基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法，包括：中继平台和飞行载体的卫星导航系统工作正常并输出定位、授时信息；飞行载体开始按照约定的时序发送包含有位置和时间的回传信息；中继平台根据约定的协议和时序测量回传信号传输时延；中继平台根据回传信号中解析的飞行载体位置和约定的时序，计算回传信号的预测传输时延；通过预测传输时延与测量传输时延的比较，检测飞行载体是否受到欺骗干扰。本发明专利技术可辅助飞行载体卫星导航接收机的欺骗干扰检测工作，通过直接接收飞行载体回传信号，并由使用军用抗欺骗卫星导航的中继平台监测飞行载体所发射回传信号传输时延，实现对飞行载体是否受到卫星导航欺骗干扰的检测。扰的检测。扰的检测。

【技术实现步骤摘要】
基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法


[0001]本专利技术涉及卫星导航抗欺骗领域，具体地，涉及一种基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法。

技术介绍

[0002]卫星导航系统因其高效、低成本的定位、导航、授时能力，被广泛应用于军用和民用航空领域，各类航空飞行器通过军用或民用卫星导航接收机为提供高精度的位置、速度和时间信息。其中，军用卫星导航接收机接收经过加密的卫星导航信号，而民用导航接收机则只能接收信号体制和结构公开的民用信号。
[0003]卫星导航欺骗干扰是指发射与导航卫星相同或相似、功率更强一些的信号，卫星导航系统用户的接收终端可能把这种信号误认为是由真实导航卫星发来的，而对其进行捕获与跟踪，导致卫星导航接收终端产生错误的信息或者无信息输出。民用接收机由于所接收民用信号的体制和结构公开，因此容易受到欺骗干扰攻击。
[0004]中继技术，是在基站与移动台之间增加一个或多个中继平台，负责对无线信号进行一次或者多次的转发后，使移动台与基站之间实现信号传输。中继平台可以是固定平台，也可以时移动平台。
[0005]现有卫星导航欺骗干扰检测技术主要是被干扰接收机本身通过各种措施和算法实现对欺骗干扰的检测。本专利技术提出一种方法，针对需要移动中继平台实现与基站间信息回传，并且由于自身条件限制必须使用民用信号的飞行载体，利用直接接收飞行载体回传信号，并使用军用信号导航的中继平台监测飞行载体所发射回传信号的时延，实现对飞行载体是否受到卫星导航欺骗干扰的检测。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法，包括如下步骤：
[0008]回传信息发送步骤：飞行载体按照约定的时序发送包含有位置和时间的回传信号至中继平台；
[0009]回传信号传输时延测量步骤：中继平台根据约定的时序和协议测量回传信号传输时延；
[0010]计算步骤：中继平台根据回传信号中解析的飞行载体位置和约定的时序，计算回传信号的预测传输时延；
[0011]比较判断步骤：比较预测传输时延与测量传输时延，判断飞行载体是否受到欺骗干扰。
[0012]优选地，所述中继平台和飞行载体的卫星导航系统工作正常并能够输出定位、授
时信息。
[0013]优选地，中继平台和飞行载体的卫星导航系统工作正常后，将分别输出载体的位置、速度以及定时秒脉冲，其中：
[0014]以地心地固坐标系下的坐标表示协调世界时时间t时刻中继平台位置为[x
a
(t),y
a
(t),z
a
(t)]，飞行载体位置为[x
b
(t),y
b
(t),z
b
(t)]；
[0015]以地心地固坐标系下的坐标表示协调世界时时间t时刻中继平台速度为[v
xa
(t),v
ya
(t),v
za
(t)]，飞行载体速度为[v
xb
(t),v
yb
(t),v
zb
(t)]；
[0016]中继平台和飞行载体接收机分别输出1PPS，所述1PPS前沿相对从卫星导航信号中解算的UTC整秒时刻存在时延，该时延为卫星导航接收机处理时延：设中继平台时延为τ
a
，飞行载体时延为τ
b
，两者时延差为Δτ＝τ
b
‑
τ
a
，其中Δτ可通过事先标定两者接收机输出1PPS前沿差值得到。
[0017]优选地，回传信息发送步骤中，飞行载体通过中继平台回传数据时，约定其在机上1PPS驱动的每个UTC整秒时刻开始传输卫星导航解算给出的UTC整秒时间T
b
的第一个比特，并在传输完UTC整秒时间后，将该整秒时刻的定位结果[x
b
(T
b
),y
b
(T
b
),z
b
(T
b
)]和速度[v
xb
(T
b
),v
yb
(T
b
),v
zb
(T
b
)]进行回传。
[0018]优选地，回传信号传输时延测量步骤中，中继平台接收到飞行载体的回传信号后，根据解析出飞行载体发送的UTC整秒时间和相应定位结果，并测量得到回传信号中UTC整秒时间第一个比特前沿在中继平台中的UTC时刻T
a
；
[0019]同时，设定中继平台解析回传信号的处理时延为τ
ap
，飞行载体发送回传信号的处理时延为τ
bp
，令T＝T
a
‑
floor(T
a
)，可以得到测量的回传信号传输时延τ
d
为：
[0020][0021]其中，τ
ap
和τ
bp
均可通过事先测量标定获得。
[0022]优选地，计算步骤中，
[0023]接收到回传信号时中继平台在UTC时刻T
r
＝T
a
‑
τ
ap
时的位置为
[0024][x
a
(T
r
),y
a
(T
r
),z
a
(T
r
)]≈[x
a
(T
a
),y
a
(T
a
),z
a
(T
a
)]‑
τ
ap
[v
xa
(T
a
),v
ya
(T
a
),v
za
(T
a
)]；
[0025]回传信号中T
b
的第一个比特前沿在天线发射时刻T
t
＝T
b
+τ
bp
飞行载体的位置为
[0026][x
b
(T
t
),y
b
(T
t
),z
b
(T
t
)]≈[x
b
(T
b
),y
b
(T
b
),z
b
(T
b
)]+τ
bp
[v
xb
(T
b
),v
yb
(T
b
),v
zb
(T
b
)]；
[0027]回传信号的预测时延τ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法，其特征在于，包括如下步骤：回传信息发送步骤：飞行载体按照约定的时序发送包含有位置和时间的回传信号至中继平台；回传信号传输时延测量步骤：中继平台根据约定的时序和协议测量回传信号传输时延；计算步骤：中继平台根据回传信号中解析的飞行载体位置和约定的时序，计算回传信号的预测传输时延；比较判断步骤：比较预测传输时延与测量传输时延，判断飞行载体是否受到欺骗干扰。2.根据权利要求1所述的基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法，其特征在于，所述中继平台和飞行载体的卫星导航系统工作正常并能够输出定位、授时信息。3.根据权利要求2所述的基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法，其特征在于，中继平台和飞行载体的卫星导航系统工作正常后，将分别输出载体的位置、速度以及定时秒脉冲，其中：以地心地固坐标系下的坐标表示协调世界时时间t时刻中继平台位置为[x
a
(t),y
a
(t),z
a
(t)]，飞行载体位置为[x
b
(t),y
b
(t),z
b
(t)]；以地心地固坐标系下的坐标表示协调世界时时间t时刻中继平台速度为[v
xa
(t),v
ya
(t),v
za
(t)]，飞行载体速度为[v
xb
(t),v
yb
(t),v
zb
(t)]；中继平台和飞行载体接收机分别输出1PPS，所述1PPS前沿相对从卫星导航信号中解算的UTC整秒时刻存在时延，该时延为卫星导航接收机处理时延：设中继平台时延为τ
a
，飞行载体时延为τ
b
，两者时延差为Δτ＝τ
b
‑
τ
a
，其中Δτ可通过事先标定两者接收机输出1PPS前沿差值得到。4.根据权利要求3所述的基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法，其特征在于，回传信息发送步骤中，飞行载体通过中继平台回传数据时，约定其在机上1PPS驱动的每个UTC整秒时刻开始传输卫星导航解算给出的UTC整秒时间T
b
的第一个比特，并在传输完UTC整秒时间后，将该整秒时刻的定位结果[x
b
(T
b
),y
b
(T
b
),z
b
(T
b
)]和速度[v
xb
(T
b
),v
yb
(T
b
),v
zb
(T
b
)]进行回传。5.根据权利要求4所述的基于中继平台监测的卫星导航欺骗干扰检测方法，其特征在于，回传信号传输时延测量步骤中，中继平台接收到飞行载体的回传信号后，根据解析出飞行载体发送的UTC整秒时间和相应定位结果，并测量得到回传信号中UTC整秒时间第一个比特前沿在中继平台中的UTC时刻T
a
；同时，设定中继平台解析回传信号的处理时延为τ
ap
，飞行载体发送回传信号的处理时延为τ
bp
，令T＝T
a
‑
flo...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，朱倪瑶，陈书恒，刘浩东，戴京涛，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二七二八部队，
类型：发明
国别省市：