欺騙信號(hào)以其極強(qiáng)的隱蔽性使衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)難以察覺并迅速定位到錯(cuò)誤位置,嚴(yán)重影響了衛(wèi)星導(dǎo)航的安全性�，F(xiàn)有抗欺騙技術(shù)需要其他導(dǎo)航系統(tǒng)輔助來修正受欺騙影響的定位解算,針對(duì)該問題,本文提出了一種GNSS欺騙信號(hào)參數(shù)估計(jì)與辨識(shí)方法,能夠在欺騙干擾環(huán)境下估計(jì)并辨識(shí)出真實(shí)信號(hào)所對(duì)應(yīng)的偽距,進(jìn)而解算出接收機(jī)真實(shí)位置。該方法通過研究欺騙干擾下接收機(jī)相關(guān)值模型,在信號(hào)跟蹤階段建立真實(shí)與欺騙雙信號(hào)狀態(tài)模型與基于九路相關(guān)器輸出的觀測(cè)模型,利用擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF）估計(jì)真實(shí)信號(hào)與欺騙信號(hào)的偽碼延時(shí)與信號(hào)相關(guān)幅值,進(jìn)而獲得真實(shí)與欺騙偽距,在定位解算階段利用改進(jìn)觀測(cè)量殘差檢測(cè)方法辨識(shí)出真實(shí)與欺騙偽距,最終使用真實(shí)偽距定位獲得真實(shí)位置。仿真結(jié)果表明對(duì)相對(duì)碼延時(shí)介于0.3～0.9chip之間且欺騙/真實(shí)信號(hào)幅度比介于1～5之間的隱蔽欺騙攻擊,所提方法的碼延時(shí)估計(jì)誤差約0.1chip,可有效估計(jì)真實(shí)信號(hào)與欺騙信號(hào)參數(shù),辨識(shí)出真實(shí)偽距,并使被欺騙的定位結(jié)果重新回到真實(shí)位置結(jié)果,改善GNSS接收機(jī)抗欺騙能力,提高衛(wèi)星導(dǎo)航安全性。 

【文章來源】：航空學(xué)報(bào). 2020,41(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

混合信號(hào)下的多路相關(guān)擬合曲線

由于欺騙干擾下接收機(jī)接收到真實(shí)信號(hào)與欺騙信號(hào)的混合信號(hào)相干積分結(jié)果不僅與碼延時(shí)誤差有關(guān)，還與真實(shí)信號(hào)、欺騙信號(hào)各自的幅值和本地跟蹤點(diǎn)之間的碼延時(shí)有關(guān)。因此，基于EKF的欺騙信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法包含6個(gè)狀態(tài)量，2維用于碼跟蹤的碼參數(shù)，即本地即時(shí)碼與實(shí)際欺騙位置的碼延時(shí)誤差Δτs與變化率Δτ·s；真實(shí)信號(hào)與欺騙信號(hào)幅值與相對(duì)延時(shí)參數(shù)各2維，即真實(shí)信號(hào)幅值A(chǔ)au、欺騙信號(hào)幅值A(chǔ)sp、實(shí)際欺騙相對(duì)碼延時(shí)αau與實(shí)際欺騙偏差αsp，因此狀態(tài)方程的狀態(tài)量X表示為進(jìn)一步狀態(tài)方程可寫作

式中：Vkes表示9×1階的觀測(cè)噪聲。第j=2,5,8路相關(guān)器為主相關(guān)器，碼延時(shí)δ2、δ5、δ8分別為-0.5、0、0.5chip。其他相關(guān)器為輔助相關(guān)器，為提高本地碼序列生成效率，考慮接收機(jī)前端采樣率fs=16.367 667 MHz，相關(guān)器間距選擇1.023 Mbps/fs≈0.062 5chip的整數(shù)倍，因此δ1、δ4、δ7較主相關(guān)器提前0.062 5chip，對(duì)應(yīng)碼延時(shí)為-0.562 5、-0.062 5、0.437 5chip，δ3、δ6、δ9則較主相關(guān)器滯后0.062 5chip，為-0.437 5、0.062 5、0.562 5chip，主相關(guān)器對(duì)應(yīng)觀測(cè)點(diǎn)與各信號(hào)成分之間的相位關(guān)系如圖3所示。該跟蹤環(huán)路實(shí)際跟蹤信號(hào)是真實(shí)信號(hào)與欺騙信號(hào)的混合信號(hào)，直接輸出的偽距既非真實(shí)偽距，也非欺騙偽距，因此利用狀態(tài)方程估計(jì)的αau與αsp，可以同時(shí)估計(jì)真實(shí)信號(hào)與欺騙信號(hào)的碼延時(shí)，進(jìn)而獲得真實(shí)偽距與欺騙偽距，即

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3326275