使用地形映射的GNSS欺骗检测制造技术

一种系统包括处理电路，该处理电路被配置为从全球导航卫星系统(GNSS)接收器接收位置数据并且从地形上方的高度(HAT)电路接收第一车辆HAT。从位置数据导出横向位置和高度。该处理电路被进一步配置为基于横向位置确定地形高程。该处理电路被进一步配置为基于从高度减去所确定的地形高程来确定第二车辆的地形上方的高度(HAT)。该处理电路被进一步配置为基于所述第一车辆HAT和所述第二车辆HAT之间的差检测GNSS欺骗；以及在检测到GNSS欺骗时，发出警报。出警报。出警报。

【技术实现步骤摘要】
使用地形映射的GNSS欺骗检测

技术介绍

[0001]现代导航技术广泛依赖于全球导航卫星系统(GNSS)。这些系统便于快速准确地确定例如用于诸如飞行器的车辆的位置信息(即，横向位置和高度)。GNSS包含全球定位系统(GPS)、全球导航卫星系统(GLONASS)、伽利略定位系统和北斗导航卫星系统。
[0002]GNSS接收器易受GNSS欺骗的影响，这会导致GNSS接收器确定不正确的三维位置和/或时间；时间是指一天中的时间和日期。GNSS欺骗是指对由GNSS接收器接收的GNSS数据进行操纵，使得GNSS接收器确定不正确的三维位置和/或时间。GNSS数据可由发射器操纵，该发射器广播用于位置和/或时间确定的数据，该数据模仿从一个或多个GNSS卫星广播的数据。然后由GNSS接收器检测该操纵的数据，而不是来自一个或多个对应GNSS卫星的数据，并且GNSS接收器使用该操纵的数据来确定位置和时间。GNSS欺骗攻击可对车辆、车辆中的人员(如果存在的话)和车辆的对象造成严重风险。例如，如果由于GNSS欺骗而不正确地确定高度，则飞行器可能采取太陡的着陆轨迹并且可能坠毁。

技术实现思路

[0003]在一个实施方案中，提供了一种系统。所述系统包括处理电路，所述处理电路被配置为从GNSS接收器接收位置数据并且从地形上方的高度(HAT)电路接收第一车辆HAT。从所述位置数据导出横向位置和高度。所述处理电路被进一步配置为基于所述横向位置确定地形高程。所述处理电路被进一步配置为基于从所述高度减去所确定的地形高程来确定第二车辆的地形上方的高度。所述处理电路被进一步配置为基于所述第一车辆HAT和所述第二车辆HAT之间的差检测GNSS欺骗；以及在检测到GNSS欺骗时，发出警报。
[0004]在另一个实施方案中，提供了一种方法。所述方法包括从全球导航卫星系统接收器接收位置数据。所述方法进一步包括基于从所接收的位置数据导出的横向位置来确定地形高程。所述方法进一步包括从地形上方的高度电路接收第一车辆HAT。所述方法进一步包括基于从所述位置数据导出的高度减去所确定的地形高程来确定第二HAT。所述方法进一步包括基于所述第一车辆HAT和所述第二车辆HAT之间的差检测GNSS欺骗；以及在检测到GNSS欺骗时，发出警报。
[0005]在另一个实施方案中，提供了一种程序产品。所述程序产品包括非暂态处理器可读介质，在所述非暂态处理器可读介质上体现被配置为由可编程处理器执行的程序指令，其中所述程序指令可操作为：从全球导航卫星系统接收器接收位置数据；基于从所接收的位置数据导出的横向位置来确定地形高程；从地形上方的高度电路接收第一车辆HAT；基于从所述位置数据导出的高度减去所确定的地形高程来确定第二HAT；基于所述第一车辆HAT和所述第二车辆HAT之间的差检测GNSS欺骗；以及在检测到GNSS欺骗时，发出警报。
附图说明
[0006]根据附图和以下对各种实施方案的详细描述，本公开的示例性特征、其性质和各种优点将是明显的。参考附图描述了非限制性和非穷举性的实施方案，其中，除非另外说
明，否则在整体各个视图中，相似的标签或附图标记指代相似的部分。附图中元件的尺寸和相对位置不一定按比例绘制。例如，选择、放大和定位各种元件的形状以改善附图可读性。为便于在附图中识别，已选择如图所示的元件的特定形状。下文参考附图描述一个或多个实施方案，其中：
[0007]图1是示出GNSS欺骗检测系统的一个实施方案的框图；以及
[0008]图2是示出用于检测GNSS欺骗的方法的一个实施方案的流程图。
具体实施方式
[0009]在以下详细描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示方式示出了特定的例示性实施方案。然而，应当理解可以利用其它实施方案，并且可以进行逻辑、机械和电气改变。此外，附图和说明书中呈现的方法不应被解释为限制可执行各个步骤的顺序。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。
[0010]随后描述用于检测GNSS欺骗的技术。任选地，在进行此类检测时，可以向车辆系统和/或车辆乘员发出有关GNSS欺骗的警报，以便他们可以采取行动来降低风险。任选地，在进行此类检测时，位置数据的另选来源(而不是GNSS接收器)可用于提供位置数据，以便确定车辆的位置。
[0011]GNSS欺骗可如下检测。车辆的地形上方的高度用传感器(其不是GNSS接收器，并且另外被称为地形上方的高度电路)来确定。然后，确定所确定的车辆的地形上方的高度与所计算的车辆的地形上方的高度之间的差。通过从(b)车辆高度减去(a)地形高程来确定所计算的车辆的地形上方的高度。车辆高度可仅使用GNSS接收器来确定，或者使用GNSS接收器和另选电路两者来确定位置数据。例如，可基于将由来自GNSS接收器和电路的数据分开地导出的竖直位置进行组合以确定位置数据(该位置数据例如可通过卡尔曼滤波来组合)或者另选地对由来自GNSS接收器和电路中的每一个的数据导出的竖直位置进行平均以确定位置数据来确定车辆高度。
[0012]使用横向位置通过地形数据库来确定地形高程。横向位置和高度可(至少部分地)由GNSS接收器或由利用从来自GNSS接收器的数据导出的位置数据的另一系统来确定。例如，如果GNSS接收器确定在极坐标中的位置，则该另一系统可将此类坐标变换为笛卡尔坐标以生成横向位置和高度。该另一系统可以是GNSS欺骗检测系统(或本文所讨论的处理电路和/或欺骗检测应用程序)。
[0013]如果所确定的车辆的地形上方的高度与所计算的车辆的地形上方的高度之间的差超过阈值水平，则确定已发生(或已检测到)GNSS欺骗。通过更可靠地知道GNSS数据何时被欺骗，利用GNSS技术的车辆可更容易地防止此类欺骗，从而提供更安全的运输。
[0014]本文所公开的实施方案被设计成在诸如飞行器的车辆中实现。虽然在整个本公开中示出了飞行器，但该图示仅是出于教学原因，并非旨在在任何意义上进行限制。相反，术语“车辆”旨在传达本领域技术人员所理解的普通含义，车辆包含但不限于航空器、航天器、水运船、潜水艇和其他类型的车辆。
[0015]图1示出了GNSS欺骗检测系统(系统)100的一个实施方案的框图。系统100被配置为耦接到至少一个GNSS接收器(GNSS接收器)102(例如GPS接收器、GLONASS接收器、北斗接收器、伽利略接收器和/或任何其他类型的GNSS接收器)以及地形上方的高度(HAT)电路
106。HAT电路是指被配置为测量地形上方的高度的电路，例如雷达高度计、深度(或回波)探测仪和/或用于确定地形上方的高度的任何其他电路。
[0016]任选地，系统100被配置为耦接到用于确定位置数据104的至少一个另选电路(用于确定位置数据的另选电路或用于确定位置数据的另选系统)、内部警报电路118和/或至少一个外部通信系统(外部通信系统)120。外部通信系统120可包括高频(HF)、甚高频(VHF)、卫星通信(SATCOM)、WiFi、WiMax和/或自动相关监测无线电。任选地，前述部件被配置为安装在车辆10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，所述系统包括：处理电路，所述处理电路被配置为从全球导航卫星系统(GNSS)接收器接收位置数据并且从地形上方的高度(HAT)电路接收第一车辆HAT，其中从所述位置数据导出横向位置和高度；其中所述处理电路被进一步配置为：基于所述横向位置确定地形高程；基于从所述高度减去所确定的地形高程来确定第二车辆的地形上方的高度(HAT)；基于所述第一车辆HAT和所述第二车辆HAT之间的差检测GNSS欺骗；以及在检测到GNS...

【专利技术属性】
技术研发人员：小约翰，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：