一種應用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的反欺騙攻擊的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種應用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的反欺騙攻擊的方法及系統(tǒng)，所述方法包括：S1.對衛(wèi)星信號進行捕獲并處理，獲取所述衛(wèi)星信號的碼多普勒信息和載波多普勒信息；S2.對所述碼多普勒信息和載波多普勒信息進行一致性檢測，得到一致性比對結果；S3.根據(jù)所述一致性比對結果，判斷所述衛(wèi)星信號是否為欺騙信號，若是，則發(fā)出報警信息，若否，則將當前碼相位和載波頻率信息送入預設的跟蹤環(huán)路。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)不僅能判斷接收到的信號中是否存在欺騙信號，而且還能判斷出哪個是欺騙信號、哪個是真實信號，即可達到第二層次，具有欺騙信號抑制功能，具有較強的反欺騙能力。
【專利說明】一種應用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的反欺騙攻擊的方法及系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航【技術領域】，具體涉及一種應用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的反欺騙攻擊 的方法。

【背景技術】
[0002] 衛(wèi)星導航系統(tǒng)，包括GPS、GLONASS、Galileo、北斗等，由于能提供精確的時間和位 置信息，已被廣泛運用于交通、通信、電力、航空、航天等領域。然而，由于衛(wèi)星播發(fā)的導航信 號功率微弱、無線信道十分復雜以及信號結構公開等因素的影響，衛(wèi)星導航系統(tǒng)極易受到 干擾和欺騙攻擊。欺騙攻擊能在不被察覺的情況下使目標接收設備輸出錯誤的位置、時間 信息，因此欺騙攻擊對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的安全使用構成了巨大威脅。
[0003] 反欺騙攻擊的方法可以分為兩個層次。第一次層次是欺騙檢測，即判斷所接收到 的信號中是否存在欺騙信號；第二層次是欺騙抑制，即識別出所接收信號中哪個是欺騙信 號、哪個是真實信號。
[0004] 現(xiàn)有的反欺騙攻擊方法，如"多峰檢測"與"信號質量監(jiān)測"，一般僅能達到反欺騙 攻擊第一層次，還無法達到第二層次。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有的反欺騙攻擊的方法僅能判斷接收到的信號 中是否存在欺騙信號，無法識別出哪個是欺騙信號、哪個是真實信號。
[0006] 為此目的，第一方面，本發(fā)明提供一種應用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的反欺騙攻擊的方法， 該方法包括：
[0007] S1.對衛(wèi)星信號進行捕獲并處理，獲取所述衛(wèi)星信號的碼多普勒信息和載波多普 勒信息；
[0008] S2.對所述碼多普勒信息和載波多普勒信息進行一致性檢測，得到一致性比對結 果；
[0009] S3.根據(jù)所述一致性比對結果，判斷所述衛(wèi)星信號是否為欺騙信號，若是，則發(fā)出 報警信息，若否，則將當前碼相位和載波頻率信息送入預設的跟蹤環(huán)路。
[0010] 可選地，所述步驟S1包括：
[0011] S11.對衛(wèi)星信號進行捕獲并處理，并將處理后得到的相關值與預設捕獲門限進行 對比，記錄所有大于所述預設捕獲門限的相關值所對應的碼相位參數(shù)、載波多普勒參數(shù)以 及當前時刻；
[0012] S12.每隔預設時間At,重復執(zhí)行步驟S11，得到集合Q，所述Q = {(tdn)，τ Jn), fx (η)) 11 ^ 1 ^ Ln, 1 ^ η ^ N}；
[0013] 其中，所述Μη)為第η次捕獲對應的時刻，所述τι (n)為碼相位參數(shù)，所述A (n) 為載波多普勒參數(shù)；1為大于所述預設捕獲門限的相關值數(shù)目下標，表示第1個大于所述預 設捕獲門限的相關值；L n為第η次捕獲中大于所述預設捕獲門限的相關值數(shù)目，Ν為預設捕 獲次數(shù)；
[0014] S13.根據(jù)所述集合Q，通過霍夫變換HT，得到所述衛(wèi)星信號的碼多普勒信息和載 波多普勒信息。
[0015] 可選地，在步驟S13中，所述衛(wèi)星信號的碼多普勒信息和載波多普勒信息的獲取 步驟包括：
[0016] 根據(jù)所述集合Q，得到子集合Q,，所述Q, = {(Μη)，τι(η)) |1彡1彡Ln， 1 ^ η ^ N}；
[0017] 根據(jù)預設碼多普勒最大值dmax、預設碼多普勒最小值dmin以及預設碼多普勒分辨率 Δ d，得到初始碼多普勒集合D，所述D為：
[0018]

【權利要求】
1. 一種應用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的反欺騙攻擊的方法，其特征在于，該方法包括：
51. 對衛(wèi)星信號進行捕獲并處理，獲取所述衛(wèi)星信號的碼多普勒信息和載波多普勒信 息；
52. 對所述碼多普勒信息和載波多普勒信息進行一致性檢測，得到一致性比對結果；
53. 根據(jù)所述一致性比對結果，判斷所述衛(wèi)星信號是否為欺騙信號，若是，則發(fā)出報警 信息，若否，則將當前碼相位和載波頻率信息送入預設的跟蹤環(huán)路。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征還在于，所述步驟S1包括：
511. 對衛(wèi)星信號進行捕獲并處理，并將處理后得到的相關值與預設捕獲門限進行對 t匕，記錄所有大于所述預設捕獲門限的相關值所對應的碼相位參數(shù)、載波多普勒參數(shù)以及 當前時刻；
512. 每隔預設時間At,重復執(zhí)行步驟S11，得到集合Q，所述Q= {(tdn)，hOi), fx (η)) 11 ^ 1 ^ Ln, 1 ^ η ^ N}； 其中，所述tjn)為第η次捕獲對應的時刻，所述τι(η)為碼相位參數(shù)，所述f^n)為 載波多普勒參數(shù)；1為大于所述預設捕獲門限的相關值數(shù)目下標，表示第1個大于所述預設 捕獲門限的相關值；Ln為第η次捕獲中大于所述預設捕獲門限的相關值數(shù)目，Ν為預設捕獲 次數(shù)；
513. 根據(jù)所述集合Q，通過霍夫變換ΗΤ，得到所述衛(wèi)星信號的碼多普勒信息和載波多 普勒信息。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟S13中，所述衛(wèi)星信號的碼多普勒 信息和載波多普勒信息的獲取步驟包括： 根據(jù)所述集合Q，得到子集合QT，所述QT = Kt?，τι(η))|?彡1彡Ln，l彡η<Ν}; 根據(jù)預設碼多普勒最大值dmax、預設碼多普勒最小值dmin以及預設碼多普勒分辨率 Δ d，得到初始碼多普勒集合D，所述D為：
其中
，所述
為不小于的最小整數(shù)； 根據(jù)所述子集合Q τ，得到初始碼相位集B = {b (η, 1，m) 11
彡η彡N，1彡1彡Ln， 0彡m〈M}，所述b (η, 1，m)為第η個初始碼相位子集：b (η, 1，m) = A (η) X dm+ τ i (η); 根據(jù)所述初始碼相位集B的最大值bmax和最小值bmin以及預設初始碼相位分辨率Λ b， 得到離散的初始碼相位集：
其中
為不小于
的最小整數(shù)； 根據(jù)所述初始碼多普勒集合D、所述初始碼相位集及離散的初始碼相位集，得到衛(wèi)星信 號的碼多普勒信息和載波多普勒信息。
4. 一種應用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的反欺騙攻擊的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 信息獲取模塊，用于對衛(wèi)星信號進行捕獲并處理，獲取所述衛(wèi)星信號的碼多普勒信息 和載波多普勒信息； 一致性檢測模塊，用于對所述碼多普勒信息和載波多普勒信息進行一致性檢測，得到 一致性比對結果； 判斷模塊，用于根據(jù)所述一致性比對結果，判斷所述衛(wèi)星信號是否為欺騙信號，若是， 則發(fā)出報警信息，若否，則將當前碼相位和載波頻率信息送入預設的跟蹤環(huán)路。
5. 根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信息獲取模塊包括： 信號處理單元，用于對衛(wèi)星信號進行捕獲并處理，并將處理后得到的相關值與預設捕 獲門限進行對比，記錄所有大于所述預設捕獲門限的相關值所對應的碼相位參數(shù)、載波多 普勒參數(shù)以及當前時刻； 每隔預設時間At，重復執(zhí)行步驟S11，得到集合Q，所述Q = {(tjn)，τι(η)， fx (η)) 11 ^ 1 ^ Ln, 1 ^ η ^ Ν}； 其中，所述tjn)為第η次捕獲對應的時刻，所述τι(η)為碼相位參數(shù)，所述f^n)為 載波多普勒參數(shù)；1為大于所述預設捕獲門限的相關值數(shù)目下標，表示第1個大于所述預設 捕獲門限的相關值；Ln為第η次捕獲中大于所述預設捕獲門限的相關值數(shù)目，Ν為預設捕獲 次數(shù)； 信息獲取單元，用于根據(jù)所述集合Q，通過霍夫變換ΗΤ，得到所述衛(wèi)星信號的碼多普勒 信息和載波多普勒信息。
6. 根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述信息獲取單元中，所述衛(wèi)星信號的 碼多普勒信息和載波多普勒信息的獲取步驟包括： 根據(jù)所述集合Q，得到子集合QT，所述QT = Kt?，τι(η))|?彡1彡Ln，l彡η<Ν}; 根據(jù)預設碼多普勒最大值dmax、預設碼多普勒最小值dmin以及預設碼多普勒分辨率 Δ d，得到初始碼多普勒集合D，所述D為： D = {dm | dm = dmin+mX Δ d, 0 ^ m<M}； 其中
，所述
為不小于1
的最小整數(shù)； 根據(jù)所述子集合Q τ，得到初始碼相位集B = {b (η, 1，m) 11彡η彡N，1彡1彡Ln， 0彡m〈M}，所述b (η, 1，m)為第η個初始碼相位子集：b (η, 1，m) = A (η) X dm+ τ i (η); 根據(jù)所述初始碼相位集B的最大值bmax和最小值bmin以及預設初始碼相位分辨率Λ b， 得到離散的初始碼相位集：
其4
為不小于
的最小整數(shù)； 根據(jù)所述初始碼多普勒集合D、所述初始碼相位集及離散的初始碼相位集，得到衛(wèi)星信 號的碼多普勒信息和載波多普勒信息。
【文檔編號】G01S19/21GK104155663SQ201410407419
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2014年8月19日
【發(fā)明者】李洪, 袁定波, 陶慧琪, 陸明泉 申請人:清華大學