本發明專利技術公開了一種功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，包括接收信號進入GNSS普通單天線接收機碼跟蹤環后，根據碼跟蹤環早碼、即時碼和晚碼相關輸出幅度搭建功率與信號質量聯合檢測的檢測量，在不改變接收機結構的前提下，將該檢測量嵌入碼跟蹤環內并得到檢測輸出值。在預設虛警率下利用無干擾輸出值計算檢測門限，將輸出值與檢測門限比較實現欺騙干擾檢測。本發明專利技術旨在監測信號功率變化和相關峰畸變實現欺騙干擾檢測，檢測性能好，運算量低，且能夠及早發現欺騙干擾，使得接收機在被欺騙信號控制之前檢測到欺騙干擾。被欺騙信號控制之前檢測到欺騙干擾。被欺騙信號控制之前檢測到欺騙干擾。
【技術實現步驟摘要】
一種功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法
[0001]本專利技術屬于GNSS欺騙干擾的
，特別涉及一種通過功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法。
技術介紹
[0002]全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)現已成為重要的基礎設施，各個領域越來越依賴GNSS系統，尤其在航空、航天、航海和地面交通等領域，為用戶提供精準的定時、定位和測速服務。但GNSS信號傳播到地面接收機段時，衛星信號功率極其微弱，信噪比極低，且民用段的信號結構面向全球用戶公開，出于經濟效益和軍事目的，GNSS常被作為攻擊對象。針對GNSS的攻擊手段有兩種，一種是壓制式干擾，一種是欺騙式干擾。相較于壓制式干擾，欺騙式干擾具有極強的隱蔽性，使得在不被發現的情況下實施攻擊。
[0003]目標接收機遭到欺騙信號攻擊后，接收機內的碼跟蹤環路輸出發生異常，主要變現為信號功率出現變化，相關峰曲線發生畸變。當前，信號質量監測技術(Signal Quality Monitoring，SQM)因簡單高效，可在不改變接收機固有結構的前提下通過檢測GNSS相關峰是否發生畸變實現欺騙檢測。SQM經典算法主要有Ratio算法、Delta算法和ELP(Early Late Phase，ELP)算法。Ratio算法通過比較早碼和晚碼相對于即時碼同相支路輸出比值是否正常檢測相關峰是否異常升高或相對平坦。Delta算法同比較早碼和晚碼的同相支路輸出是否相等實現相關峰畸變檢測。ELP算法利用相位信息實現檢測，在無干擾環境中，早碼相位與晚碼相位相等，若出現欺騙攻擊，早碼和晚碼的相位差不為零。但上述經典檢測算法僅能檢測相關峰的形狀是否發生畸變，未考慮信號功率對檢測輸出的影響，檢測性能偏低。
[0004]因此，研究一種能夠及早發現欺騙且檢測性能高的欺騙干擾技術極具現實意義和工程意義。
技術實現思路
[0005]基于此，因此本專利技術的首要目地是提供一種功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，該方法適用于GNSS普通單天線接收機，在不改變接收機結構的前提下搭建檢測量，考慮了欺騙干擾對接收信號功率的影響，同時又能反映相關峰畸變，運算量小，且能夠及早檢測欺騙干擾，且在不同功率的欺騙干擾環境下，檢測性能均有較好效果。
[0006]本專利技術的另一個目地在于提供一種功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，該方法利用碼跟蹤環路相關器輸出幅度搭建檢測量，實現信號功率異常監測和畸變監測的欺騙式干擾檢測。
[0007]為實現上述目的，本專利技術的技術方案為：
[0008]一種功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，該方法通過監測目標接收機跟蹤環輸出異常實現欺騙干擾檢測，將信號監測和相關峰畸變檢測相結合，包括有以下步驟：
[0009]步驟1、接收信號送入GNSS普通單天線接收機，經碼跟蹤環處理得到早碼、即時碼與晚碼的同相支路輸出和正交支路輸出，進而得到早碼、即時碼和晚碼的相關輸出幅度值；
[0010]步驟2、在不改變接收機結構的前提下，利用早碼、即時碼和晚碼的相關幅度作和差運算搭建檢測量，并將檢測量嵌入碼跟蹤環內，得到檢測量輸出值；
[0011]步驟3、預設虛警率，并根據預設虛警率，計算檢測門限；
[0012]步驟4、將輸出值與檢測門限比較，輸出檢測結果，并計算檢測概率，評估檢測性能。
[0013]進一步，所述的接收信號送入GNSS普通單天線接收機內，碼跟蹤環對每條衛星信號進行解算，輸出早碼、即時碼和晚碼的同相支路和正交支路，得到早碼、即時碼和晚碼的相關幅度，其幅度值消除載波相位信息，又包含信號功率信息。該特征的優勢在于相關幅度可消除載波相位的影響，且體現功率的變化。
[0014]所述的利用早碼、即時碼和晚碼的相關幅度作和差運算搭建檢測量，并將檢測量嵌入碼跟蹤環，碼跟蹤環直接輸出檢測值，無需改造接收機內部結構。檢測輸出與功率成正比，能夠體現功率變化，進而反映欺騙干擾進程。
[0015]進一步，步驟2)中，對步驟(1)的結果作和差運算，將早碼和晚碼的幅度值相加，與2倍的即時碼幅度值做差，做差的結果即為檢測輸出。檢測輸出與接收信號功率成正比。在無干擾的環境中，相關峰呈對稱三角形，早碼和晚碼的相關輸出值為即時碼相關輸出的一半。欺騙干擾發生后，接收信號功率發生變化，且相關峰發生畸變，使得早碼、即時碼和晚碼相關輸出數量關系不再滿足。
[0016]所述預設虛警率，計算檢測門限，包括檢測上限和檢測下限。由于無干擾時的檢測輸出始終在一固定范圍波動，故設定檢測上限和檢測下限，檢測上限和檢測下限統稱為檢測門限。
[0017]所述的輸出值與檢測門限比較，計算檢測概率。根據本專利技術在功率匹配環境和大功率環境下的檢測輸出，從檢測輸出隨時間的變化、檢測概率隨時間的變化、檢測概率隨虛警概率的變化、二元判決四個方面評估檢測性能。
[0018]本專利技術專利功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，適用于GNSS普通單天線接收機，根據早碼、即時碼和晚碼的同相支路輸出和正交支路輸出得到早碼、即時碼和晚碼的相關幅度，在不改變接收機結構的前提下，對其作和差運算搭建檢測量，實現功率異常檢測和相關峰形狀畸變檢測，運算量小。由于不同階段接收信號功率存在差異，因此通過檢測輸出值可體現欺騙干擾進程。由于檢測輸出值與接收信號功率成正比，因此可檢測不同功率的欺騙干擾，且欺騙信號功率與真實信號相差越大，輸出差異越明顯，檢測效果越好。
[0019]且，本專利技術可避免載波相位對輸出結果的影響，同時體現功率變化，能夠適用于不同功率欺騙干擾環境。
附圖說明
[0020]圖1是本專利技術所實施的流程圖。
[0021]圖2是欺騙干擾過程圖。
[0022]圖3是檢測概率計算示意圖。
[0023]圖4是本專利技術在功率匹配環境下和大功率環境下不同時刻的輸出值示意圖。
[0024]圖5是本專利技術在功率匹配環境下和大功率環境下不同時刻的檢測概率對比示意圖。
[0025]圖6是本專利技術在功率匹配環境下和大功率環境下不同時刻的二元判決輸出示意圖。
[0026]圖7是本專利技術功率匹配環境下和大功率環境下不同衛星檢測概率隨虛警概率曲線對比圖。
具體實施方式
[0027]為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。
[0028]圖1為本專利技術所實現的功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，包括有以下步驟：
[0029](1)接收信號送入GNSS普通單天線接收機內，經碼跟蹤環處理得到早碼、即時碼與晚碼的同相支路輸出和正交支路輸出，進而得到早碼、即時碼和晚碼的相關輸出幅度值；
[0030](2)在不改變接收機結構的前提下，利用步驟(1)得到的早碼、即時碼和晚碼的相關幅度值本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，其特征在于通過監測目標接收機跟蹤環輸出異常實現欺騙干擾檢測，將信號監測和相關峰畸變檢測相結合，包括有以下步驟：步驟1、接收信號送入GNSS普通單天線接收機，經碼跟蹤環處理得到早碼、即時碼與晚碼的同相支路輸出和正交支路輸出，進而得到早碼、即時碼和晚碼的相關輸出幅度值；步驟2、在不改變接收機結構的前提下，利用早碼、即時碼和晚碼的相關幅度作和差運算搭建檢測量，并將檢測量嵌入碼跟蹤環內，得到檢測量輸出值；步驟3、預設虛警率，并根據預設虛警率，計算檢測門限；步驟4、將輸出值與檢測門限比較，輸出檢測結果，并計算檢測概率，評估檢測性能。2.如權利要求1所述的功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，其特征在于步驟1中，所述的接收信號送入GNSS普通單天線接收機內，碼跟蹤環對每條衛星信號進行解算，輸出早碼、即時碼和晚碼的同相支路和正交支路，得到早碼、即時碼和晚碼的相關幅度，其幅度值消除載波相位信息，又包含信號功率信息。3.如權利要求1所述的功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，其特征在于步驟2中，對步驟(1)的結果作和差運算，將早碼和晚碼的幅度值相加，與2倍的即時碼幅度值做差，做差的結果即為檢測輸出，檢測輸出與接收信號功率成正比。4.如權利要求1所述的功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，其特征在于步驟3中，所述預設虛警率，計算檢測門限，包括檢測上限和檢測下限。5.如權利要求1所述的功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，其特征在于步驟4中，所述的輸出值與檢測門限比較，超過門限判定為存在欺騙干擾，反之判定無干擾；計算單位時間欺騙干擾的數目與總樣本點個數的比值，得到檢測概率，進而分析檢測性能。6.如權利要求1所述的功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，其特征在于步驟1中，接收信號包含真實信號、欺騙信號和加性高斯白噪聲，在t時刻，接收信號可表示為：x(t)＝x
a
(t)+x
s
(t)+n(t)其中n(t)為零均值方差為σ2的加性高斯白噪聲，x
a
(t)為真實信號，x
s
(t)為欺騙信號。7.如權利要求6所述的功率與信號質量聯合檢測的GNSS欺騙干擾檢測方法，其特征在于步驟2中，跟蹤環輸出早碼、即時碼和晚碼的同相支路輸出和正交支路輸出，本地副本如下式所示：其中，分別是τ
a
、f
a
、的估計值；無干擾環境中，即時碼的同相正交支路相關器輸出分別...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張林杰，王璐，吳仁彪，
申請(專利權)人：中國民航大學，
類型：發明
國別省市：
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