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一种基于改进制造技术

技术编号:39654553 阅读:6 留言:0更新日期:2023-12-09 11:23
一种基于改进

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进Delta

ELP的复合欺骗干扰检测方法


[0001]本专利技术涉及
GNSS
卫星信号领域,具体为一种基于改进
Delta

ELP
的复合欺骗干扰检测方法


技术介绍

[0002]随着卫星导航系统的民用化,卫星导航民用信号结构的公开以及经过长距离传输后信号的衰减,到达地面附近的卫星信号十分微弱,使得
GPS
接收机极易被人为干扰甚至欺骗

欺骗攻击是一种迫使接收机产生错误的位置和导航方案的有意干扰

欺骗方企图模拟真实的
GNSS
信号以误导目标接收机

如果接收机没有意识到这种干扰,其将具有比一般干扰更大的威胁

欺骗干扰技术完全能影响到军用和民用
GNSS
信号的正常应用,对国家的基础设施有着不容小视的潜在威胁,必须采取一定的手段对欺骗干扰信号进行识别检测

[0003]在接收器受到欺骗攻击时,接收机的跟踪环路中的六路相关值将受到明显影响

因此可以利用六路相关值,实现欺骗干扰检测

目前已有许多基于
SQM
的欺骗干扰检测的研究

目前最常用的检测统计量为:
Ratio
检测量
、Delta
检测量和
ELP
检测量

在传统的
Delta
检测方式中,
Delta
检测是根据同相支路的超前

滞后和即时相关器的输出计算得到

但是,实际上在载波环路跟踪过程中,若载波跟踪环未达到稳定状态,这将输出的载波相位出现相位误差

这会使得在跟踪环路的同相支路不再拥有信号的全部能量,会有部分能量泄露到正交支路中

从而造成码环中的相关结果不在符合
C/A
码自相关曲线,码环输出的码相位误差不能满足稳定跟踪的要求
。Ratio
检测量和
Delta
检测量其结果依赖于载波环路的稳定性,在载波环路出现震荡时其测量结果的准确率将会降低

而基于
I/Q
支路的
Detla
检测量在跟踪环路稳定时只能检测到码环中的码相位变化,对于与真实信号同步的欺骗信号不能及时的检测到欺骗干扰

[0004]目前现有专利检索情况如下:
[0005]与专利
CN115755108A“基于
IQ
支路的
SQM
卫星导航欺骗检测方法”的技术对比:
[0006]专利
CN115755108A
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

而我们的方法是构建复合
Delta

ELP
的欺骗干扰检测模型来检测是否受到欺骗干扰

[0007]专利
CN115755108A
对比传统
SQM
算法只考虑同相1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

而我们的方法进行了进一步的改进,解决了基于
I/Q
支路的检测方法不能及时的检测到与真实信号同步的欺骗信号欺骗干扰的问题,能更快检测到欺骗干扰,并且在相同虚警率的情况下能够进一步提升检测概率

[0008]与专利
CN115236701A“一种基于联合
SQM
平方的
GNSS
欺骗干扰检测方法”的技术对比:
[0009]专利
CN115236701A
根据
Delta、Ratio、ELP
三种
SQM
指标来检测是否受到欺骗干扰

而我们的方法还利用了三路非相干结果,解决了检测结果依赖于载波跟踪环路的稳定性,在载波环路出现震荡时其测量结果的准确率将会降低的问题

[0010]专利
CN115236701A
根据联合检测量的卡方概率密度函数来计算虚警率,而我们的方法考虑到直接推导概率密度分布比较困难,利用统计论中的检测率和虚警率来计算检测概率
P
d
和虚警概率
P
f
,能够更好地分析分析欺骗信号检测的检测性能

[0011]综上所述,传统的基于
SQM
的欺骗干扰检测和基于
IQ
支路的欺骗检测方法都存在一定的问题,传统检测方法依赖于载波跟踪环路的稳定性,在载波环路出现震荡时其测量结果的准确率将会降低,不能及时的检测到与真实信号同步的欺骗信号欺骗干扰

因此,需要进行进一步的改进,建立复合
Delta

ELP
的欺骗干扰检测模型来解决上述问题


技术实现思路

[0012]针对以上问题,本专利技术提出了一种基于改进
Delta

ELP
的复合欺骗干扰检测方法,所述算法通过复合
Delta

ELP
的欺骗干扰检测模型对
GPS
信号进行检测,依此判断信号中是否有欺骗信号

相比于传统的
Delta
检测量,复合
Delta

ELP
能更快检测到欺骗干扰,并且在相同虚警率的情况下能够提升检测概率

[0013]为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案是:
[0014]一种基于改进
Delta

ELP
的复合欺骗干扰检测方法,包括如下步骤:
[0015](1)
构建欺骗式信号模型;
[0016](2)
获得跟踪环路中
I、Q
支路的超前

即时和滞后六路相关器相干积分结果;
[0017](3)
计算三路非相干结果并重新计算
Delta
检测量;
[0018](4)

Delta
检测量与
ELP
检测量线性组合,得到复合检测量;
[0019](5)
计算复合
Delta

ELP
方差;
[0020](6)
将欺骗攻击检测视为一个二元信号检测问题,选择虚警概率
P...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于改进
Delta

ELP
的复合欺骗干扰检测方法,包括如下步骤,其特征在于:
(1)
构建欺骗式信号模型;
(2)
获得跟踪环路中
I、Q
支路的超前

即时和滞后六路相关器相干积分结果;
(3)
计算三路非相干结果并重新计算
Delta
检测量;
(4)

Delta
检测量与
ELP
检测量线性组合,得到复合检测量;
(5)
计算复合
Delta

ELP
方差;
(6)
将欺骗攻击检测视为一个二元信号检测问题
,
选择虚警概率
P
f
和检测概率
P
d
作为判据来分析检测的检测性能
。2.
根据权利要求1所述的一种基于改进
Delta

ELP
的复合欺骗干扰检测方法,其特征在于,步骤
(1)
具体包括:
(1.1)
在欺骗干扰环境下,接收机接收到达信号由真实信号

欺骗信号以及环境噪声组成,在
t
时刻的信号为:
x(t)

x
a
(t)+x
s
(t)+n(t)
上式中,
x
a
(t)
为卫星信号,
x
s
(t)
为欺骗机发射的欺骗信号,
n(t)
为环境噪声;由于欺骗信号需要让接收机解调出错误的卫星数据从而出现定位偏移,因此欺骗信号与真实信号具有相同的信号结构,得:其中,
N
表示欺骗信号中卫星信号总数,
A
为真实信号幅值,
k
欺骗信号相较于卫星信号的幅值之比,为欺骗数据比特,为
C/A
序列码,为欺骗信号与卫星信号的码相位差,
f
IF
为接收机接收的中频频率,为欺骗信号的载波多普勒频移,为欺骗信号与卫星信号的载波相位差
。3.
根据权利要求1所述的一种基于改进
Delta

ELP
的复合欺骗干扰检测方法,其特征在于,步骤
(2)
具体包括:
(2.1)
而对于频率为
50Hz
的数据
D(t)
的跟踪环路中
I、Q
支路的超前

即时和滞后六路相关器相干积分结果如下所示:关器相干积分结果如下所示:关器相干积分结果如下所示:上式中,
φ
c
为本地载波与信号的载波相位差,
τ
为本地伪码与真实信号码相位差,
φ
s
为本地载波与欺骗信号的载波相位差,
τ
s
为本地伪码与欺骗信号码相位差,
d
表示一个
C/A

码片长度,即超前

滞后码相位差,
R(
·
)

C/A
码自相关函数
。4.
根据权利要求1所述的一种基于改进
Delta

ELP
的复合欺骗干扰检测方法,其特征在于,步骤
(3)
具体包括:
(3.1)
三路非相干结果计算表达式如下所示:三路非相干结果计算表达式...

【专利技术属性】
技术研发人员:祝雪芬曹泳李智贤涂刚毅
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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