基于IQ支路的SQM卫星导航欺骗检测方法

文档序号:33392124发布日期:2023-03-08 11:28阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,所述欺骗检测方法先根据iq双支路能量变化建立sqm检测指标,然后推导实际应用测量门限值和理论计算门限值,再将sqm检测量与测量门限值和理论计算门限值进行比较,检测是否受到欺骗干扰。2.根据权利要求1所述的基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,所述欺骗检测方法包括以下步骤:s1、只存在真实信号的情况下,卫星接收机搜索m个卫星信号并进行跟踪;s2、跟踪阶段i、q支路分别与本地复制的c/a码进行运算,得到同相i和正交q支路相关器的输出;s3、根据i、q支路早期、即时和晚期相关器的输出值,建立sqm检测度量值m
value
;s4、设定检测需满足的最高虚警概率,根据计算的真实检测度量值m
value
推导得出测量门限值thresold
mea
;s5、利用平滑移动窗口处理检测度量值m
value
;s6、计算检测度量值m
value
的均值m
value-mean
和方差m
value-var
,根据奈曼-皮尔逊准则,在跟s4同等虚警概率下,推导出计算门限值thresold
cal
;s7、在欺骗干扰检测阶段,利用iq支路的早期、即时和晚期相关器输出值计算sqm检测量m
act-val
,对检测量m
act-val
进行平滑移动处理;s8、将步骤s7得到的检测量m
act-val
的值与步骤s4得到的测量门限值thresold
mea
和步骤s6得到的计算门限值thresold
cal
进行比较,若检测量m
act-val
的值大于测量门限值和计算门限值时,则认为存在欺骗干扰。3.根据权利要求2所述的基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,步骤s1中,接收的卫星信号为:式中,n是采样序列号;t
s
是中频信号采样周期;下标l为卫星的伪随机码编号,m为收到的真实卫星信号数量;是真实信号,为欺骗设备发给目标接收机的欺骗信号,上标a和s分别表示真实信号和欺骗信号;η(nt
s
)为带限加性高斯白噪声;第l个信道信号模型表示为:式中,真实信号的相对振幅α
a
=1,欺骗信号的相对振幅α
s
>1;p
l
为天线接收到的信道l的接收功率;c
l
(
·
)、d
l
(
·
)分别表示伪随机扩频码和导航数据比特;f
if
为中心频率;f
l
为多普勒频率;τ
l
为码传播时延;为初始载波相位。4.根据权利要求3所述的基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,步骤s2中,将步骤s1中的信号进行i/q解调,再经过相干积分后,同相i和正交q支路相关器的自相关函数为:式中,r(
·
)代表最大值为1的c/a码自相关函数,τ
a
、τ
s
为即时复制c/a码与真实信号和欺骗信号码相位之间的相位差异,τ
a/s
=dt
s
,其中d为早期或者晚期相关器与即时相关器的
间隔,t
s
是中频信号采样周期。5.根据权利要求2所述的基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,步骤s3中,根据i、q支路早期、即时和晚期相关器输出值,建立sqm检测度量值m
value
,公式为:式中,i
ed
(n)、i
p
(n)和i
ld
(n)分别是第n个相干积分内同相通道的早期、即时和晚期相关器输出,q
ed
(n)和q
ld
(n)分别是第n个相干积分内正交通道的早期和晚期相关器输出。6.根据权利要求2所述的基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,步骤s4中,设定检测需满足的最高虚警概率p
fa-mea
,p
fa-mea
满足:式中,m
value
(n)为真实信号m
value
数据集中第n个样本的值,count(m
value
(n)>thresold
mea
)为检测度量值m
value
大于测量门限值thresold
mea
的计数总值;测量门限值thresold
mea
的表达式为:thresold
mea
=m
value
([n
m
×
(1-p
fa-mea
)])
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)其中,[
·
]为取整函数;n
m
为真实信号数据集长度。7.根据权利要求6所述的基于iq支路的sqm卫星导航欺骗检测方法,其特征在于,步骤s6中,推导计算门限值时的虚警概率p
fa-cal
为:式中,f
m
(x)表示不存在欺骗攻击时sqm检测度量值m
value
的概率密度函数,erfc(
·
)为互补误差函数;得到计算门限值thresold
cal
的表达式为

技术总结
本发明公开了一种基于IQ支路的SQM卫星导航欺骗检测方法,所述欺骗检测方法先根据IQ双支路能量变化建立SQM检测指标,然后推导实际应用测量门限值和理论计算门限值,再将SQM检测量与测量门限值和理论计算门限值进行比较,检测是否受到欺骗干扰。本发明基于IQ支路的SQM卫星导航欺骗检测方法,在不改变传统接收机的基本架构且不增加相关器个数的前提下,仅使用原本跟踪环路的IQ支路相关器输出值,节约了硬件资源,易于实现;对比传统SQM算法只考虑同相I支路能量变化和目前一些改进的SQM检测度量值在相同的虚警概率下具有更高的检测概率。率。率。


技术研发人员:邓敏 郭莹莹 柳文 彭拯 吴成龙 朱超
受保护的技术使用者:湘潭大学
技术研发日:2022.11.16
技术公布日:2023/3/7
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