【技术实现步骤摘要】
本申请涉及卫星导航信号处理，特别是涉及一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测方法及装置。
技术介绍
1、卫星导航系统能为用户提供高精度的定位和授时服务，其定位精度可达到米级，并且可以覆盖全球任意区域，这些特点使得卫星导航系统成为了世界上使用最为广泛的导航系统。卫星导航作为一种标准的导航定位手段，已被大规模应用于飞机、船只、汽车、智能手机、无人机以及各种智能穿戴设备。然而，随着卫星导航应用的不断普及和深入，卫星导航的安全性也越来越受到关注。
2、卫星导航接收机通过接收4颗或4颗以上的卫星信号，即可解算出位置和时间信息。然而，由于卫星信号的格式公开且没有加密措施，卫星导航接收机很容易受到欺骗干扰的攻击。攻击方可以生成和发射与卫星信号结构和调制方式相似的虚假信号来欺骗卫星导航接收机，也可以接收和存储卫星播发的真实信号，然后通过重放来欺骗卫星导航接收机。通过修改欺骗干扰的时延和电文信息，攻击者理论上可以使卫星导航接收机的定位结果变成任意预设的位置坐标。卫星导航接收机一旦被欺骗，极有可能产生严重的后果。因此，欺骗干扰是卫星导航安全应用的重大威胁之一。
3、目前已有多种欺骗干扰检测方法，但这其中大部分方法在面对攻击者精心设计的复杂欺骗干扰时，效果不佳。值得注意的是，与真实信号来自天基的导航卫星不同，绝大部分欺骗干扰通常来自陆基或低空平台，并且多个虚假信号来自同一方向（通过一个天线发射），因此对于卫星导航接收机而言，真实信号和欺骗干扰的波达方向（direction ofarrival, doa）往往存在明显的差异。卫
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高卫星导航应用安全性的一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测方法及装置。
2、一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测方法，所述方法包括：
3、获取卫星的阵列导航信号的载波相位观测量。
4、根据载波相位观测量获取阵列导航信号中每一个导航信号的空间特征矢量。
5、根据空间特征失量构建导航信号的空间来向相关模型，通过空间来向相关模型获取空间来向相关性系数矩阵。
6、根据空间来向相关性系数矩阵与预设的第一判决门限的比对结果构建当前时刻的空间来向相关矩阵，根据空间来向相关矩阵与累计时长获取阵列导航信号的检测统计量。
7、通过比对检测统计量与预设的第二判决门限获取欺骗干扰检测结果。
8、在其中一个实施例中，还包括：卫星导航接收机采用阵列天线跟踪卫星阵列导航信号获取阵列导航信号在阵元上的载波相位观测量。
9、在其中一个实施例中，还包括：
10、；
11、其中，为时刻导航信号的空间特征矢量，为时刻导航信号在阵元 n上的载波相位观测量，， n为阵元维度数，，为卫星导航接收机接收的导航信号的编号， l为阵列导航信号的维度，为当前时刻。
12、在其中一个实施例中，还包括：遍历阵列导航信号，将导航信号对应的空间特征矢量分别与剩余导航信号的空间特征失量逐一构建导航信号在阵列导航信号中的空间来向相关模型，并通过多组空间来向相关模型获取导航信号的空间来向相关性系数矩阵。
13、在其中一个实施例中，还包括：
14、；
15、其中，为导航信号 m和导航信号在时刻的空间来向相关性系数，h为矢量的共轭转置，为时刻导航信号 m的空间特征矢量，为时刻导航信号的空间特征矢量，为矢量的弗罗贝尼乌斯范数。
16、在其中一个实施例中，还包括：将空间来向相关性系数矩阵中的元素逐一与预设的第一判决门限进行比对，得到判决结果：
17、；
18、其中，为在时刻导航信号与导航信号 m的判决结果，为预设的第一判决门限，为导航信号 m和导航信号在时刻的空间来向相关性系数。根据判决结果构建当前时刻的空间来向相关矩阵：
19、；
20、其中，为在时刻导航信号与导航信号 m的空间来向相关矩阵，为在时刻阵列导航信号对应的判决结果， l为阵列导航信号的维度。空间来向相关矩阵根据卫星导航接收机的累计时长进行哈达玛积，得到待检测空间来向相关矩阵：
21、；
22、其中， c为待检测空间来向相关矩阵， m为累计时长，为在时刻导航信号与导航信号 m的空间来向相关矩阵。通过待检测空间来向相关矩阵获取阵列导航信号的检测统计量：
23、；
24、其中，为导航信号与导航信号 m的待检测空间来向相关矩阵，为检测统计量。
25、在其中一个实施例中，还包括：比对检测统计量与预设的第二判决门限，若检测统计量不小于第二判决门限，则卫星导航接收机的欺骗干扰检测结果为真。否则，卫星导航接收机的欺骗干扰检测结果为假。
26、一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测装置，所述装置包括：
27、载波相位观测量获取模块，用于获取卫星的阵列导航信号的载波相位观测量。
28、信号空间特征矢量计算模块，用于根据载波相位观测量获取阵列导航信号中每一个导航信号的空间特征矢量。
29、空间来向相关性系数矩阵获取模块，用于根据空间特征失量构建导航信号的空间来向相关模型，通过空间来向相关模型获取空间来向相关性系数矩阵。
30、检测统计量获取模块，用于根据空间来向相关性系数矩阵与预设的第一判决门限的比对结果构建当前时刻的空间来向相关矩阵，根据空间来向相关矩阵与累计时长获取阵列导航信号的检测统计量。
31、检测结果判决模块，用于通过比对检测统计量与预设的第二判决门限获取欺骗干扰检测结果。
32、在其中一个实施例中，空间来向相关性系数矩阵获取模块，还用于，
33、；
34、其中，为导航信号 m和导航信号在时刻的空间来向相关性系数，h为矢量的共轭转置，为时刻导航信号 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测方法，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，获取卫星阵列导航信号的载波相位观测量，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述载波相位观测量获取所述阵列导航信号中每一个导航信号的空间特征矢量，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述空间特征失量构建所述导航信号的空间来向相关模型，通过所述空间来向相关模型获取空间来向相关性系数矩阵，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，遍历所述阵列导航信号，将所述导航信号对应的空间特征矢量分别与剩余导航信号的空间特征失量逐一构建所述导航信号在所述阵列导航信号中的空间来向相关模型，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述空间来向相关性系数矩阵与预设的第一判决门限的比对结果构建当前时刻的空间来向相关矩阵，根据所述空间来向相关矩阵与累计时长获取所述阵列导航信号的检测统计量，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过比对所述检测统计量与预
8.一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测装置，其特征在于，所述装置包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测装置，其特征在于，所述空间来向相关性系数矩阵获取模块，还用于，
10.据权利要求8所述的一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测装置，其特征在于，所述检测统计量获取模块，还用于将所述空间来向相关性系数矩阵中的元素逐一与预设的第一判决门限进行比对，得到判决结果：
11.根据权利要求8所述的一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测装置，其特征在于，所述检测结果判决模块，还用于比对所述检测统计量与预设的第二判决门限，若所述检测统计量不小于所述第二判决门限，则所述卫星导航接收机的欺骗干扰检测结果为真；否则，所述卫星导航接收机的欺骗干扰检测结果为假。
...【技术特征摘要】
1.一种基于双门限判决的卫星导航欺骗干扰检测方法，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，获取卫星阵列导航信号的载波相位观测量，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述载波相位观测量获取所述阵列导航信号中每一个导航信号的空间特征矢量，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述空间特征失量构建所述导航信号的空间来向相关模型，通过所述空间来向相关模型获取空间来向相关性系数矩阵，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，遍历所述阵列导航信号，将所述导航信号对应的空间特征矢量分别与剩余导航信号的空间特征失量逐一构建所述导航信号在所述阵列导航信号中的空间来向相关模型，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述空间来向相关性系数矩阵与预设的第一判决门限的比对结果构建当前时刻的空间来向相关矩阵，根据所述空间来向相关矩阵与累计时长获取所述阵列导航...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞强，谢郁辰，刘文祥，黄龙，刘哲，李成龙，肖志斌，鲁祖坤，彭竞，
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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