一种基于粒子滤波的改进型raim抗欺骗式干扰方法
【专利摘要】一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，本发明涉及改进型RAIM抗欺骗式干扰方法。本发明是要解决针对单颗卫星的测量失效，控制解算流程误导接收机定位以及RAIM忽略了残余矢量之间的相关性和相似性的问题，而提出的一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法。该方法是通过1、组成2、得到ρn，和卫星的三维坐标；3、计算4、计算y(m)；5、计算w(m)；6、选取wmax；7计算8、计算最大可见星SLmax；9、计算判决门限γ；10、判断存在欺骗卫星；11、估计干扰卫星的序号；12、若欺骗卫星标志F＝1，去掉干扰，进行定位解算，若F≠1进行定位解算等步骤实现的。本发明应用于改进型RAIM抗欺骗式干扰领域。
【专利说明】一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法。
【背景技术】
[0002]定位服务是GNSS (全球导航卫星系统)所提供的最基本服务，同时它也是欺骗式干扰攻击的首选目标。干扰机通过转发或者伪造出带有欺骗星历信息和伪距信息的虚假信号，然后将这些信号传输到接收机空间中相应的频段上。通常，干扰方会利用压制式干扰破坏真实GNSS信号链路，然后增大干扰信号的功率以提高其被捕获的概率。被接收机捕获的欺骗式干扰信号可以破坏 甚至控制解算流程，进而成功的误导接收机定位。
[0003]通过观察发现，有意的欺骗式干扰攻击和无意的GNSS接收机伪距测量失效非常相似。伪距测量失效是指GNSS接收机在测量可见星伪距时，出现稳定的测量偏差，进而破坏定位解算过程。针对伪距测量失效的情况，常用RAM(收机自体完好性监控)实现失效卫星的检测和识别。
[0004]传统RAM技术最早是基于最小二乘解算算法，通过二乘法的解算残余实现GNSS完整性检测。因为GNSS系统中卫星失效的概率很低，双星甚至多颗卫星同时失效的概率几乎为零，因而传统RAM都是针对单星失效的场景进行讨论。它可以在可见星数量大于等于5颗时，实现卫星失效情况的检测，在可见卫星数量大于等于6颗时，实现失效卫星的序号的识别。类似的，传统RAIM技术也可以在可见星数量大于等于5和6的时候，实现干扰的检测和干扰卫星的识别。
[0005]在二十年前，很少有人考虑多颗干扰卫星的情况，因为当时技术限制了这一情况的出现。但随着集成电子技术和传感器技术的迅速发展，一个综合的干扰系统可以准确测量GNSS接收机的位置，并且感知其所有的可见星信息。那么干扰机可以根据当前的已知信息，模拟产生或者转发一个或者多个虚假的GNSS信号，因而提出抗多星欺骗式干扰的方案非常必要。传统RAM最初只是针对单颗卫星的测量失效，尽管有人针对多颗卫星测量失效的情况对RAM技术进行修正，但是其忽略了残余矢量之间的相关性和相似性，这就给干扰源以可乘之机。干扰机可以利用这一漏洞成功的避开干扰检测或者扰乱干扰识别过程。本发明正是为了弥补RAIM方法的这些缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了解决接收机捕获的欺骗式干扰信号破坏导致控制解算流程误导接收机定位、传统RAIM最初只是针对单颗卫星的测量失效，以及RAIM忽略了残余矢量之间的相关性和相似性，而提出了一种基于粒子滤波的改进型RAM抗欺骗式干扰方法。
[0007]上述的发明目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]步骤一、接收机状态的估计值为i = ，%, ^tV )，(4，9υ,会υ )表示接收机三维坐标的估计值，表示接收机时钟偏差的估计值，在i的邻域内得到M个粒子，组成集合
【权利要求】
1.一种基于粒子滤波的改进型RA頂抗欺骗式干扰方法，其特征在于一种基于粒子滤波的改进型RAM抗欺骗式干扰方法具体是按照以下步骤进行的: 步骤一、接收机状态的估计值为
2.根据权利要求1所述一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，其特征在于:步骤七中根据步骤六得到的最大观测向量ymax，计算附加伪距的估计值β为:
3.根据权利要求1所述一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，其特征在于:步骤八中根据步骤七得到的附加伪距的估计值6，计算最大可见星联合斜率SLmax为:
4.根据权利要求1所述一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，其特征在于:步骤九中根据步骤八得到的最大可见星联合斜率SLmax,计算判决门限Y为:
5.根据权利要求1所述一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，其特征在于:步骤十一中根据步骤六得到的最大观测向量为ymax、步骤七得到的附加伪距的估计值b和残余矢量矩阵S，估计干扰卫星的序号为:
6.根据权利要求1所述一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，其特征在于:步骤十二中定位解算具体过程为:去掉欺骗卫星后，假设剩余的卫星数目为M，设它们的编号为:Sl, s2......，sM(l ( Is1<s2<...<sM≤N)，接收机的坐标为(xu，yu, zu)，编号为S1的卫星与接收机之间的测量伪距为P'，则对该卫星存在如下的伪距方程:
【文档编号】G01S19/21GK103983986SQ201410255646
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】韩帅, 巩紫君, 孟维晓, 罗德巳 申请人:哈尔滨工业大学