一种BOC信号干扰检测方法及装置

本发明涉及电数字数据处理领域，尤其涉及一种boc信号干扰检测方法及装置。

背景技术：

1、全球卫星导航系统(g nss)无论是在军事领域还是民用领域都发挥着至关重要的作用，gnss系统通过二进制偏移载波信号(binary offset carrier，简称boc信号)进行调制，这种调制方式可以提高信号的鲁棒性和抗多径干扰能力，从而提高定位的准确性和可靠性。

2、由于gnss民用信号本身的结构公开，以及接收机在接收信号时接收功率低，使得接收机容易受到一些恶意欺骗信号的攻击，导致最终输出错误的结果，对整个系统的安全运行产生了严重的威胁。

3、因此，亟需一种boc信号干扰检测策略，从而解决恶意欺骗信号攻击g nss系统的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种boc信号干扰检测方法，以解决恶意欺骗信号攻击gnss系统的问题。

2、为了解决上述问题，本发明一实施例提供一种boc信号干扰检测方法，包括：

3、获取若干相关器输出boc信号对应的相干积分值；其中，通过若干所述相关器对所述boc信号进行相关峰采集；其中，每一相关器之间的位置和相位互不相同；

4、根据所述相干积分值，计算所述b o c信号对应的若干信号质量检测量；

5、根据若干所述信号质量检测量，确定所述boc信号对应的目标检测量；

6、根据所述目标检测量对应的检测量计算公式，结合基于峰跳法的无模糊跟踪环路对所述boc信号对应的进行干扰检测。

7、作为上述方案的改进，所述根据所述相干积分值，计算所述boc信号对应的若干信号质量检测量，包括：

8、根据所述相干积分值，代入预设的检测量计算公式，获得若干信号质量检测量；其中，所述检测量计算公式具体为：

9、

10、式中，i-k、ik和i0为相干积分值，mi为信号质量检测量，i0为即时相关器相位输出的相干积分值，ik为距离即时相关器相位间隔为ktc的同相支路相关器输出的相干积分值；当i＝1、5、6时，k＝0.05；当i＝2、7、8时，i＝0.1；当i＝3、9、10时，k＝0.5；当i＝4、11、12时，k＝1.0。

11、作为上述方案的改进，所述根据若干所述信号质量检测量，确定所述boc信号对应的目标检测量，包括：

12、根据每一所述信号质量检测量和预设的虚警率，代入检测门限计算公式，获得每一所述信号质量检测量对应的检测门限范围；其中，所述检测门限计算公式具体为：

13、

14、

15、式中，thu为检测门限范围的最大值，thl为检测门限范围的最小值，pfa为虚警率，为检测量mi噪声的标准差，erfc-1()为互补误差函数的反函数；

16、在当前信号质量检测量超出对应的检测门限范围时，将当前信号质量检测量确认为异常信号质量检测量，生成预设的时间内异常信号质量检测量对应的检测率曲线并生成工作特性曲线；根据若干所述异常信号质量检测量对应的检测率曲线和工作特性曲线，确定目标检测量；

17、在当前信号质量检测量未超出对应的检测门限范围时，将当前信号质量检测量确认为正常信号质量检测量。

18、作为上述方案的改进，所述根据若干所述异常信号质量检测量对应的检测率曲线和工作特性曲线，确定目标检测量，包括：

19、在若干异常信号质量检测量中，选取工作特性曲线中各点与完美分类点之间的平均距离最小的异常信号质量检测量作为第一目标信号质量检测量；其中，所述完美分类点为：所述工作特性曲线对应坐标系的最左侧及最上侧处的一点；

20、在若干异常信号质量检测量中，选取各个预设的时间段中检测量最高的异常信号质量检测量作为第二目标信号质量检测量；

21、在第一目标信号质量检测量各个预设的时间段对应的检测率中，选取检测率小于检测率阈值的若干目标时间段；

22、计算第一目标信号质量检测量与每一目标时间段对应的第二目标信号质量检测量之间的相关系数，选取若干目标时间段中相关系数小于相关系数阈值对应的第二目标信号质量检测量作为互补信号质量检测量；

23、根据所述第一目标信号质量检测量和所述互补信号质量检测量，通过加权求和法获得目标检测量。

24、作为上述方案的改进，所述根据所述目标检测量对应的检测量计算公式，结合基于峰跳法的无模糊跟踪环路对所述boc信号对应的进行干扰检测，包括：

25、在峰跳法无模糊跟踪环路中，获取同相支路的各相关器对于boc信号的相干积分输出值；其中，所述峰跳法无模糊跟踪环路，包括：超前和滞后两路相关器构成的主鉴别器的基础上，加入由远超前和远滞后两路相关器构成的辅助鉴别器；

26、根据所述目标检测量对应的检测量计算公式，对每一所述相关器的相干积分输出值进行计算，获得每一所述相关器的检测量输出值；

27、根据所述目标检测量和预设的虚警率，代入所述检测门限计算公式，获得所述目标检测量对应的目标检测门限范围；

28、根据每一所述相关器的检测量输出值和目标检测门限范围，检测所述boc信号是否为干扰信号；

29、若每一所述相关器的检测量输出值均未超出目标检测门限范围，则boc信号不为干扰信号；

30、否则，boc信号为干扰信号。

31、相应的，本发明一实施例还提供了一种boc信号干扰检测装置，包括：数据获取模块、数据计算模块、数据筛选模块和干扰检测模块；

32、所述数据获取模块，用于获取若干相关器输出boc信号对应的相干积分值；其中，通过若干所述相关器对所述boc信号进行相关峰采集；其中，每一相关器之间的位置和相位互不相同；

33、所述数据计算模块，用于根据所述相干积分值，计算所述boc信号对应的若干信号质量检测量；

34、所述数据筛选模块，用于根据若干所述信号质量检测量，确定所述boc信号对应的目标检测量；

35、所述干扰检测模块，用于根据所述目标检测量对应的检测量计算公式，结合基于峰跳法的无模糊跟踪环路对所述boc信号对应的进行干扰检测。

36、作为上述方案的改进，所述数据计算模块，包括：

37、根据所述相干积分值，代入预设的检测量计算公式，获得若干信号质量检测量；其中，所述检测量计算公式具体为：

38、

39、式中，i-k、ik和i0为相干积分值，mi为信号质量检测量，i0为即时相关器相位输出的相干积分值，ik为距离即时相关器相位间隔为ktc的同相支路相关器输出的相干积分值；当i＝1、5、6时，k＝0.05；当i＝2、7、8时，i＝0.1；当i＝3、9、10时，k＝0.5；当i＝4、11、12时，k＝1.0。

40、作为上述方案的改进，所述数据筛选模块，包括：检测门限范围单元、超出检测门限范围单元和未超出检测门限范围单元；

41、所述检测门限范围单元，用于根据每一所述信号质量检测量和预设的虚警率，代入检测门限计算公式，获得每一所述信号质量检测量对应的检测门限范围；其中，所述检测门限计算公式具体为：

42、

43、

44、式中，thu为检测门限范围的最大值，thl为检测门限范围的最小值，pfa为虚警率，为检测量mi噪声的标准差，erfc-1()为互补误差函数的反函数；

45、所述超出检测门限范围单元，用于在当前信号质量检测量超出对应的检测门限范围时，将当前信号质量检测量确认为异常信号质量检测量，生成预设的时间内异常信号质量检测量对应的检测率曲线并生成工作特性曲线；根据若干所述异常信号质量检测量对应的检测率曲线和工作特性曲线，确定目标检测量；

46、所述未超出检测门限范围单元，用于在当前信号质量检测量未超出对应的检测门限范围时，将当前信号质量检测量确认为正常信号质量检测量。

47、作为上述方案的改进，所述根据若干所述异常信号质量检测量对应的检测率曲线和工作特性曲线，确定目标检测量，包括：

48、在若干异常信号质量检测量中，选取工作特性曲线中各点与完美分类点之间的平均距离最小的异常信号质量检测量作为第一目标信号质量检测量；其中，所述完美分类点为：所述工作特性曲线对应坐标系的最左侧及最上侧处的一点；

49、在若干异常信号质量检测量中，选取各个预设的时间段中检测量最高的异常信号质量检测量作为第二目标信号质量检测量；

50、在第一目标信号质量检测量各个预设的时间段对应的检测率中，选取检测率小于检测率阈值的若干目标时间段；

51、计算第一目标信号质量检测量与每一目标时间段对应的第二目标信号质量检测量之间的相关系数，选取若干目标时间段中相关系数小于相关系数阈值对应的第二目标信号质量检测量作为互补信号质量检测量；

52、根据所述第一目标信号质量检测量和所述互补信号质量检测量，通过加权求和法获得目标检测量。

53、作为上述方案的改进，所述干扰检测模块，包括：boc信号处理单元、第一计算单元、第二计算单元、判断单元、第一判断结果单元和第二判断结果单元；

54、所述boc信号处理单元，用于在峰跳法无模糊跟踪环路中，获取同相支路的各相关器对于boc信号的相干积分输出值；其中，所述峰跳法无模糊跟踪环路，包括：超前和滞后两路相关器构成的主鉴别器的基础上，加入由远超前和远滞后两路相关器构成的辅助鉴别器；

55、所述第一计算单元，用于根据所述目标检测量对应的检测量计算公式，对每一所述相关器的相干积分输出值进行计算，获得每一所述相关器的检测量输出值；

56、所述第二计算单元，用于根据所述目标检测量和预设的虚警率，代入所述检测门限计算公式，获得所述目标检测量对应的目标检测门限范围；

57、所述判断单元，用于根据每一所述相关器的检测量输出值和目标检测门限范围，检测所述boc信号是否为干扰信号；

58、所述第一判断结果单元，用于若每一所述相关器的检测量输出值均未超出目标检测门限范围，则boc信号不为干扰信号；

59、所述第二判断结果单元，用于否则，boc信号为干扰信号。

60、由上可见，本发明具有如下有益效果：

61、本发明提供了一种boc信号干扰检测方法，获取若干相关器输出boc信号对应的相干积分值；其中，通过若干所述相关器对所述boc信号进行相关峰采集；其中，每一相关器之间的位置和相位互不相同；根据所述相干积分值，计算所述boc信号对应的若干信号质量检测量；根据若干所述信号质量检测量，确定所述boc信号对应的目标检测量；根据所述目标检测量对应的检测量计算公式，结合基于峰跳法的无模糊跟踪环路对所述boc信号对应的进行干扰检测。本发明对检测量进行优选组合得到新的检测量，并结合峰跳法的无模糊跟踪环路进行欺骗干扰检测，实现了boc信号的干扰信号识别，从而避免恶意欺骗信号攻击gnss系统的问题。

62、进一步地，相比原有检测量，通过优选组合得到的新检测量，由于考虑了检测量之间的互补性，且峰跳法跟踪环路在欺骗信号入侵出现误锁时会进行0.5chip的码相位跳变从而使检测量的值发生跳变，检测量的检测性能更好。