CN117471498B - 面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法和装置。方法包括：选取多波束阵列接收机中的两个可用卫星通道作为第一参考通道和第二参考通道；获取多波束阵列接收机射频前端输出的中频信号；分别根据第一参考通道和第二参考通道对中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；分别对第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据载波相位双差观测量和观测量长度，得到检测统计量；根据检测统计量与预设阈值的大小关系对接收信号进行欺骗检测。采用本方法能够在混合干扰场景下实现对多波束阵列接收机导航信号的快速欺骗检测。
Description
技术领域
本申请涉及导航欺骗信号检测技术领域，特别是涉及一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法和装置。
背景技术
卫星导航系统的干扰主要可以分为压制式干扰和欺骗式干扰两大类。随着软件无线电技术和开放定义的射频平台逐渐流行，导航干扰源实现代价和构建成本越来越低。这导致导航接收机面临的电磁环境日益复杂，干扰者越来越容易构建出压制干扰和欺骗干扰混合场景，将严重威胁导航接收机的稳健性和可用性。特别是随着无人平台的蓬勃发展，导航接收机需要开发能够同时应对压制信号和欺骗信号的技术。
为了抑制压制干扰影响，接收机目前普遍采用天线阵结合空域或空时滤波技术，其中多波束阵列接收机是抗干扰导航接收机的主要模式之一。由于多波束技术可以在抑制大功率压制干扰同时对有用信号方向上形成增益，因此在导航阵列接收机中获得了广泛应用。现有基于天线阵的欺骗检测方法按照处理阶段不同可以大致分为解扩前和解扩后两类，解扩前方法一般检测欺骗信号的功率或相关性特征，但在有压制干扰情况下无法适用；解扩后方法一般通过阵元间相位差特征，鉴别卫星导航信号的到达特性是否符合真实场景，然而自适应抗干扰处理通过加权求和得到一路抗干扰输出，并相对于原信号引入了相位偏差，使得解扩后的欺骗检测方法也无法直接适用于压制和欺骗同时存在的混合干扰场景。因此现有的多波束抗干扰技术与基于天线阵的欺骗检测方法较为独立，缺乏合适的技术将二者结合起来，使阵列接收机具备较好的抗混合干扰的能力。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法和装置。
一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法，所述方法包括：
根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道；
获取当前场景下所述多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号；
分别根据所述第一参考通道和所述第二参考通道对所述中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；
分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量；
根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测。
在其中一个实施例中，还包括：分别采用最小方差无失真响应算法计算所述第一参考通道和所述第二参考通道对应的第一抗干扰权值和第二抗干扰权值；分别根据所述第一抗干扰权值和所述第二抗干扰权值对所述中频信号进行加权，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述多波束阵列接收机的天线阵姿态、接收机位置以及卫星星历计算得到所述第一参考通道和所述第二参考通道对应的导向矢量；根据所述中频信号的自相关矩阵和所述第一参考通道对应的来向矢量计算得到第一抗干扰权值；根据所述中频信号的自相关矩阵和所述第二参考通道对应的来向矢量计算得到第二抗干扰权值。
在其中一个实施例中，还包括：分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到每一可用卫星对应的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量；根据所述第一载波相位观测量和所述第二载波相位观测量，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量。在其中一个实施例中，还包括：根据每一可用卫星的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量，得到每一可用卫星对应的载波相位单差；根据每一可用卫星对应的载波相位单差，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量为：
；
其中，为检测统计量，/>为观测窗口内观测量长度，/>，为第/>颗可用卫星与第/>颗可用卫星之间的载波相位双差，，/>为第/>颗可用卫星的载波相位单差，为第/>颗可用卫星的载波相位单差，/>，/>为第/>颗可用卫星的第一载波相位观测量，/>为第/>颗可用卫星的第二载波相位观测量。
在其中一个实施例中，还包括：若所述检测统计量小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号。
在其中一个实施例中，还包括：若所述检测统计量不小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号中至少一个信号为真实信号。
在其中一个实施例中，还包括：若至少连续两个检测统计量小于预设阈值，则向操作人员反馈欺骗存在告警信息。
一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测装置，所述装置包括：
通道选取模块，用于根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道；
信号获取模块，用于获取当前场景下所述多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号；
抗干扰处理模块，用于分别根据所述第一参考通道和所述第二参考通道对所述中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；
检测统计量计算模块，用于分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量；
欺骗检测模块，用于根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道；
获取当前场景下所述多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号；
分别根据所述第一参考通道和所述第二参考通道对所述中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；
分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量；
根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道；
获取当前场景下所述多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号；
分别根据所述第一参考通道和所述第二参考通道对所述中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；
分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量；
根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测。
上述面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法和装置，通过解析预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道作为参考通道，根据两个参考通道对接收机射频前端输出的中频信号进行多波束抗干扰处理，得到对应的抗干扰输出信号，对两路抗干扰输出信号进行捕获跟踪，分别获取两路抗干扰输出信号下不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，进而基于载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量，利用检测统计量进行欺骗检测。本发明实施例，能够在混合干扰场景下实现对多波束阵列接收机接收信号的快速欺骗检测。
附图说明
图1为一个实施例中面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法的流程示意图；
图2为一个实施例中多波束阵列接收机的结构示意图；
图3为一个具体实施例中面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法的流程示意图；
图4为一个实施例中真实信号对应的检测效果仿真验证示意图；
图5为一个实施例中欺骗信号对应的检测效果仿真验证示意图；
图6为一个实施例中面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测装置的结构框图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法，包括以下步骤：
步骤102，根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道。
多波束阵列接收机的具有多个波束，每个波束可以指向不同的信号源，在本实施例中，信号源指导航信号发射源，一般为卫星。
步骤104，获取当前场景下多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号。
多波束阵列接收机用于在多个方向同时接收导航信号，以实现多路通信或同时监测多个信号源，多波束阵列接收机的射频前端对当前场景下的接收信号进行预处理，输出中频信号。
步骤106，分别根据第一参考通道和第二参考通道对中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号。
步骤108，分别对第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量。
需要注意的是，本发明提供的方法只需选取两个参考卫星通道，获取参考通道对应的多个捕获跟踪环路进行载波相位观测量，即可得到检测统计量，能够提高欺骗检测的计算效率。
步骤110，根据检测统计量与预设阈值的大小关系对接收信号进行欺骗检测。
上述面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法中，通过解析预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道作为参考通道，根据两个参考通道对接收机射频前端输出的中频信号进行多波束抗干扰处理，得到对应的抗干扰输出信号，对两路抗干扰输出信号进行捕获跟踪，分别获取两路抗干扰输出信号下不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，进而基于载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量，利用检测统计量进行欺骗检测。本发明实施例，能够在混合干扰场景下实现对多波束阵列接收机接收信号的快速欺骗检测。
在一个实施例中，分别根据第一参考通道和第二参考通道对中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号包括：分别采用最小方差无失真响应算法计算第一参考通道和第二参考通道对应的第一抗干扰权值和第二抗干扰权值；分别根据第一抗干扰权值和第二抗干扰权值对中频信号进行加权，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；分别采用最小方差无失真响应算法计算第一参考通道和第二参考通道对应的第一抗干扰权值和第二抗干扰权值包括：根据多波束阵列接收机的天线阵姿态、接收机位置以及卫星星历计算得到第一参考通道和第二参考通道对应的导向矢量；根据中频信号的自相关矩阵和第一参考通道对应的来向矢量计算得到第一抗干扰权值；根据中频信号的自相关矩阵和第二参考通道对应的来向矢量计算得到第二抗干扰权值。
在本实施例中，根据目前的任务需求，选择一颗可用卫星通道作为参考通道，依据其信号来向计算抗干扰权值。优选的，当前多波束抗干扰天线阵普遍采用最小方差无失真响应算法（MVDR, Minimum Variance Distortionless Variance）。该方法一般需要在已知天线阵姿态的条件下，根据接收机自身概略位置及卫星星历（星历中包含卫星位置信息）估计信号来向并计算对应导向矢量。假设天线阵元数为，则相应权值计算公式为：
；
其中，为根据多波束准则计算的权值，/>为中频信号自相关矩阵的逆，/>为第/>（/>）颗卫星的导向矢量，，/>表示第/>（）个阵元的位置坐标矢量，/>为卫星信号入射角估计值对应的单位传播矢量，/>表示共轭转置，/>为起归一化作用的常数，上述计算的抗干扰权值矢量与接收信号相乘，可以得到抗干扰输出/>，在输出/>下对所有可用卫星进行基带信号处理。得到跟踪环路中第/>颗卫星（PRN=/>）的第一载波相位观测量，记为。选择另外一颗可用卫星通道做参考通道，重复上述步骤，获得第/>颗卫星（PRN=）的第二载波相位观测量，记为/>。
在一个实施例中，分别对第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量的步骤，包括：分别对第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到每一可用卫星对应的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量；根据第一载波相位观测量和第二载波相位观测量，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量；根据第一载波相位观测量和第二载波相位观测量，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量的步骤，包括：根据每一可用卫星的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量，得到每一可用卫星对应的载波相位单差；根据每一可用卫星对应的载波相位单差，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量。
在本实施例中，对第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号分别进行基带处理，对可用卫星信号进行捕获跟踪，输出跟踪环路中的载波相位观测量，两路抗干扰输出分别得到第（PRN=/>）颗可用卫星的载波相位观测量记为/>和/>。对第/>颗可用卫星的载波相位观测量作差，获得载波相位单差，即/>。对第/>颗可用卫星的（PRN=/>）的载波相位观测量作差，得到关于该星的载波相位单差/>。第/>颗可用卫星和第/>颗可用卫星的载波相位单差之间再作差，得到载波相位双差观测量。其中，/>和/>为卫星PRN（pseudo random noise code，伪随机噪声码）。
在一个实施例中，根据载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量包括：根据载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量为：
；
其中，为检测统计量，/>为观测窗口内观测量长度，/>，为第/>颗可用卫星与第/>颗可用卫星之间的载波相位双差，，/>为第/>颗可用卫星的载波相位单差，为第/>颗可用卫星的载波相位单差，/>，/>为第/>颗可用卫星的第一载波相位观测量，/>为第/>颗可用卫星的第二载波相位观测量。
在本实施例中，假设观测窗口内观测量长度为，即/>。构建检测统计量/>，如果检测统计量小于预设阈值/>，则判定当前跟踪处理的两个卫星信号均为欺骗信号；否则至少1个信号为真实信号。如果至少连续两个检测统计量小于预设阈值，则判定这两个卫星信号来自欺骗干扰。
在一个实施例中，根据检测统计量与预设阈值的大小关系对接收信号进行欺骗检测包括：若检测统计量小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号。
在一个实施例中，根据检测统计量与预设阈值的大小关系对接收信号进行欺骗检测还包括：若检测统计量不小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号中至少一个信号为真实信号。
在一个实施例中，方法还包括：若至少连续两个检测统计量小于预设阈值，则向操作人员反馈欺骗存在告警信息。
在一个具体实施例中，如图2所示，提供了一种多波束阵列接收机的结构示意图，本发明实施对象为采用多波束抗干扰模式的阵列接收机，通过在原有多波束抗干扰处理的基础上，在一对参考卫星通道加入其他可用卫星的基带处理流程，获取其在参考卫星波束下的载波相位观测量。这种处理架构，将获得可用卫星集合对应的一对跟踪观测量。其中载波相位观测量的双差值与信号来波方向有关，对于单欺骗源发出的多个欺骗信号，其载波相位双差值理论为0。基于上述原理改进多波束抗干扰阵列接收机，能够使其不影响多波束抗压制干扰能力的同时，具备导航欺骗信号检测能力。
在一个具体实施例中，如图3所示，提供了一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法的流程示意图，首先，选取卫星通道1作为第一参考通道，进行多波束抗干扰处理，得到无压制干扰阵列输出，对所有可用卫星进行捕获跟踪，得到可用卫星的第一载波相位观测量，同时，选取卫星通道2作为第二参考通道，进行多波束抗干扰处理，得到无压制干扰阵列输出，对所有可用卫星进行捕获跟踪，得到可用卫星的第二载波相位观测量，接着，根据统一可用卫星不同波束下的载波相位观测量，计算载波相位单差，根据两个不同卫星对应的单差计算载波相位双差，最后根据载波相位双差构建检测统计量并进行欺骗检测。
在一个具体实施例中，如图4所示，提供了一种真实信号对应的检测效果仿真验证示意图，如图5所示，提供了一种欺骗信号对应的检测效果仿真验证示意图，图4和图5中，A是，B是/>，C是/>，/>表示第/>颗可用卫星和第/>颗可用卫星之间的载波相位双差，上标表示第/>颗可用卫星和第/>颗可用卫星，下标表示第一参考通道和第二参考通道，天线阵设置为四阵元中心圆阵，仿真数据集由软件信号源生成，信号长度为1s，包括4个导航卫星信号和2个宽带干扰信号，导航卫星的PRN分别为2、5、6、12。其中真实信号场景下，4个导航信号来自不同入射方向；欺骗信号场景下，其入射方向一致。利用阵列软件接收机对上述信号执行本发明的欺骗检测方法，分别选择2号和6号卫星为参考卫星通道，按照上述步骤计算不同卫星间载波相位双差并计算检测统计量，其结果如附图3和图4所示。可以看出，在欺骗场景下的检测统计量远远小于真实场景，在接收机稳定跟踪后，本发明实施例提供了良好的欺骗检测能力。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测装置，包括：通道选取模块602、信号获取模块604、抗干扰处理模块606、检测统计量计算模块608和欺骗检测模块610，其中：
通道选取模块602，用于根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道；
信号获取模块604，用于获取当前场景下多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号；
抗干扰处理模块606，用于分别根据第一参考通道和第二参考通道对中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；
检测统计量计算模块608，用于分别对第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量；
欺骗检测模块610，用于根据检测统计量与预设阈值的大小关系对接收信号进行欺骗检测。
在其中一个实施例中，还用于分别采用最小方差无失真响应算法计算第一参考通道和第二参考通道对应的第一抗干扰权值和第二抗干扰权值；分别根据第一抗干扰权值和第二抗干扰权值对中频信号进行加权，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号。
在其中一个实施例中，还用于根据多波束阵列接收机的天线阵姿态、接收机位置以及卫星星历计算得到第一参考通道和第二参考通道对应的导向矢量；根据中频信号的自相关矩阵和第一参考通道对应的来向矢量计算得到第一抗干扰权值；根据中频信号的自相关矩阵和第二参考通道对应的来向矢量计算得到第二抗干扰权值。
在其中一个实施例中，还用于分别对第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到每一可用卫星对应的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量；根据第一载波相位观测量和第二载波相位观测量，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量。在其中一个实施例中，还用于根据每一可用卫星的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量，得到每一可用卫星对应的载波相位单差；根据每一可用卫星对应的载波相位单差，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量。
在其中一个实施例中，还用于根据载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量为：
；
其中，为检测统计量，/>为观测窗口内观测量长度，/>，为第/>颗可用卫星与第/>颗可用卫星之间的载波相位双差，，/>为第/>颗可用卫星的载波相位单差，为第/>颗可用卫星的载波相位单差，/>，/>为第/>颗可用卫星的第一载波相位观测量，/>为第/>颗可用卫星的第二载波相位观测量。
在其中一个实施例中，还用于若检测统计量小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号。
在其中一个实施例中，还用于若检测统计量不小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号中至少一个信号为真实信号。
在其中一个实施例中，还用于若至少连续两个检测统计量小于预设阈值，则向操作人员反馈欺骗存在告警信息。
关于面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测装置的具体限定可以参见上文中对于面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法的限定，在此不再赘述。上述面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现本发明的导航欺骗信号检测方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，当处理器给出欺骗存在告警时，通过显示屏输出告警信息，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测方法，其特征在于，所述方法包括：
根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道；
获取当前场景下所述多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号；
分别根据所述第一参考通道和所述第二参考通道对所述中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；
分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量；
根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测；
根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量包括：
根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量为：
；
其中，为检测统计量，/>为观测窗口内观测量长度，/>，/>为第/>颗可用卫星与第/>颗可用卫星之间的载波相位双差，/>，为第/>颗可用卫星的载波相位单差，/>为第/>颗可用卫星的载波相位单差，，/>为第/>颗可用卫星的第一载波相位观测量，/>为第/>颗可用卫星的第二载波相位观测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据所述第一参考通道和所述第二参考通道对所述中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号包括：
分别采用最小方差无失真响应算法计算所述第一参考通道和所述第二参考通道对应的第一抗干扰权值和第二抗干扰权值；
分别根据所述第一抗干扰权值和所述第二抗干扰权值对所述中频信号进行加权，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别采用最小方差无失真响应算法计算所述第一参考通道和所述第二参考通道对应的第一抗干扰权值和第二抗干扰权值包括：
根据所述多波束阵列接收机的天线阵姿态、接收机位置以及卫星星历计算得到所述第一参考通道和所述第二参考通道对应的导向矢量；
根据所述中频信号的自相关矩阵和所述第一参考通道对应的来向矢量计算得到第一抗干扰权值；
根据所述中频信号的自相关矩阵和所述第二参考通道对应的来向矢量计算得到第二抗干扰权值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量的步骤，包括：
分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到每一可用卫星对应的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量；
根据所述第一载波相位观测量和所述第二载波相位观测量，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一载波相位观测量和所述第二载波相位观测量，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量的步骤，包括：
根据每一可用卫星的第一载波相位观测量和第二载波相位观测量，得到每一可用卫星对应的载波相位单差；
根据每一可用卫星对应的载波相位单差，得到不同可用卫星之间的载波相位双差观测量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测包括：
若所述检测统计量小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测还包括：
若所述检测统计量不小于预设阈值，则判定当前跟踪的两个可用卫星信号为导航欺骗信号中至少一个信号为真实信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若至少连续两个检测统计量小于预设阈值，则向操作人员反馈欺骗存在告警信息。
9.一种面向多波束阵列接收机的导航欺骗信号检测装置，其特征在于，所述装置包括：
通道选取模块，用于根据预先设置的欺骗检测任务，选取多波束阵列接收机中与任务需求对应的两个可用卫星通道分别作为第一参考通道和第二参考通道；
信号获取模块，用于获取当前场景下所述多波束阵列接收机的射频前端对接收信号进行处理后输出的中频信号；
抗干扰处理模块，用于分别根据所述第一参考通道和所述第二参考通道对所述中频信号进行多波束抗干扰处理，得到第一抗干扰输出信号和第二抗干扰输出信号；
检测统计量计算模块，用于分别对所述第一抗干扰输出信号和所述第二抗干扰输出信号进行捕获跟踪，得到当前不同可用卫星之间的载波相位双差观测量，根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量；
欺骗检测模块，用于根据所述检测统计量与预设阈值的大小关系对所述接收信号进行欺骗检测；
检测统计量计算模块，还用于根据所述载波相位双差观测量和观测窗口对应的观测量长度，得到检测统计量为：
；
其中，为检测统计量，/>为观测窗口内观测量长度，/>，/>为第/>颗可用卫星与第/>颗可用卫星之间的载波相位双差，/>，为第/>颗可用卫星的载波相位单差，/>为第/>颗可用卫星的载波相位单差，/>，为第/>颗可用卫星的第一载波相位观测量，为第/>颗可用卫星的第二载波相位观测量。
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| KR20210120499A (ko) * | 2020-03-27 | 2021-10-07 | 덕산넵코어스 주식회사 | 배열 안테나를 이용하여 기만신호 제거가 가능한 빔 형성 항재밍 장치 |
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