一種GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法，包括如下步驟：步驟S1：利用衛(wèi)星播發(fā)報(bào)文的時(shí)間信息相互檢驗(yàn)、接收多模多頻點(diǎn)的GNSS衛(wèi)星信號(hào)檢測(cè)是否有針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行的信號(hào)欺騙，若是，采用時(shí)間守時(shí)方法進(jìn)行反欺騙，若否，轉(zhuǎn)到步驟S2；步驟S2：檢測(cè)本地鐘差相鄰時(shí)間差值是否大于預(yù)設(shè)的閾值，若是，判斷有針對(duì)授時(shí)精度進(jìn)行的信號(hào)欺騙，衛(wèi)星接收機(jī)使用自動(dòng)位置保持功能進(jìn)入時(shí)鐘守時(shí)狀態(tài)或指示授時(shí)不可用；若否，判斷無欺騙式干擾信號(hào)，程序退出。本發(fā)明專利技術(shù)采用電文比對(duì)、時(shí)間守時(shí)和自動(dòng)位置保持等方法，進(jìn)而達(dá)到授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)反欺騙的目的。本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)便易處理，且不增加產(chǎn)品成本。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航授時(shí)應(yīng)用方法，具體涉及一種GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法。
技術(shù)介紹
隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，衛(wèi)星授時(shí)同步技術(shù)已在電力、交通、通信、銀行和金融等行業(yè)應(yīng)用廣泛。利用衛(wèi)星授時(shí)可以實(shí)現(xiàn)廣域范圍的高精度時(shí)鐘同步且成本低廉，特別是我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已正式投入運(yùn)行，基于衛(wèi)星時(shí)鐘的同步技術(shù)在中國(guó)正發(fā)揮著越來越重要的作用，衛(wèi)星授時(shí)型接收機(jī)的安全性日益突出。衛(wèi)星接收機(jī)面臨著各種復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境，分為有意干擾和無意干擾，無意干擾主要是指其它無線電設(shè)備發(fā)出的無意干擾，有意干擾主要是指壓制式干擾和欺騙式干擾。壓制式干擾是指進(jìn)入接收機(jī)的干擾強(qiáng)度大于有用信號(hào)的強(qiáng)度，使接收機(jī)無法正常工作，壓制式干擾可通過檢測(cè)信號(hào)功率、信號(hào)來波方向等方法進(jìn)行判決。欺騙式干擾可通過給出虛假的導(dǎo)航信號(hào)或信息來實(shí)現(xiàn)，可分為轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾和產(chǎn)生式欺騙干擾。轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾是通過對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)來使衛(wèi)星接收機(jī)解算出錯(cuò)誤的位置信息；產(chǎn)生式欺騙干擾是模擬衛(wèi)星的真實(shí)信號(hào)形式，產(chǎn)生虛假的導(dǎo)航電文的生成式干擾。轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾可通過比較真實(shí)衛(wèi)星信號(hào)和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。欺騙式干擾功率低，干擾源不易被發(fā)現(xiàn)，同時(shí)干擾效果好，將使接收機(jī)解算出錯(cuò)誤的位置信息，因此在工程應(yīng)用中已被廣泛使用，成為衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)面臨的一種重要威脅。現(xiàn)在已有的發(fā)生式欺騙防御方法從三個(gè)層面來實(shí)現(xiàn)，分別是信號(hào)體制、終端技術(shù)和外部輔助。信號(hào)體制層面主要為擴(kuò)頻碼加密和電文加密；終端技術(shù)層面包括信號(hào)處理層（如信號(hào)功率、殘留信號(hào)、來波方向、凌波時(shí)刻、碼和載波速率一致性、自動(dòng)增益控制）、信息校驗(yàn)層（如星歷歷書校驗(yàn)和衛(wèi)星時(shí)鐘校驗(yàn)）和信息解算層（如接收機(jī)自主完好性檢測(cè)、本地時(shí)鐘變化率檢測(cè)和多普勒頻移檢測(cè)）；外部輔助是指借助其它技術(shù)手段來識(shí)別欺騙信號(hào)，比如衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)互操性、與INS單元組合以及與其他無線電導(dǎo)航系統(tǒng)組合。以上處理手段有些是處理算法不好實(shí)現(xiàn)，有些則需要使用陣列天線成本較高，不適宜進(jìn)行大范圍的推廣應(yīng)用，本專利技術(shù)針對(duì)授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的發(fā)生式欺騙信號(hào)，提供一種簡(jiǎn)便易處理的實(shí)現(xiàn)方式，且不增加產(chǎn)品成本。反欺騙方法大致可分為欺騙檢測(cè)和欺騙消除兩類。欺騙檢測(cè)主要目的是鑒別當(dāng)前所處理信號(hào)中是否存在欺騙信號(hào)，若存在則給出告警信息；欺騙消除主要致力于減輕甚至消除欺騙信號(hào)的影響，使欺騙攻擊無法影響衛(wèi)星接收機(jī)的正常工作。在已經(jīng)提出的欺騙防御措施中，信號(hào)功率監(jiān)測(cè)、信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)不能達(dá)到欺騙消除的作用，且對(duì)信號(hào)質(zhì)量要求較高，需要高增益天線對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收。接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)(Receiver Autonomous Integrity Monitoring，RAIM) 方法開銷小，不需額外的硬件資源，但不適用于多個(gè)欺騙信號(hào)存在的情況。基于多天線技術(shù)的欺騙檢測(cè)和消除技術(shù)效果較好，但需要增加額外天線，成本較高。導(dǎo)航信息驗(yàn)證、擴(kuò)頻安全碼技術(shù)可以防止民用信號(hào)偽造，但不能防御轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙，同時(shí)還需要對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)、改造，成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有反欺騙方法不能達(dá)到欺騙消除或需要增加額外天線或需要對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)、改造、成本高，為解決上述問題，提供一種GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙干擾信號(hào)處理方法。本專利技術(shù)的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：一種GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法，包括如下步驟：步驟S1：利用衛(wèi)星播發(fā)報(bào)文的時(shí)間信息相互檢驗(yàn)、接收多模多頻點(diǎn)的GNSS衛(wèi)星信號(hào)檢測(cè)是否有針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行的信號(hào)欺騙，若是，采用時(shí)間守時(shí)方法進(jìn)行反欺騙，若否，轉(zhuǎn)到步驟S2；步驟S2：檢測(cè)本地鐘差相鄰時(shí)間差值是否大于預(yù)設(shè)的閾值，若是，判斷有針對(duì)授時(shí)精度進(jìn)行的信號(hào)欺騙，接收機(jī)使用自動(dòng)位置保持功能進(jìn)入時(shí)鐘守時(shí)狀態(tài)或指示授時(shí)不可用；若否，判斷無欺騙式干擾信號(hào)，程序退出。步驟S1具體包括如下步驟：步驟S11：將每顆衛(wèi)星電文里周內(nèi)秒、周數(shù)和歷書參數(shù)里的周內(nèi)秒和周數(shù)進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)是否一致，如不一致，判斷有針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行的信號(hào)欺騙，轉(zhuǎn)到步驟S13；若一致，轉(zhuǎn)到步驟S12；步驟S12：接收不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)或相同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不同頻點(diǎn)的信號(hào)，針對(duì)不同頻點(diǎn)的時(shí)間信息進(jìn)行集中比對(duì)，檢測(cè)是否存在錯(cuò)誤的時(shí)間信息，若是，判斷有針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行的信號(hào)欺騙，轉(zhuǎn)到步驟S13；若否，轉(zhuǎn)到步驟S2；步驟S13：對(duì)于衛(wèi)星時(shí)間信息連續(xù)性進(jìn)行識(shí)別，使用時(shí)間守時(shí)的方法，即受到欺騙信號(hào)的干擾后，授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)不再使用欺騙信號(hào)的錯(cuò)誤時(shí)間，而在原來正確衛(wèi)星時(shí)間信息的基礎(chǔ)進(jìn)行逐秒累加，進(jìn)而達(dá)到衛(wèi)星反欺騙的目的。步驟S2中衛(wèi)星接收機(jī)開機(jī)后選用自動(dòng)實(shí)時(shí)定位模式，授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)在監(jiān)測(cè)跟蹤衛(wèi)星的數(shù)量的同時(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的仰角和方位角；當(dāng)根據(jù)跟蹤衛(wèi)星的數(shù)量、仰角和方位角來判斷衛(wèi)星空間分布合理時(shí)，進(jìn)行定位結(jié)果精度統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間后確定一個(gè)合理的定位結(jié)果作為授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的本地坐標(biāo)使用，此后授時(shí)過程中均始終使用該坐標(biāo)值。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)提出了一種GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法，采用電文比對(duì)、時(shí)間守時(shí)和自動(dòng)位置保持等方法，進(jìn)而達(dá)到授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)反欺騙的目的。在自動(dòng)位置保持定位模式下，在正常工作過程中可消除因使用實(shí)時(shí)定位而引入的授時(shí)誤差，提高授時(shí)精度；同時(shí)也可用于對(duì)欺騙信號(hào)的識(shí)別。本專利技術(shù)的GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)便易處理，且不增加產(chǎn)品成本。附圖說明圖1是針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行信號(hào)欺騙的處理流程圖。圖2是針對(duì)衛(wèi)星授時(shí)精度進(jìn)行信號(hào)欺騙的處理流程圖。具體實(shí)施方式一般來說衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的主要用途有定位和授時(shí)，導(dǎo)航衛(wèi)星播放的信號(hào)包括觀測(cè)量和廣播電文。觀測(cè)量主要是衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射時(shí)間信息，廣播電文包括時(shí)間信息、衛(wèi)星狀態(tài)信息和星歷數(shù)據(jù)等。授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)則是接收導(dǎo)航衛(wèi)星播發(fā)的觀測(cè)量和廣播電文信息，進(jìn)行處理后完成定位和輸出時(shí)間信息，用于時(shí)間同步。目前全球范圍內(nèi)的全球定位導(dǎo)航系統(tǒng)包括美國(guó)的GPS系統(tǒng)，俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)、歐洲的GALILEO系統(tǒng)以及我國(guó)的北斗系統(tǒng)，每種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)均可以在不同頻點(diǎn)發(fā)送廣播信號(hào)，授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)可以接收一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)，也可以同時(shí)接收多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)。授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)常內(nèi)置于時(shí)鐘同步設(shè)備內(nèi)，通常具備靜態(tài)工作的特點(diǎn)，同時(shí)衛(wèi)星同步時(shí)鐘要求較高的工作可靠性。欺騙式干擾是指人為的建立衛(wèi)星模擬源發(fā)射裝置，模擬發(fā)生某個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號(hào)，該種干擾信號(hào)可覆蓋某個(gè)特定區(qū)域，使得該區(qū)域內(nèi)的授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)接收到衛(wèi)星模擬源播發(fā)的信號(hào)，該信號(hào)一般比正常的衛(wèi)星信號(hào)功率強(qiáng)，從而使接收機(jī)不能正常接收真正的衛(wèi)星信號(hào)。衛(wèi)星模擬發(fā)射裝置發(fā)播不正確的觀測(cè)量或電文信息，使得該地區(qū)和其它地區(qū)的時(shí)間不能同步，從而引起各種不確定情況，甚至形成嚴(yán)重事故。根據(jù)被干擾后造成的結(jié)果不同，欺騙式干擾信號(hào)對(duì)衛(wèi)星授時(shí)機(jī)的干擾主要分為對(duì)時(shí)間信息的欺騙和對(duì)秒脈沖授時(shí)精度的干擾。對(duì)時(shí)間信息的欺騙在于修改衛(wèi)星播發(fā)數(shù)據(jù)的時(shí)間信息，如周數(shù)、周內(nèi)秒信息，通過對(duì)時(shí)間信息的修改達(dá)到破壞時(shí)間同步的目的。對(duì)秒脈沖授時(shí)精度的干擾主要通過更改觀測(cè)量和某個(gè)或多個(gè)時(shí)延計(jì)算參數(shù)使授時(shí)精度變差，超出被授時(shí)設(shè)備的時(shí)鐘同步誤差允許門限。針對(duì)時(shí)間信息的欺騙，通過三種途徑進(jìn)行反欺騙處理，每種衛(wèi)星導(dǎo)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟S1：利用衛(wèi)星播發(fā)報(bào)文的時(shí)間信息相互檢驗(yàn)、接收多模多頻點(diǎn)的GNSS衛(wèi)星信號(hào)檢測(cè)是否有針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行的信號(hào)欺騙，若是，采用時(shí)間守時(shí)方法進(jìn)行反欺騙，若否，轉(zhuǎn)到步驟S2；步驟S2：檢測(cè)本地鐘差相鄰時(shí)間差值是否大于預(yù)設(shè)的閾值，若是，判斷有針對(duì)授時(shí)精度進(jìn)行的信號(hào)欺騙，衛(wèi)星接收機(jī)使用自動(dòng)位置保持功能進(jìn)入時(shí)鐘守時(shí)狀態(tài)或指示授時(shí)不可用；若否，判斷無欺騙式干擾信號(hào)，程序退出。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟S1：利用衛(wèi)星播發(fā)報(bào)文的時(shí)間信息相互檢驗(yàn)、接收多模多頻點(diǎn)的GNSS衛(wèi)星信號(hào)檢測(cè)是否有針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行的信號(hào)欺騙，若是，采用時(shí)間守時(shí)方法進(jìn)行反欺騙，若否，轉(zhuǎn)到步驟S2；步驟S2：檢測(cè)本地鐘差相鄰時(shí)間差值是否大于預(yù)設(shè)的閾值，若是，判斷有針對(duì)授時(shí)精度進(jìn)行的信號(hào)欺騙，衛(wèi)星接收機(jī)使用自動(dòng)位置保持功能進(jìn)入時(shí)鐘守時(shí)狀態(tài)或指示授時(shí)不可用；若否，判斷無欺騙式干擾信號(hào)，程序退出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS授時(shí)型衛(wèi)星接收機(jī)的反欺騙式干擾信號(hào)處理方法，其特征在于：步驟S1具體包括如下步驟：步驟S11：將每顆衛(wèi)星電文里周內(nèi)秒、周數(shù)和歷書參數(shù)里的周內(nèi)秒和周數(shù)進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)是否一致，如不一致，判斷有針對(duì)衛(wèi)星時(shí)間信息進(jìn)行的信號(hào)欺騙，轉(zhuǎn)到步驟S13；若一致，轉(zhuǎn)到步驟S12；步驟S12：接收不同衛(wèi)星...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：賈小波，李軍華，吳淑琴，劉潔，趙雷洲，梁永濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：鄭州威科姆科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河南;41
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