基线两端阵元A和阵元B之间的相对距离dAB及阵元A和阵元B处入射信号与长基线的夹角γ1和γ2，即可估计阵元A和阵元B与信号源之间的距离r1和r2，具体由如下公式：
其中，长基线两端阵元A和阵元B之间的相对距离dAB可以通过长基线阵元间的无线通信链路利用基于达到时间差的测距方法测得。而要得到阵元A和阵元B处入射信号与长基线的夹角γ1和γ2则需要测量阵元A和阵元B处的信号入射方位角和俯仰角，因此，利用短基线子阵测量坐标系O-XYZ下信号在长基线阵元处的入射方位角α和俯仰角β。
将短基线子阵等效为测角阵列，用于测量信号入射方位角α和俯仰角β。结合图2和图3，对于短基线节点的天线，可认为干扰信号源为一远场辐射源，辐射信号到达两天线之间的相位差ΔΦ与波程差ΔL存在如下关系：
在空间坐标系O-XYZ下，干扰信号S的入射信号在XOY平面的投影与X轴的夹角为方位角，记为α，入射信号与XOY平面的夹角定义为俯仰角，记为β，则根据相位差与波程差的关系结合空间几何关系可得到如下方程组：
其中代表入射信号到阵元A1、A2的相位差，/>代表入射信号到阵元A1、A3的相位差，/>代表入射信号到阵元A2、A3的相位差。阵元A1、A2、A3在空间坐标系O-XYZ下的坐标分别为/>
通过联立上述任意两个方程即可求解出方位角α和俯仰角β。考虑到当基线距离大于辐射信号波长时存在测向模糊问题，实际通过比对多组天线阵元组合求解结果，依据各组具有共有的真值寻找测向真值。因此，利用长基线两端的短基线阵列可以获得长基线阵元处信号的入射角。
进一步根据几何关系可根据如下关系求得长基线阵元处入射信号与长基线的夹角γ
cosγ＝cos(α-α0)cosβ
其中α0为坐标系O-XYZ下，长基线与OX轴的夹角，假设所有阵元均位于同一水平面。
在一些实施方式中，若导航反欺骗阵列中长基线仅一端存在符合条件的短基线子阵，如图4所示，那么需要测出长基线两端阵元A和阵元B之间的相对距离dAB、存在短基线子阵的端点阵元A处入射信号与长基线的夹角γ1及信号源到阵元A和阵元B的距离比值k12，根据几何关系可得到如下方程求解阵元A和阵元B与信号源之间的距离r1、r2：
其中，长基线两端阵元A和阵元B之间的相对距离dAB通过长基线阵元间的无线通信链路利用基于达到时间差的测距方法测得，阵元A和阵元B处入射信号与长基线的夹角γ1的测量方法同上。而信号源到阵元A和阵元B的距离比值k12则可通过基于阵元相对功率测量的方法获得，测量两个阵元的接收功率对数差值，通过如下公式知干扰信号源到两阵元距离的比值k12。
式中，dAB为长基线两端阵元A和阵元B之间的相对距离，r1和r2分别长基线两端阵元到信号源的距离，ΔP12,dB为反欺骗阵列中长基线两端阵元之间的接收功率对数差值。
依据电磁波自由空间传播模型可知，通过测量两阵元的接收同一辐射源信号的信号功率可推算出辐射源到两阵元的距离关系。假设干扰机发射功率为PT，发射天线增益为GT，接收天线增益为GR，信号波长为λ，若采用仅考虑路径损耗和大气损耗(大气损耗LA为0.5dB)的电磁波传输模型，可得到接收功率PR为：
对数形式为：
PR,dB＝PT,dB+GT,dB+GR,dB+20lgλ-22-20lgR-LA
对于编队网络，认为不同节点的接收天线具有相同的增益，则反欺骗阵列中两阵元的接收功率对数差值ΔP12,dB为：
S140、将所测量的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号。
考虑到导航卫星位于中高轨道，卫星到阵元的距离通常比估计出来的干扰信号到阵元的距离存在较大差异，因此接收到的是干扰信号，通过估计距离很容易进行判断。
S150、基于所述反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解所述定位方程，得到所述干扰信号的位置坐标。
如图5所示，A、B为选取的长基线阵元，C为与选取的反欺骗阵列里长基线阵元A和阵元B通信的长基线阵元，根据测得干扰信号S到阵元A和阵元B的距离r1、r2，进一步利用基于信号功率测量方法获得干扰信号S到阵元C的距离r3与其到阵元A和阵元B距离的比值kCA、kCB，由此，可以根据几何关系得到干扰信号S到阵元C的距离r3，取阵元A和阵元B两点测量结果的均值，得到
因此，可以建立如下定位方程组：
其中(xA,yA,zA)为阵元A的坐标，(xB,yB,zB)为阵元B的坐标，(xC,yC,zC)为阵元C的坐标。(x,y,z)为干扰信号S的坐标，可以通过牛顿迭代和最小二乘法求解上述方程获得。
本实施例提供的导航反欺骗方法，首先根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；再从网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；又计算反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；又将计算的阵元到信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；最后基于反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解定位方程，得到干扰信号的位置坐标，能够适应不同终端布局和任务需求下的欺骗干扰检测和干扰源定位，成本更低，高效可靠。
实施例二
图6是本发明一实施例导航反欺骗装置的结构示意图，参考图6，所示装置600包括：
第一构建模块601，用于根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中所述编队网络建立了时频同步及统一坐标转换。
第二构建模块602，用于从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列。
在一些实施方式中，从网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列包括：以短基线子阵与长基线阵元共同组成反欺骗阵列；其中短基线子阵为选取的短基线簇对应节点组成的集合，长基线阵元为至少一节点存在短基线子阵的边的两端节点。
在一些实施方式中，反欺骗阵列的阵元数量满足确定干扰信号的位置所需要的阵元数量要求。
测量模块603，用于计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离。
在一些实施方式中，计算反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离包括：根据反欺骗阵列结构和角度参数计算阵元到信号源之间的距离，或根据反欺骗阵列的距离比例参数计算阵元到所述信号源之间的距离。
在一些实施方式中，若反欺骗阵列中长基线两端均存在符合条件的短基线子阵，则长基线两端阵元到所述信号源的距离分别为rA和rB，具体如下：
式中，dAB为长基线两端阵元A和阵元B之间的距离，γ1和γ2分别为长基线两端的阵元入射信号与长基线的夹角。
在一些实施方式中，若反欺骗阵列中长基线仅一端存在符合条件的短基线子阵，则测量长基线两端阵元的接收功率对数差值，通过下式计算干扰信号源到两阵元距离的比值k12：
式中，r1和r2分别长基线两端阵元到信号源的距离，ΔP12,dB为反欺骗阵列中长基线两端阵元之间的接收功率对数差值。
判断模块604，用于将计算的所述阵元到所述信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号。
定位模块605，用于基于反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解定位方程，得到干扰信号的位置坐标。
本实施例中各模块执行的其他操作的细节可以参考前述实施例，在此不再展开。
本实施例提供的导航反欺骗装置，首先根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；再从网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；又计算反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；又将计算的阵元到信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；最后基于反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解定位方程，得到干扰信号的位置坐标，能够适应不同终端布局和任务需求下的欺骗干扰检测和干扰源定位，成本更低，高效可靠。
本申请实施例中的一种导航反欺骗装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。本申请实施例中的一种导航反欺骗装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓操作系统，可以为iOS操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请还提供了一种电子设备，包括：存储器，用于存储可由处理器执行的程序或指令；以及处理器，用于执行上述程序或指令以实现上述导航反欺骗方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
图7是根据本发明一实施例示出的电子设备示意图。电子设备700可包括内部通信总线701、处理器(Processor)702、只读存储器(ROM)703、随机存取存储器(RAM)704、以及通信端口705。当应用在个人计算机上时，电子设备700还可以包括硬盘706。内部通信总线701可以实现电子设备700组件之间的数据通信。处理器702可以进行判断和发出提示。在一些实施方式中，处理器702可以由一个或多个处理器组成。通信端口705可以实现电子设备700与外部的数据通信。在一些实施方式中，电子设备700可以通过通信端口705从网络发送和接收信息及数据。电子设备700还可以包括不同形式的程序储存单元以及数据储存单元，例如硬盘706，只读存储器(ROM)703和随机存取存储器(RAM)704，能够存储计算机处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器702所执行的可能的程序或指令。处理器702处理的结果通过通信端口705传给用户设备，在用户界面上显示。
上述的导航反欺骗方法可以实施为计算机程序，保存在硬盘706中，并可记载到处理器702中执行，以实施本申请中的任一种导航反欺骗方法。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述导航反欺骗方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，处理器为上述实施例中电子设备中的处理器。可读存储介质包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.一种导航反欺骗方法，其特征在于，包括：
根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中所述编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；
从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；
计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；
将计算的所述阵元到所述信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；
基于所述反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解所述定位方程，得到所述干扰信号的位置坐标。
2.如权利要求1所述的导航反欺骗方法，其特征在于，从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列包括：
以短基线子阵与长基线阵元共同组成反欺骗阵列；其中所述短基线子阵为选取的短基线簇对应节点组成的集合，所述长基线阵元为至少一节点存在短基线子阵的边的两端节点。
3.如权利要求2所述的导航反欺骗方法，其特征在于，所述反欺骗阵列的阵元数量满足确定干扰信号的位置所需要的阵元数量要求。
4.如权利要求2所述的导航反欺骗方法，其特征在于，计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离包括：
根据所述反欺骗阵列结构和角度参数计算所述阵元到所述信号源之间的距离，或根据所述反欺骗阵列的距离比例参数计算所述阵元到所述信号源之间的距离。
5.如权利要求4所述的导航反欺骗方法，其特征在于，若所述反欺骗阵列中所述长基线两端均存在符合条件的短基线子阵，则长基线两端阵元到所述信号源的距离分别为rA和rB，具体如下：
式中，dAB为长基线两端阵元A和阵元B之间的距离，γ1和γ2分别为所述长基线两端的阵元入射信号与所述长基线的夹角。
6.如权利要求4所述的导航反欺骗方法，其特征在于，若所述反欺骗阵列中所述长基线仅一端存在符合条件的短基线子阵，则测量长基线两端阵元的接收功率对数差值，通过下式计算干扰信号源到两阵元距离的比值k12：
式中，r1和r2分别长基线两端阵元到信号源的距离，ΔP12,dB为反欺骗阵列中长基线两端阵元之间的接收功率对数差值。
7.一种导航反欺骗装置，其特征在于，包括：
第一构建模块，用于根据编队网络的通信拓扑约束及空间几何关系构建网络拓扑结构，其中所述编队网络建立了时频同步及统一坐标转换；
第二构建模块，用于从所述网络拓扑结构中选取若干节点构建反欺骗阵列；
计算模块，用于计算所述反欺骗阵列中阵元到信号源之间的距离；
判断模块，用于将计算的所述阵元到所述信号源之间的距离与卫星实际高度进行比对，判断所接收的信号是否为干扰信号；
定位模块，用于基于所述反欺骗阵列及其测量参数构建定位方程，并利用最小二乘法求解所述定位方程，得到所述干扰信号的位置坐标。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的导航反欺骗方法方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的导航反欺骗方法方法的步骤。
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