检测信号的欺骗制造技术

一种用于检测来自在轨卫星的信号的欺骗的方法。接收器可以位于飞行器上以接收视在卫星信号。该方法可以包括确定包括功率水平的信号的至少两个特性签名，并指示视在卫星信号是欺骗卫星信号。

Deception of detection signal

【技术实现步骤摘要】
检测信号的欺骗相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月14日提交的GB专利申请No.18/185,702的优先权和权益，其全部内容合并于此。
本公开涉及一种用于检测来自在轨卫星的信号的欺骗的方法，并且更具体地涉及确定包括功率水平的信号的签名(signature)。
技术介绍
通常，基于卫星的通信和导航系统为航海，航空，机车和汽船提供位置和时间信息。卫星通信和导航系统可以出现在地球上或附近的任何地方，在该地方船只与一颗或多颗卫星之间的视线不受阻碍。卫星通信和导航系统在陆地，海上和空中具有多种应用。飞行器依靠卫星通信以用于导航和信息(例如，天气)系统。当向飞行器发送信号以故意向飞行器的导航和信息系统提供错误信息时发生欺骗。例如，欺骗卫星导航信号可能会试图使飞行器飞离航线。认证卫星信号的能力可以防止欺骗。认证卫星信号的某些技术可能依赖于信号的独特特性，因此不能应用于所有卫星信号。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及一种用于检测来自在轨卫星的信号的欺骗的方法，该方法包括：通过接收器接收视在卫星信号；确定信号的至少两个特性签名包括功率水平；将至少两个特性签名与当前传输数据值进行比较以限定差值；当差值在预定容差值之外时，指示视在卫星信号是欺骗卫星信号。在另一方面，一种用于检测从在轨卫星到飞行器上接收器的信号的欺骗的方法，该方法包括：通过接收器接收视在卫星信号；确定信号的至少两个特性签名包括功率水平；将至少两个特性签名与当前传输数据值进行比较以限定差值；当差值在预定容差值之外时，指示视在卫星信号是欺骗卫星信号。附图说明在附图中：图1是能够接收来自卫星或其他源的无线电信号的飞行中的飞行器的图。图2是详细示出用于检测信号的欺骗的方法的框图。图3是用于检测信号的欺骗的方法的流程图。具体实施方式本公开涉及一种用于检测来自在轨卫星的信号的欺骗的方法。本文所述的方法涉及利用在轨卫星的现有硬件，基于从现有硬件收集的信息，来确定在接收器处接收到的信号是真实卫星信号还是欺骗信号。尽管该描述主要针对在飞行器上的使用，但是它也适用于将利用欺骗检测方法作为卫星导航辅助的任何运载工具或环境。图1示出了绕地球12的在轨卫星10。卫星10发射卫星信号14。卫星10可以是任何类型的卫星，包括但不限于对地静止卫星，伽利略卫星，COMPASSMEO卫星，GPS卫星，GLONASS卫星，NAVIC卫星，QZSS卫星或北斗2卫星。示出了飞行中的飞行器16。飞行器16可以包括接收器，作为非限制性示例，该接收器是无线电天线18，用于从卫星10接收卫星信号14。位于地球12上的欺骗信号源20可以发出欺骗卫星信号22。尽管被示为位于地球12上，但是可以设想，欺骗信号源20可以位于其他地方，包括但不限于在轨的另一卫星。至少两个特性签名24(包括功率水平26和次要特性28、30)与卫星信号14相关联。如本文所使用的，术语“特性签名”仅仅是用于覆盖与接收到的信号相关联的任何特性的术语。请勿将其与已知的术语“数字签名”混淆，该“数字签名”可以引用密码或数学方法来验证在发送人与签名人之间传输期间文档未被篡改。然而，可以设想，除了功率水平26之外，数字签名可以是卫星信号14的次要特性28、30。数据库32可以被用于存储与卫星信号14相关联的当前传输数据值24a，其可以包括但不限于当前传输功率水平26a。数据库32可以存储在服务器上，作为连接到天线18的网络的一部分。取决于特定的实施方式或带宽限制，数据库32可以连续更新。可以实时捕获当前传输功率水平26a，这需要恒定的数据流。在一些实施方式中，作为飞行器上的非限制性示例，由于位置或设备的缺乏，天线18可能不能够接收恒定的数据传输。如果当前传输功率水平26a不随时间波动很大，则可以设想每小时，每天，每周甚至每月更新数据库32。应该理解，考虑到任何容差，在天线18处接收到的特性签名24和存储在数据库32中的当前传输数据值24a应该近似相等。因此，可以相对于传输期间的大气衰减来补偿当前传输数据值24a。补偿可以是次要特性的函数，作为非限制性示例，该次要特性是对应的卫星位置28，并且还可以是卫星10与天线18之间的当前距离29的函数。特性签名24与在天线18处接收的实际卫星信号14相关联，而当前传输数据值24a可以是基于卫星10的实时位置或卫星10的其他已知质量连续地计算，更新并上传到数据库32的已知传输值。当前传输数据值24a可以通过使数据库32直接从卫星10获得当前传输数据值24a来取得。在无法直接从卫星10获得数据的情况下，其他不可移动的位置33可以通过补偿天气条件33和距离31来测量当前传输功率水平26a。然后，飞行器16上的接收器18可以补偿天气33和距离31，以将接收到的信号35与预期特性签名24进行比较。换句话说，当前传输数据值24a可以在其他位置33处接收或基于已知的卫星数据来计算，上载到数据库32并且中继到机载数据库32a。多个欺骗特性签名34可以与欺骗卫星信号22相关联。与欺骗卫星信号22相关的欺骗特性签名34可以包括但不限于欺骗功率水平36，欺骗位置38和欺骗时间40。图2示出了用于检测来自在轨卫星10的卫星信号14的欺骗的方法100的框图。在102处，在天线18处接收到视在卫星信号42。视在卫星信号42可以是卫星信号14或欺骗卫星信号22。进一步设想到两个信号14、22被同时接收。视在卫星信号42可以承载具有多个特性中的两个的至少两个特性签名24，34，特性签名包括但不限于功率水平26、36，与卫星信号14相关联的功率水平26或与欺骗卫星信号22相关联的功率水平36。进一步设想到，与视在卫星信号42相关联的其他数据特性也可以是特性签名24、34的一部分。次要特性可以包括但不限于卫星位置28和卫星时间30。欺骗位置38和欺骗时间40也是可以作为特性签名34的一部分的特性。在接收到视在卫星信号42时，在104处，利用作为非限制性示例的计算机45，确定视在卫星信号42的功率水平26、36和任何附加的次要特性28、30、38、40。计算机45可以与接收天线18集成在一起，或者可以将计算结果转移到飞行器上的航空电子设备舱内或任何其他合适位置的单独计算机上。该计算机不需要固定的位置或与其他系统集成。数据库32可以是用于存储当前传输数据值24a的机载数据库32a。当前传输数据值24a包括当前传输功率水平26a。当前传输功率水平26a可以是在出发之前(作为非限制性示例，飞行器在登机口起飞之前)下载的已知值，并且基于预定飞行路径在飞行中进一步计算。当前传输功率水平26a也可以通过加密的安全路径从如前所述的另一个接收源上载。因此，当前传输值24a可以是当前传输功率水平26的函数。当前传输数据值24a可进一步包括实时卫星位置28a。利用小扰动理论，可以计算更新的卫星位置以估计在轨卫星10的预测实时位置并存储为实时卫星位置28a。可以设想的是，可以利用计算机45来执行小扰动理论。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测来自在轨卫星的信号的欺骗的方法，其特征在于，所述方法包括：/n通过接收器接收视在卫星信号；/n确定所述信号的至少两个特性签名，所述至少两个特性签名包括功率水平和次要特性；/n将所述至少两个特性签名中的至少一个与至少一个当前传输数据值进行比较，以限定差值；和/n当所述差值在预定容差值之外时，指示所述视在卫星信号是欺骗卫星信号。/n

【技术特征摘要】
20181114 GB 1818570.21.一种用于检测来自在轨卫星的信号的欺骗的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过接收器接收视在卫星信号；
确定所述信号的至少两个特性签名，所述至少两个特性签名包括功率水平和次要特性；
将所述至少两个特性签名中的至少一个与至少一个当前传输数据值进行比较，以限定差值；和
当所述差值在预定容差值之外时，指示所述视在卫星信号是欺骗卫星信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含通过基于来自数据库的卫星的当前传输功率水平检索所述当前传输数据值来计算所述差值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中确定次要特性进一步包括接收卫星的实时位置。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括当所述当前传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·亚历山大·施温特，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB