一种北斗抗欺骗式干扰的方法及GNSS授时型接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种北斗抗欺骗式干扰的方法及GNSS授时型接收装置，属于GNSS授时技术领域。本发明专利技术方法包括如下步骤：系统初始化，建立系统时差测量模型；装置处于正常锁定状态；判断是否失锁，如果否，计算并更新系统时差测量模型，并继续锁定状态，如果是，执行下一步；欺骗检测子程序启动，启动校验工作，判断是否遭遇欺骗干扰，如果是，执行下一步；系统进入防御状态，此时，授时状态为保持状态，不输出任何位置信息，并发出欺骗告警。本发明专利技术的有益效果为：可有效的降低关键部门的时频设备遭遇转发式GNSS欺骗的概率，减少对GNSS欺骗造成的损失。

A method of Beidou anti deception jamming and GNSS time receiving device

【技术实现步骤摘要】
一种北斗抗欺骗式干扰的方法及GNSS授时型接收装置
本专利技术涉及GNSS授时
，尤其涉及一种北斗抗欺骗式干扰的方法，还包括实现所述北斗抗欺骗式干扰的方法的GNSS授时型接收装置。
技术介绍
随着IT产业的快速发展，对高精度授时的需求越来越多，精度越来越高。各种应用对GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球卫星导航系统)授时的依赖也越来越严重，随着软件无线电的技术进步，转发式欺骗成了对GNSS授时设备的主要欺骗手段，由于转发式欺骗采用真实卫星信号通过逐渐拉偏时钟来欺骗GNSS授时设备，因此检测及防御都很难，但造成的后果相比原有的欺骗手段损失更为严重，因此检测并防御转发式欺骗显得尤为重要。近期美国提出了授时战等概念是以对GPS，北斗等GNSS信号进行干扰实现对关键部门的打击造成系统性的功能瘫痪。对GNSS信号进行干扰主要分为压制式干扰和欺骗式干扰，欺骗式干扰相对于压制式干扰对关键部门更具破坏性。现有专利技术多采用相对定位的方式检测，需要额外设置接收机，在使用中比较复杂不适用。并且，已有技术的检测出发点是通过对包括卫星接收信号的仰角，以及信息的检测方法，当采用转发式欺骗时由于信息的完整性较高，检测成功率低。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种北斗抗欺骗式干扰的方法，还提供一种实现所述北斗抗欺骗式干扰的方法的GNSS授时型接收装置。本专利技术北斗抗欺骗式干扰的方法包括如下步骤：S1：启动，系统初始化，建立系统时差测量模型；S2：装置处于正常锁定状态；S3：判断是否失锁，如果否，计算并更新系统时差测量模型，并继续锁定状态，循环执行步骤S2，如果是，执行下一步；S4：欺骗检测子程序启动，启动校验工作，判断是否遭遇欺骗干扰，如果否，执行步骤S2，如果是，执行下一步；S5：系统进入防御状态，此时，授时状态为保持状态，不输出任何位置信息，并发出欺骗告警。本专利技术作进一步改进，还包括系统恢复步骤S6：人工干预进行防御，同时，欺骗检测子程序实时更新校验值，如果低于阈值，系统发出检测正常通知，由用户人工干预，恢复系统，重新跟踪系统工作状态。本专利技术作进一步改进，步骤S1中，所述系统初始化完成的操作包括：系统的初始化位置测定和存储；收集接收的卫星信号的平均增益；时钟驯服；建立系统时差测量模型。本专利技术作进一步改进，接收机卫星信号的平均增益的收集方法为：在已接收的卫星信号中，根据所有仰角大于15度的卫星信号计算平均信噪比，连续15分钟每分钟采样1组数据计算平均信噪比，计算平均值并存入系统存储器。本专利技术作进一步改进，所述系统时差测量模型为本振稳定度评估模型，其建立方法为：本地振荡器进入有参考源的保持状态，时钟测量模块对参考源和本地振荡器进行测量，并计算原子钟与本地振荡器的时域稳定度曲线，计算100s和1000s稳定度值并存储入系统存储器。本专利技术作进一步改进，所述时域稳定度的计算方法为：其中，N为采样次数，τ为采样间隔，测量100秒时取值100，测量1000秒时取值1000，Xi为第i次采样结果，i为τ的整数倍，且0≤i≤N。本专利技术作进一步改进，步骤S3中，所述欺骗检测子程序的校验方法包括如下步骤：S31：平均功率校验：平均功率检测在触发信息检测校验时开始评估，当评估值与保存值差别绝对值大于20dbm时，发GNSS信号变动较大告警，然后启动位置校验；S32：位置校验：系统设置接收机重新进入动态位置测量状态，并重新计算平均位置，当重新计算位置与保存位置差别大于50米时，则启动时间准确度，频率准确度校验；S33：时间准确度，频率准确度校验：当初始时间偏差大于1us或时间变化率绝对值大于100ns/60s，则启动频率稳定度校验；S34：频率稳定度校验：根据原子钟与GNSS接收机1PPS进行测量并计算时域稳定度，当第一时间间隔内稳定度不达标时，则对第二时间间隔内的稳定度进行测量，其中，第二时间间隔大于第一时间间隔，计算当两个稳定度测量结果与保存结果存在一个或一个以上数量级差异时，发出GNSS遭遇欺骗干扰告警。本专利技术还提供一种实现所述北斗抗欺骗式干扰的方法的GNSS授时型接收装置，包括GNSS天线、GNSS接收机、测量模块、原子钟模块、数据处理及数字锁相环模块和授时接口，其中，所述GNSS接收机的输入端与所述GNSS天线的输出端相连，所述GNSS接收机的输出端与原子钟模块的输出端分别与测量模块的输入端相连，所述数据处理及数字锁相环模块分别与所述GNSS接收机、原子钟模块和测量模块相连，所述授时接口与原子钟模块相连，用于时间及频率输出。本专利技术作进一步改进，所述GNSS接收机包括但不限于多模单频接收机、单模单频接收机或多频多模接收机。本专利技术作进一步改进，所述测量模块包括但不限于FPGA或SOC设计的时差测量模块、专用TDC测量芯片。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：可有效的降低关键部门的时频设备遭遇转发式GNSS欺骗的概率，减少对GNSS欺骗造成的损失。附图说明图1为本专利技术装置结构示意图；图2为本专利技术方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术的的GNSS授时型接收装置，包括GNSS天线01、GNSS接收机02、测量模块03、原子钟模块04、数据处理及数字锁相环模块05和授时接口06，其中，所述GNSS接收机02的输入端与所述GNSS天线01的输出端相连，所述GNSS接收机02的输出端与原子钟模块04的输出端分别与测量模块03的输入端相连，所述数据处理及数字锁相环模块05分别与所述GNSS接收机02、原子钟模块04和测量模块03相连，所述授时接口06与原子钟模块04相连，用于时间及频率输出。本例的GNSS天线01可采用能接收各种GNSS信号的天线，包括不限于北斗单模天线，GNSS多模天线等。GNSS接收机02包括不限于普通多模或单模单频接收机，或多频多模高精度接收机。测量模块03包括不限于使用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，即现场可编程门阵列)或SOC(系统级芯片)设计的时差测量模块也可以使用专用TDC(Internetexplorer提供的内置数据源控件)测量芯片。本例原子钟模块04可使用铷原子钟模块或铯原子钟设备。数据处理及数字锁相环模块05包括不限于采用ARM处理器。授时接口模块06包括不限于提供1PPS+TOD(1Hz或1次/秒+时间信息)输出，NTP(网络时间协议)输出，PTP(高精度时间同步协议)输出功能。本专利技术为了检测欺骗式干扰，测量模块03对GNSS接收机02输出的1PPS秒与原子钟模块04输出的1PPS秒信号进行测量。在正常锁定时测量模块03测量的原子钟与接收机授时信息会被数据处理及数字锁相环模块05完成锁定并通过数字锁相环路内置的计算软件计算出原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种北斗抗欺骗式干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：启动，系统初始化，建立系统时差测量模型；/nS2：装置处于正常锁定状态；/nS3：判断接收机是否失锁，如果否，计算并更新系统时差测量模型，并继续锁定状态，循环执行步骤S2，如果是，执行下一步；/nS4：欺骗检测子程序启动，启动校验工作，判断接收机是否遭遇欺骗干扰，如果否，执行步骤S2，如果是，执行下一步；/nS5：系统进入防御状态，此时，授时状态为保持状态，不输出任何位置信息，并发出欺骗告警。/n

【技术特征摘要】
1.一种北斗抗欺骗式干扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：启动，系统初始化，建立系统时差测量模型；
S2：装置处于正常锁定状态；
S3：判断接收机是否失锁，如果否，计算并更新系统时差测量模型，并继续锁定状态，循环执行步骤S2，如果是，执行下一步；
S4：欺骗检测子程序启动，启动校验工作，判断接收机是否遭遇欺骗干扰，如果否，执行步骤S2，如果是，执行下一步；
S5：系统进入防御状态，此时，授时状态为保持状态，不输出任何位置信息，并发出欺骗告警。


2.根据权利要求1所述的北斗抗欺骗式干扰的方法，其特征在于：还包括系统恢复步骤S6：人工干预进行防御，同时，欺骗检测子程序实时更新校验值，如果低于阈值，系统发出检测正常通知，由用户人工干预，恢复系统，重新跟踪系统工作状态。


3.根据权利要求1或2所述的北斗抗欺骗式干扰的方法，其特征在于：步骤S1中，所述系统初始化完成的操作包括：系统的初始化位置测定和存储；收集接收的卫星信号的平均增益；时钟驯服；建立系统时差测量模型。


4.根据权利要求3所述的北斗抗欺骗式干扰的方法，其特征在于：接收机卫星信号的平均增益的收集方法为：在已接收的卫星信号中，根据所有仰角大于15度的卫星信号计算平均信噪比，连续15分钟每分钟采样1组数据计算平均信噪比，计算平均值并存入系统存储器。


5.根据权利要求3所述的北斗抗欺骗式干扰的方法，其特征在于：所述系统时差测量模型为本振稳定度评估模型，其建立方法为：本地振荡器进入有参考源的保持状态，时钟测量模块对参考源和本地振荡器进行测量，并计算原子钟与本地振荡器的时域稳定度曲线，计算100s和1000s稳定度值并存储入系统存储器。


6.根据权利要求5所述的北斗抗欺骗式干扰的方法，其特征在于：所述时域稳定度的计算方法为：



其中，N为采样次数，τ为采样间隔，测量100秒时取值100，测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：严锋，严明，严俊，
申请(专利权)人：深圳市儒科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44