卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法及系统。方法包括S1、获取卫星导航频段的射频信号和各个扫描角度；S2、将射频信号转化为数字信号，对信号进行频域分析以获取不同来波方向的信号频谱；S3、比较频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱，若频谱差值大于设定阀值则存在压制式干扰；S4、实时接收卫星导航信号，输出可见的卫星列表和卫星参数；S5、对窄波束扫描式天线接收的信号进行快速捕获；S6、通过比较窄波束扫描式天线捕获的卫星角度和全向天线的等效卫星角度，若不一致则存在欺骗干扰；S7、确定干扰源的位置。本发明专利技术可有效检测传统压制式干扰和欺骗干扰，并且能将不同干扰的检测有机融合。

Integrated detection method and system of suppression jamming and deception jamming in satellite navigation

【技术实现步骤摘要】
卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法及系统
本专利技术涉及导航
，更具体地说，特别涉及一种卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法方法及系统。
技术介绍
全球卫星导航定位系统（GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS）具备全球覆盖、全天候的高精度导航、定位和授时功能，我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统已于2012年底正式运营，该系统为我国及周边区域提供位置与授时服务功能，计划在2020年前后完成北斗三号系统，实现全球覆盖和应用。无论是我国的北斗导航系统，还是美国的GPS，或是俄罗斯的GLONASS，全球卫星导航系统已广泛应用在国防、经济和日常生活中，已经成为现代社会生活中重要的时空基准。随着各国卫星导航系统建设和服务能力发展，相关产品已广泛应用于智能交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、通信时统、电力调度、应急搜索等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面，为全球经济和社会发展注入新的活力。然而，世界各个卫星导航系统普遍存在各种脆弱性问题，如系统完好性问题，使用环境中存在的有意或无意的干扰或欺骗信号等，这些问题直接导致卫星定位精度降低甚至发生偏差和虚假的定位导航和授时信息，进而引发无人飞行器、无人汽车等载体发生严重的安全问题。传统的压制式干扰检测技术通过频谱分析和信号调制方式估计结合窄波束扫描技术，可检测窄带干扰、宽带干扰等传统压制式干扰。然而，欺骗信号由于调试方式与正常的卫星导航信号相同，且同样采用了扩频调制，信号频谱与背景噪声接近，难以通过频谱幅度的差异进行检测。因此，欺骗干扰的检测和位置估计仍困扰着卫星导航在高可靠性场合的使用。中国专利2019103737455公开了一种基于先验信息的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法方法、系统及设备，通过比对两个接收天线的位置或速度是否一致来检测干扰，其隐含的假设前提是被欺骗后两个天线的位置或速度解算是相同的，同时该技术还存在的问题是：1、利用两个及以上的卫星导航接收机来识别欺骗干扰，无法检测和识别是否存在传统压制干扰；2、该技术不具备欺骗干扰源位置估计的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法及系统，以克服现有技术所存在的缺陷。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，包括：S1、通过至少一个窄波束扫描式天线实时获取卫星导航频段的射频信号和所述窄波束扫描式天线的各个扫描角度；S2、将窄波束扫描式天线获取的卫星导航频段的射频信号转化为数字信号并保存该数字信号和相应的扫描角度，同时对该数据信号进行频域分析以获取不同来波方向的信号频谱；S3、比较频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱，若频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱差值大于设定阀值，则判断存在压制式干扰；S4、通过至少一个全向天线实时接收卫星导航信号，并输出可见的卫星列表和对应的卫星参数；S5、根据可见的卫星列表对窄波束扫描式天线接收的信号进行快速捕获，在捕获成功时记录最大相关峰及对应的窄波束扫描式天线的扫描卫星角度；S6、通过比较窄波束扫描式天线捕获的扫描卫星角度和全向天线的等效卫星角度，若两者不一致则存在欺骗干扰；S7、在检测到压制式干扰和/或欺骗干扰时，根据窄波束扫描式天线的位置及对应的扫描角度，通过单套设备多次变换位置检测或多套设备检测以确定干扰源的位置。进一步地，在检测到压制式干扰和/或欺骗干扰时，还包括对检测结果进行滤波处理。进一步地，所述步骤S1中的卫星导航频段为卫星导航频段中一个或多个频点的组合。进一步地，所述步骤S3中正常卫星导航信号频谱包括卫星导航信号中的中心频点、扩频体制方式、GNSS接口控制文件规定的典型信号电平中的至少一种。进一步地，所述步骤S4中输出可见的卫星参数至少包括卫星的俯仰角、方位角、载噪比和卫星号。进一步地，所述步骤S4中输出可见的卫星参数还包括卫星的伪距、多普勒或位置信息。进一步地，所述步骤S6中的卫星角度为卫星的俯仰角或者方位角。进一步地，若所述窄波束扫描式天线与全向天线的安装距离小于等于设定距离，则所述全向天线的等效卫星角度等同于全向天线输出的卫星角度，若所述窄波束扫描式天线与全向天线的安装距离大于所述设定距离，则所述全向天线的输出卫星角度经过坐标转换后得到所述等效卫星角度。本专利技术还提供一种实现上述卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法的系统，包括：至少一个窄波束扫描式天线，用于实时获取卫星导航频段的射频信号和所述窄波束扫描式天线的各个扫描角度；综合检测设备，用于对窄波束扫描式天线获取的卫星导航频段的射频信号转化为数字信号并保存该数字信号和相应的扫描角度，同时对该数据信号进行频域分析以获取不同来波方向的信号频谱，并且比较频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱，以判断是否存在压制式干扰；至少一个全向天线，用于实时接收卫星导航信号；卫星导航接收设备，用于对全向天线接收的卫星导航信号进行处理以输出可见的卫星列表和对应的卫星参数，综合检测设备还根据可见的卫星列表对窄波束扫描式天线接收的信号进行快速捕获，在捕获成功时记录最大相关峰及对应的窄波束扫描式天线的扫描角度，并通过比较窄波束扫描式天线捕获的卫星角度和全向天线的等效卫星角度判断是否存在欺骗干扰，当检测到压制式干扰和/或欺骗干扰时，根据窄波束扫描式天线的位置及对应的扫描角度，通过单套设备多次变换位置检测或多套设备检测以确定干扰源的位置。进一步地，所述综合检测设备包括：信号转换模块，用于对窄波束扫描式天线获取的卫星导航频段的射频信号转化为数字信号并保存该数字信号和相应的扫描角度；频域分析模块，用于对信号转换模块转换后的数据信号进行频域分析以获取不同来波方向的信号频谱；压制式干扰判断模块，用于将频域分析模块分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱，以判断是否存在压制式干扰；捕获模块，用于根据卫星导航接收设备输出可见的卫星列表对窄波束扫描式天线接收的信号进行快速捕获在捕获成功时记录最大相关峰及对应的窄波束扫描式天线的扫描角度；欺骗干扰判断模块，用于通过比较窄波束扫描式天线捕获的卫星角度和全向天线的等效卫星角度判断是否存在欺骗干扰；定位模块，用于当检测到压制式干扰和/或欺骗干扰时，根据窄波束扫描式天线的位置及对应的扫描角度，通过单套设备多次变换位置检测或多套设备检测以确定干扰源的位置。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法及系统，可有效检测传统压制式干扰和欺骗干扰，并且能实现干扰源位置估计，将不同干扰的检测有机融合，本专利技术实现形式简单，有利于卫星导航干扰检测的工程实践和应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于，包括：/nS1、通过至少一个窄波束扫描式天线实时获取卫星导航频段的射频信号和所述窄波束扫描式天线的各个扫描角度；/nS2、将窄波束扫描式天线获取的卫星导航频段的射频信号转化为数字信号并保存该数字信号和相应的扫描角度，同时对该数据信号进行频域分析以获取不同来波方向的信号频谱；/nS3、比较频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱，若频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱差值大于设定阀值，则判断存在压制式干扰；/nS4、通过至少一个全向天线实时接收卫星导航信号，并输出可见的卫星列表和对应的卫星参数；/nS5、根据可见的卫星列表对窄波束扫描式天线接收的信号进行快速捕获，在捕获成功时记录最大相关峰及对应的窄波束扫描式天线的扫描卫星角度；/nS6、通过比较窄波束扫描式天线捕获的扫描卫星角度和全向天线的等效卫星角度，若两者不一致则存在欺骗干扰；/nS7、在检测到压制式干扰和/或欺骗干扰时，根据窄波束扫描式天线的位置及对应的扫描角度，通过单套设备多次变换位置检测或多套设备检测以确定干扰源的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于，包括：
S1、通过至少一个窄波束扫描式天线实时获取卫星导航频段的射频信号和所述窄波束扫描式天线的各个扫描角度；
S2、将窄波束扫描式天线获取的卫星导航频段的射频信号转化为数字信号并保存该数字信号和相应的扫描角度，同时对该数据信号进行频域分析以获取不同来波方向的信号频谱；
S3、比较频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱，若频域分析后的信号频谱与正常卫星导航信号频谱差值大于设定阀值，则判断存在压制式干扰；
S4、通过至少一个全向天线实时接收卫星导航信号，并输出可见的卫星列表和对应的卫星参数；
S5、根据可见的卫星列表对窄波束扫描式天线接收的信号进行快速捕获，在捕获成功时记录最大相关峰及对应的窄波束扫描式天线的扫描卫星角度；
S6、通过比较窄波束扫描式天线捕获的扫描卫星角度和全向天线的等效卫星角度，若两者不一致则存在欺骗干扰；
S7、在检测到压制式干扰和/或欺骗干扰时，根据窄波束扫描式天线的位置及对应的扫描角度，通过单套设备多次变换位置检测或多套设备检测以确定干扰源的位置。


2.根据权利要求1所述的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于：在检测到压制式干扰和/或欺骗干扰时，还包括对检测结果进行滤波处理。


3.根据权利要求1所述的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于：所述步骤S1中的卫星导航频段为卫星导航频段中一个或多个频点的组合。


4.根据权利要求1所述的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于：所述步骤S3中正常卫星导航信号频谱包括卫星导航信号中的中心频点、扩频体制、GNSS接口控制文件规定的典型信号电平中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于：所述步骤S4中输出可见的卫星参数至少包括卫星的俯仰角、方位角、载噪比和卫星号。


6.根据权利要求5所述的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于：所述步骤S4中输出可见的卫星参数还包括卫星的伪距、多普勒或位置信息。


7.根据权利要求1所述的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，其特征在于：所述步骤S6中的卫星角度为卫星的俯仰角或者方位角。


8.根据权利要求1所述的卫星导航压制式干扰与欺骗干扰的综合检测方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝海波，鲁志勇，赵鹏，袁宏成，邓胖，成葵交，马学新，潘芳香，张羽，刘威，
申请(专利权)人：湖南跨线桥航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43