一种基于交互式测距信息和RNSS的反欺骗方法技术

本发明专利技术公开了一种基于交互式测距信息和RNSS的反欺骗方法，应用于包括用户接收机、交互式测距平台、测量控制中心和导航卫星的系统，用户接收机与测量控制中心之间通过交互式测距平台互通交互式测距信号，导航卫星向用户接收机发送RNSS信号；用户接收机将根据交互式测距信号获取的定位结果或距离信息与根据RNSS获得的定位结果或距离信息进行对比，判断是否受到欺骗式干扰；测量控制中心根据所接收的来自同一用户接收机及同一交互式平台节点的交互式测距应答信号的数量，判断用户接收机是否受到欺骗式干扰。本发明专利技术采用交互式测距平台实现反欺骗，能够避免对信号特征进行解析，从而降低了实现难度，能够实现反欺骗。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于交互式测距信息和RNSS的反欺骗方法，应用于包括用户接收机、交互式测距平台、测量控制中心和导航卫星的系统，用户接收机与测量控制中心之间通过交互式测距平台互通交互式测距信号，导航卫星向用户接收机发送RNSS信号；用户接收机将根据交互式测距信号获取的定位结果或距离信息与根据RNSS获得的定位结果或距离信息进行对比，判断是否受到欺骗式干扰；测量控制中心根据所接收的来自同一用户接收机及同一交互式平台节点的交互式测距应答信号的数量，判断用户接收机是否受到欺骗式干扰。本专利技术采用交互式测距平台实现反欺骗，能够避免对信号特征进行解析，从而降低了实现难度，能够实现反欺骗。【专利说明】一种基于交互式测距信息和RNSS的反欺骗方法
本专利技术涉及一种卫星导航反欺骗技术，提出了一种基于交互式测距信息和RNSS的反欺骗方法，将交互式测距观测量与接收机RNSS的定位结果进行比对，进而达到反欺骗的目的。
技术介绍
随着北斗卫星导航系统在我国的普遍应用，尤其是在军事国防领域的广泛应用，对卫星导航的安全性提出了更高要求。卫星导航信号因其发射功率受到限制，到达地面时的信号将相当微弱，同时由于部分信号体制是公开的，不公开的信号也有被侦破的可能，即使没有被侦破，也可通过转发的方式被复制，因此卫星导航信号非常容易受到欺骗式干扰，用户接收机使用受到欺骗式干扰的导航信号将带来巨大的危害。如影响广泛的伊朗诱骗美国RQ-170 “哨兵”无人机事件就是一起典型的用户接收机接收并利用受到欺骗式干扰的卫星导航信号的事件。服务于用户定位的卫星无线电导航业务有两种，一种是现在全球四大导航系统都在用的卫星无线电导航业务，即RNSS，用户接收机根据接收到的卫星导航信号，自主完成定位、导航和授时等功能。另一种是卫星无线电测定业务，即RDSS。卫星交互式测距是指地面中心站和用户之间通过卫星进行信息交互，地面中心站完成伪距测量，RDSS即是一种典型的利用卫星交互式测距完成定位的应用。北斗卫星导航系统不仅具有RNSS功能，同时也具有RDSS功能。卫星导航系统面临着各种复杂的电磁干扰环境，分为有意干扰和无意干扰，无意干扰主要是指其他通信卫星、地面雷达和无线电等发出的无意干扰，有意干扰主要是指压制式干扰和欺骗式干扰。压制式干扰是指进入接收机的干扰强度大于有用信号的强度，使接收机无法正常工作，这种干扰效果好，但功率大，干扰源容易被发现而摧毁。欺骗式干扰可通过给出虚假的导航信号或信息来实现，可分为产生式欺骗干扰和转发式欺骗干扰。产生式欺骗干扰是模拟卫星的真实信号形式，产生虚假的导航电文的生成式干扰；转发式欺骗干扰是通过对导航信号的转发来使用户接收机解算出错误的位置信息。欺骗式干扰功率低，干扰源不易被发现，同时干扰效果好，将使接收机解算出错误的位置信息，因此在工程应用中已被广泛使用，成为卫星导航接收机面临的一种重要威胁。现在针对欺骗式干扰的抗欺骗算法研究已成为热点，现有的抗欺骗算法主要有:在定位解算前，通过信号特征判别方法识别和剔除具有明显干扰信号特征的欺骗式干扰信号，信号特征判别可通过接收信号的功率、信号到达时、信号到达角度和信号极化方式等特征进行判别。在定位解算过程中，对尚未被识别的欺骗式干扰信号进行滤波处理，滤波算法主要包括扩展卡尔曼滤波算法、基于矩阵变换的滤波算法等。但是，现有的反欺骗算法均需要进行信号特征的识别，其实现起来相对复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是为了对抗卫星导航欺骗式干扰，提出一种利用交互式测距信息和信号并结合RNSS技术对欺骗式干扰信号进行识别的抗欺骗式干扰的方法，能够避免对信号特征进行解析，从而降低了实现难度，能够提高用户接收机的性能，实现快速反欺骗。该方法与现有的抗欺骗算法不互斥，即可以独立使用也可以与现有算法相结合。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的:用户接收机和测量控制中心均利用交互式测距信号进行欺骗判断:用户接收机将根据交互式测距信号获取的定位结果与RNSS的定位结果进行对比，或用户接收机根据交互式测距信号获取的交互式平台与接收机之间的距离和RNSS的定位结果与交互式平台的距离进行比对，判断是否受到欺骗式干扰；测量控制中心根据所接收的来自同一用户接收机及同一交互式测距平台节点的交互式测距应答信号的数量，判断用户接收机是否受到欺骗式干扰。其中，所述根据交互式测距信号获取的定位结果由用户接收机计算得到，或由交互式测距平台计算得到并发送给用户接收机。优选地，该方法具体包括如下步骤:步骤1、用户接收机通过RNSS信号解算获得本地位置SensH，用户接收机响应源自测量控制中心的交互式测距信号，并发送交互式测距应答信号；步骤2、用户接收机进行第一次欺骗判断:用户接收机根据所述本地位置SknsH和从交互式测距信号中获取的交互式测距平台位置Sp2，计算用户接收机与交互式测距平台的距离Rm2 ;同时根据交互式测距信号从交互式测距平台传递到用户接收机的时延计算用户接收机与交互式测距平台的距离R5i互-Λ12 ;将距离R1-M2与距离R53-M2进行比较，如果不相匹配，则认为受到欺骗式干扰；步骤3、测量控制中心进行欺骗判断:步骤3a、测量控制中心接收所述交互式测距应答信号，根据接收到的交互式测距应答信号数量，判断用户接收机是否受到欺骗式干扰，如果受到欺骗式干扰则通过交互式测距平台告知用户接收机，进入步骤3b ；步骤3b、测量控制中心根据所述交互式测距应答信号，解算用户接收机到交互式测距平台的距离R3I12 ;如果所述交互式测距应答信号足以定位用户接收机，则将定位结果S3^1发送给用户接收机；如果所述交互式测距应答信号不足以定位用户接收机，则将测量控制中心计算的用户接收机到交互式测距平台的距离R3_M2发送给用户接收机；步骤4、用户接收机进行第二次欺骗判断:步骤4a、如果用户接收机接收到测量控制中心发来的所述定位结果位结果S3_i与步骤I从RNSS信号解算获得本地位置SknsH进行比较，如果不相匹配，则认为受到欺骗式干扰；步骤4b、如果用户接收机接收到测量控制中心发来的所述用户接收机到交互式测距平台的距离R3I12，则将此距离R3I12与步骤2由用户接收机计算的用户到交互式测距平台的距离R1I12进行比较，如果不相匹配，则认为受到欺骗式干扰。有益效果:本专利技术利用交互式测距信息和信号并结合RNSS技术，能够避免对信号特征进行解析，从而降低了实现难度，能够提高用户接收机的性能。【专利附图】【附图说明】图1为现有技术中采用GE0卫星作为交互式测距平台的交互式测距原理图。图2为本专利技术反欺骗方法的总体框图。图3为本专利技术实施例中欺骗式干扰场景1。图4为本专利技术实施例中欺骗式干扰场景2。图5为本专利技术实施例中欺骗式干扰场景3。【具体实施方式】下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。首先，对交互式测距基本原理进行描述。交互式测距是指地面的测量控制中心3和用户接收机1之间通过交互式测距平台2进行信息交互，测量控制中心完成伪距测量，交互式测距平台可以有多种，在实际中可以是气球、地基转发站、IGS0卫星、ΜΕ0卫星、GE0卫星等。北斗卫星导航系统基于GE0卫星的RDSS服务业务只是交互式测距的一种实现方式，这里，以北斗RD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于交互式测距信息和RNSS的反欺骗方法，应用于包括用户接收机、交互式测距平台、测量控制中心和导航卫星的系统，用户接收机与测量控制中心之间通过交互式测距平台互通交互式测距信号，导航卫星向用户接收机发送卫星无线电导航业务RNSS信号；其特征在于，用户接收机和测量控制中心均利用交互式测距信号进行欺骗判断：用户接收机将根据交互式测距信号获取的定位结果与RNSS的定位结果进行对比，或用户接收机将根据交互式测距信号获取的交互式平台与接收机之间的距离，与RNSS的定位结果与交互式平台的距离进行比对，判断是否受到欺骗式干扰；测量控制中心根据所接收的来自同一用户接收机及同一交互式测距平台节点的交互式测距应答信号的数量，判断用户接收机是否受到欺骗式干扰。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁洪，徐颖，魏东岩，何智力，张晓光，欧阳光洲，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11