一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法，其特征在于，包含步骤S1：接收到来自测量站的BDS/GPS信号；步骤S2：通过中心站数据处理软件扩展软件结构进行软件判断以及数据监控；步骤S3：列出测量站的位置坐标与欺骗干扰源的位置坐标关系；步骤S4：解算欺骗源时间以及地理位置；本发明专利技术有效及时反馈收到的BDS/GPS信号；能够获得欺骗源的时间信息；获得准确的地理位置以及时间信息。间信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法


[0001]本专利技术设计一种定位方法，尤其是涉及一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法。

技术介绍

[0002]北斗卫星导航系统是由我国独立自主研制开发,不受他国的控制和限制,其可用性、可依赖性和安全性更有保障。其具有快速定位、简短通信和精密授时三大功能。北斗授时系统的优点为：北斗授时精度优于20～100ns，精确度高；授时设备工作稳定可靠；设备具有多种输出方式；整体装置便携低耗。
[0003]卫星导航被广泛应用在社会生活的各个领域，实际生活中卫星导航接收机经常受到各种干扰信号的影响。这些干扰信号与导航信号混叠在一起，地面接收机就不能够接收到有效信号。卫星导航信号从外太空经大约20000km传输到地面后，功率小到
‑
160dBm，淹没在噪声中。长期以来，干扰的存在严重威胁着导航系统的稳定性。长期以来，干扰的存在严重威胁着导航系统的可靠性。目前，电磁环境日益复杂，卫导系统工作的L频段信号不断增多。
[0004]卫星干扰源定位技术一般采用双星定位方法。当干扰源对准被干扰卫星实施干扰时，干扰源的发射天线将天线主瓣对准被干扰卫星，同时其副瓣不可避免的指向了与被干扰卫星临近的微信。基于这种情况，就可以利用两部接收天线对主星和邻星转发的干扰信号一起检测，从而实现对干扰源的定位。
[0005]目前的卫星干扰源定位技术主要针对地面静止干扰源，而随着卫星通信移动平台的普遍使用，也可能出现以飞机、舰船、汽车等移动通信平台为发射载体的干扰源，此种干扰源也会对卫星定位进行巨大干扰。目前所采用的双星定位方法对于干扰源的测量相对比较繁琐。
[0006]例如，一种在中国专利文献上公开的“基于搜索优化和非线性滤波的运动卫星干扰源定位方法”，其公告号：“CN201410619118.2”，包括：利用当前时刻k的到达时间差观测量，并辅以地球方程，得到与当前时刻运动卫星干扰源位置相对应的等时差线；在等时差线上取若干个参考点，并在设定范围内对运动卫星干扰源的航相知和速度值进行遍历搜索，由参考值、航向值组成参考矢位矩阵得到位置信息。需要额外的复杂设备以及精确性上具有一定差距。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要解决现有的卫星干扰源反向定位中存在的精度不够高，效率不够大的问题，提供了一种快速准确对干扰源的地理位置以及时间信息进行定位的反向定位方法。
[0008]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]步骤S1：接收到来自测量站的BDS/GPS信号；
[0010]步骤S2：通过中心站数据处理软件扩展软件结构进行软件判断以及数据监控；
[0011]步骤S3：列出测量站的位置坐标与欺骗干扰源的位置坐标关系；
[0012]步骤S4：解算欺骗源时间以及地理位置。
[0013]通过反向测试站得到BDS/GPS信号，通过4G信号传输至数据处理站，通过多层协议加密保护后得到位置关系以及时间关系，通过到达时间差进行计算得到干扰源的位置以及时间关系。反向测试站得到BDS/GPS关系后即可快速将信号传输至数据处理站，快速有效。在计算位置关系和时间关系时采用多重迭代的计算方法，保证了在偏差量较大时，方程的解能够更加精确有效。使用载波相位跟踪谱判断分析环路内是否存在欺骗干扰，通过已有的先验信息压缩时频不确定度的搜索范围，从而更加有效的检测欺骗干扰。
[0014]作为优选，所述步骤S1包括以下步骤：
[0015]步骤S11：反向定位测量站接收BDS/GPS信号；
[0016]步骤S12：反向定位测量站通过数传单元使用4G信号传输与欺骗源的位置关系。
[0017]通过反向定位测试站对所需要的BDS/GPS进行收集，并通过数传单元进行快速传输，具有实时性。BDS/GPS信号作为欺骗源和数据处理站之间所需要的直接数据处理关系，实时到达的BDS/GPS信号能够使得数据处理站的精确度以及准确度有所提升，并能准确反映干扰源信号。
[0018]作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：
[0019]步骤S21：接收传输信号并进入数据处理软件的消息管理层；
[0020]步骤S22：通过告警推送协议、数据接口协议、测量站协议进入业务处理层；
[0021]步骤S23：业务处理层进行运算操作。
[0022]通过中心站数据处理软件将传输信号发送到消息管理层，经过协议接口层到达业务处理层进行数据运算操作得到结果。协议保障数据传输的稳定性以及效率，通过保密协议保证输出传输的安全性。
[0023]作为优选，所述步骤S3包括以下步骤：
[0024]步骤S31：假设欺骗源的位置坐标(x
s
,y
s
,z
s
)，欺骗干扰源时间为t
s
，N个测量站的位置坐标为(x
i
,y
i
,z
i
)，测量站时间为t
i
，测量站观测到欺骗干扰源的伪距为ρ
i
[0025]步骤S32：列出距离关系方程：
[0026](x
i
‑
x
s
)2+(y
i
‑
y
s
)2+(z
i
‑
z
s
)2＝(ρ
i
‑
c
×
(t
i
‑
t
s
))2,i＝1,2,3...N
[0027]步骤S33：得到伪距方程：
[0028][0029]其中，
[0030][0031]简化可得，
[0032]Δρ1＝a
x1
Δx
s
+a
y1
Δy
s
+a
z1
Δz
s
‑
cΔt
s
[0033]其中，
[0034]步骤S34：矩阵化得到关于方程组的解
[0035]通过简化方程运算得到方程组的解，将所得到的解进行二次运算后得到相对于位置和钟差估计值的偏差量，将该偏差值加上估计值即可得到欺骗干扰的真实位置和真实钟差。
[0036]作为优选，所述步骤S33包括以下步骤；
[0037]步骤S331：使用采样线性化的迭代技术：
[0038][0039]步骤S332：进行泰勒级数展开以及偏导数计算。
[0040]通过采样线性化进行数据的优化处理得到方便计算的距离时间位置方程。
[0041]作为优选，所述步骤S4包括以下步骤：
[0042]步骤S41：多次迭代进行反复运算；
[0043]步骤S42：对欺骗源时间以及地理位置进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：接收到来自测量站的BDS/GPS信号；步骤S2：通过中心站数据处理软件扩展软件结构进行软件判断以及数据监控；步骤S3：列出测量站的位置坐标与欺骗干扰源的位置坐标关系；步骤S4：解算欺骗源时间以及地理位置。2.根据权利要求1所述的一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法，其特征是，所述步骤S1包括以下步骤：步骤S11：反向定位测量站接收BDS/GPS信号；步骤S12：反向定位测量站通过数传单元使用4G信号传输与欺骗源的位置关系。3.根据权利要求1所述的一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法，其特征是，所述步骤S2包括以下步骤：步骤S21：接收传输信号并进入数据处理软件的消息管理层；步骤S22：通过告警推送协议、数据接口协议、测量站协议进入业务处理层；步骤S23：业务处理层进行运算操作。4.根据权利要求1所述的一种基于TDOA的电力北斗卫星授时系统欺骗干扰源反向定位方法，其特征是，所述步骤S3包括以下步骤：步骤S31：假设欺骗源的位置坐标，欺骗干扰源时间为，N个测量站的位置坐标为，测量站时间为，测量站观测到欺骗干扰源的伪距为ρ
i
，Δx，Δy，Δz为真实位置和估计位置之间的偏移量；步骤S32：列出距离关系方程：(x
i
‑
x
s
)2+(y
i
‑
y
s
...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢武，宋艳，杨成钢，应斌杰，杜奇伟，吴新华，张北江，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：