【技术实现步骤摘要】
本申请涉及卫星定位，特别是涉及一种卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的方法与装置。
技术介绍
1、目前，北斗卫星导航系统可面向全球用户提供公开的导航定位授时服务，系统采用广播形式向用户播发导航信号，由于信号格式完全公开，存在被伪造欺骗的风险。随着低轨卫星导航系统的发展，通过低轨卫星播发可信卫星导航信号，实现对北斗卫星导航系统的可信增强，是重要发展趋势。
2、当前在可信卫星导航信号研究方面，主要分基于电文信息认证的可信增强和基于信号扩频码与电文联合认证的可信增强两大类方法。两类方法中，均需要利用一定的密码算法实现对导航信号电文信息的进行防伪认证。当前关于导航电文信息防伪认证协议，主要采用了基于tesla的密钥链，即时间丢失容错认证机制（tesla：timed efficient losstolerant authentication），其技术核心是一条由单向函数连接的密钥链，主要思路在密钥链生成和使用过程中使用相反的顺序，通过密钥使用和公开的时间差，实现对公开密钥的可信认证能力。采用tesla技术在进行认证时，需要逐级进行密钥的认证，计算开销相对较大。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的方法与装置。
2、一种卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的方法，所述方法包括：
3、构建导航信息认证协议；所述导航信息认证协议包括：所述导航信息的认证周期包括快认证周期和慢认证周期，所述慢认证周
4、接收所有可见卫星的卫星导航信号；可见卫星包括低轨卫星和中高轨卫星；
5、采用所述导航信息认证协议对低轨卫星的卫星导航信号进行认证，并且对认证通过后的低轨卫星的卫星导航信号进行欺骗检测与修正，得到可信低轨卫星观测结果；
6、根据所述可信低轨卫星观测结果和中高轨卫星的卫星导航信号，进行联合定位，得到联合定位结果，根据所述联合定位结果和所述可信低轨卫星观测结果的伪距残差，确认所述联合定位结果的可信度。
7、在其中一个实施例中，还包括：根据多个独立的所述快认证周期的根密钥，采用单向函数生成多链混合结构的快认证周期的密钥。
8、在其中一个实施例中，还包括：接收低轨卫星的伪距观测量和位置信息组成的卫星导航信号；以及接收中高轨卫星的观测量和位置信息组成的卫星导航信号。
9、在其中一个实施例中，还包括：根据认证得到的认证信息生成本地复制的认证扩频码序列；其中，表示第颗认证卫星，表示第段认证扩频码，为一个快认证周期内的认证扩频码段数，为每段认证扩频码的长度；
10、获取存储的低轨基带采样信号为，信号总长度为，其中第颗卫星信号的第1段认证扩频码起始位置为第个采样点，每段认证扩频码长度为，第段和第段认证扩频码间隔为个采样点，，；
11、从第 n个采样点开始，，根据认证扩频码出现在采样信号中的图案，计算m段认证扩频码与低轨基带采样信号的相关结果为：
12、；
13、其中，表示相关结果；
14、从开始，依次将所述相关结果与门限值比较，找到最小的，使得所述相关结果不小于所述门限值，并记录当前采样点位置，若所述当前采样点位置小于所述第个采样点，则确定第颗低轨卫星信号受到了欺骗干扰；
15、当第颗低轨卫星信号受到了欺骗干扰时，将其测量值修正个采样点，且将信号跟踪环路向前调整个采样点的位置；
16、若，则说明第颗低轨卫星信号没有受到欺骗干扰。
17、在其中一个实施例中，还包括：采用最小二乘或者卡尔曼滤波方法对接收到的可信低轨卫星观测结果’和中高轨卫星的观测量进行联合定位，得到解算结果为，其中，，，分别为用户终端在ecef坐标系下 x方向， y方向和 z方向的坐标，表示用户终端的钟差。
18、在其中一个实施例中，还包括：根据所述联合定位结果和所述可信低轨卫星观测结果的伪距残差为：
19、；
20、其中，表示伪距残差，，，分别表示第个可信低轨卫星的位置在ecef坐标系下 x方向， y方向和 z方向的坐标，表示第i颗低轨卫星的钟差，表示低轨卫星的数量。
21、在其中一个实施例中，还包括：若所述伪距残差小于阈值，则表示联合定位结果可信，若不小于阈值，则表示联合定位结果不可信。
22、一种卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的装置，所述装置包括：
23、认证协议构建模块，用于构建导航信息认证协议；所述导航信息认证协议包括：所述导航信息的认证周期包括快认证周期和慢认证周期，所述慢认证周期是多个所述快认证周期组成，在一个慢认证周期内，包含多个快认证周期，每个快认证周期的密钥相互独立，快认证周期的密钥负责对电文信息的合法性进行验证，所述慢认证周期的签名负责对其中所有的快认证周期的密钥合法性进行验证；所述多个快认证周期的密钥分别由各自的所述快认证周期的根密钥通过密钥链扩展生成，相邻慢认证周期间同一结构位置上的快认证周期密钥为同一密钥链上的密钥，慢认证周期间同一结构位置上的快认证周期密钥呈现链式结构；
24、信号接收模块，用于接收所有可见卫星的卫星导航信号；可见卫星包括低轨卫星和中高轨卫星；
25、认证模块，用于采用所述导航信息认证协议对低轨卫星的卫星导航信号进行认证，并且对认证通过后的低轨卫星的卫星导航信号进行欺骗检测与修正，得到可信低轨卫星观测结果；
26、联合定位模块，用于根据所述可信低轨卫星观测结果和中高轨卫星的卫星导航信号，进行联合定位，得到联合定位结果，根据所述联合定位结果和所述可信低轨卫星观测结果的伪距残差，确认所述联合定位结果的可信度。
27、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
28、构建导航信息认证协议；所述导航信息认证协议包括：所述导航信息的认证周期包括快认证周期和慢认证周期，所述慢认证周期是多个所述快认证周期组成，在一个慢认证周期内，包含多个快认证周期，每个快认证周期的密钥相互独立，快认证周期的密钥负责对电文信息的合法性进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个快认证周期的密钥分别由各自的所述快认证周期的根密钥通过密钥链扩展生成，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所有可见卫星的卫星导航信号包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对认证通过后的低轨卫星的卫星导航信号进行欺骗检测与修正，得到可信低轨卫星观测结果，包括：
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据所述可信低轨卫星观测结果和中高轨卫星的卫星导航信号，进行联合定位，得到联合定位结果，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述联合定位结果和所述可信低轨卫星观测结果的伪距残差，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确认所述联合定位结果的可信度，包括：
8.一种卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的装置，其特征在于，所述装置包括：
【技术特征摘要】
1.一种卫星导航信号可信认证协议及终端可信定位的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个快认证周期的密钥分别由各自的所述快认证周期的根密钥通过密钥链扩展生成，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所有可见卫星的卫星导航信号包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对认证通过后的低轨卫星的卫星导航信号进行欺骗检测与修正，得到可信低轨卫星观测结果，包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：林红磊，欧钢，王环宇，袁木子，唐小妹，李壮，赖程伟，黄仰博，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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