一種欺騙干擾檢測方法
【專利摘要】本發明提供了一種欺騙干擾檢測方法，涉及衛星導航對抗領域。該發明針對衛星導航系統中欺騙干擾的檢測問題，根據轉發欺騙干擾到達時間晚于真實信號及欺騙干擾信號功率略高于真實導航信號的特點，提出利用信號到達時間和捕獲相關峰聯合檢測的欺騙式干擾檢測算法，將相關峰值與預設門限值相比較，根據比較結果得出是否存在欺騙干擾及欺騙干擾的類型。該方法解決了捕獲階段對于轉發式欺騙干擾和較強產生式欺騙干擾的同時檢測問題，且該方法可在現有導航接收機的捕獲階段實現，復雜度低，有較好的工程應用前景。
【專利說明】
_種欺騙干擾檢測方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及衛星導航對抗領域，尤其是涉及一種欺騙干擾檢測方法。
【背景技術】
[0002] 目前，衛星導航系統面臨的欺騙干擾越來越嚴重，欺騙干擾旨在轉發或偽造錯誤 的導航信息去誤導衛星導航接收機，可以在毫無察覺的情況下破壞甚至控制衛星導航接收 機的定位結果，因此，欺騙干擾比壓制干擾對衛星導航系統的危害更大。欺騙干擾的有效偵 察與消除，無論是在民用方面還是軍用方面都有著及其重要的意義。在有敵方欺騙干擾出 現時，能夠及時檢測到并抑制掉欺騙干擾信號，對于維持衛星導航接收系統工作穩定性和 連續性，使己方導航系統不受欺騙有著重要的意義。
[0003] 為了解決與消除欺騙干擾的影響，國內外的一些專家學者也提出了一些欺騙干擾 檢測與消除的方法，McDowell在2007年提出了一種天線陣列抑制欺騙干擾的方法，這種方 法將授權信號與干擾信號的到達角進行比較，具有良好的效果但是計算量較大。國內相關 人員的研究成果如何產生欺騙干擾及檢測與抑制轉發欺騙干擾方面，對產生和轉發式欺騙 干擾的聯合抑制研究有限。
[0004] 目前，我國的北斗導航系統的二代二期正在建設，已經面向亞太區提供服務，不久 將向全球用戶提供服務，因此研究先進的欺騙干擾檢測與識別技術有助于北斗導航系統未 來的發展及向全球用戶提供更好的衛星導航服務。
【發明內容】
[0005] 本發明針對接收機捕獲階段單一的欺騙式干擾檢測方法性能較差的問題，提出了 一種利用信號到達時間和捕獲相關峰聯合檢測的欺騙式干擾檢測算法，解決了捕獲階段對 于轉發式欺騙干擾和較強產生式欺騙干擾的同時檢測問題。本發明提供了一種捕獲階段復 雜度相對較低的新的欺騙干擾的檢測與識別手段。
[0006] 本發明的目的是這樣實現的：一種欺騙干擾檢測方法，所述的檢測方法通過接收 機捕獲階段通過檢測信號到達時間和捕獲相關峰的功率實現，包括以下步驟：
[0007] (1)將接收信號進行下變頻得到基帶信號;其中，接收信號為導航信號或者導航信 號和欺騙干擾信號的混合信號；
[0008] (2)將基帶信號進行碼頻二維搜索得到相關峰值，將所有相關峰值分別與預設檢 測門限進行比較，如果所有相關峰值均小于預設檢測門限，則表示沒有接收到信號；如果有 兩個高于預設檢測門限的相關峰值，則接收信號為混合信號；如果僅有一個相關峰值高于 預設檢測門限，則將該相關峰值與預設識別門限相比較，若大于預設識別門限，則接收信號 為混合信號，若小于或等于預設識別門限，則接收信號為導航信號。
[0009] 其中，如果有兩個高于預設檢測門限的相關峰值，則欺騙干擾為轉發式欺騙干擾； 如果僅有一個相關峰值高于預設檢測門限，且相關峰值大于預設識別門限，則欺騙干擾為 產生式欺騙干擾;所述的欺騙干擾分為轉發式欺騙干擾和產生式欺騙干擾。
[0010] 其中，步驟(2)中所述的將基帶信號進行碼頻二維搜索得到相關峰值，具體包括步 驟：
[0011] (201)對基帶信號進行快速傅里葉變換，對快速傅里葉變換后得到的信號取復共 輒；
[0012] (202)在接收信號與本地碼信號時延差的范圍內，以預設步進產生多個偽碼信號；
[0013] (203)根據預設頻率搜索范圍，對每個偽碼信號產生多個頻率不同的本地碼信號 后，將產生的本地碼信號進行快速傅里葉變換；
[0014] (204)根據產生的本地碼信號的頻率步進和碼頻步進，依次對本地碼與接收信號 進行相關處理，然后進行二維搜索得到相關峰值。
[0015] 其中，步驟(204)具體包括步驟：
[0016] (301)將取復共輒后的信號與快速傅里葉變換后的本地碼信號進行點對點相乘；
[0017] (302)將相乘結果進行反傅里葉變換得到時域信號，并求時域信號的絕對值；
[0018] (303)對每個絕對值進行二維搜索得到相關峰值。
[0019] 本發明與現有技術相比的有益效果為：
[0020] (1)本發明根據轉發欺騙干擾到達時間晚于真實信號及欺騙干擾信號功率略高于 真實導航信號的特點，利用捕獲階段二維搜索相關峰的個數及峰值功率來檢測與識別欺騙 干擾。主要用于衛星導航的各種接收終端反欺騙中，提高了各類衛星導航接收終端在復雜 電磁環境下的導航定位的性能；
[0021 ] (2)能夠實現對轉發和產生式欺騙干擾的檢測；
[0022] (3)能夠在現有導航接收機中實現。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的欺騙干擾檢測與識別流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下結合圖1對本發明的流程做進一步詳細的說明。一種欺騙干擾檢測方法，所述 的檢測方法通過捕獲階段的相關峰搜索實現，包括以下步驟：
[0025] (1)將接收信號進行下變頻得到基帶信號;其中，接收信號為導航信號或者導航信 號和欺騙干擾信號的混合信號；
[0026] 接收信號經過射頻天線接收后，先由模擬的射頻下變頻器變為中頻信號，中頻信 號經A/D采樣后變為數字信號，然后進行衛星信號的捕獲，捕獲的開始首先要對接收信號進 行正交下變頻，將信號變為基帶信號將載波從信號中剝離理出來。
[0027] (2)將基帶信號進行碼頻二維搜索得到相關峰值，將所有相關峰值分別與預設檢 測門限m進行比較，如果所有相關峰值均小于m，則沒有接收到信號；如果有兩個高于m的 相關峰值，則存在轉發式欺騙干擾;如果僅有一個相關峰值高于m，則將該相關峰值與識別 門限n 2比較，若大于n2,則存在產生式欺騙干擾，若小于等于n2,則接收到的信號為導航信 號。
[0028] 其中，將基帶信號進行碼頻二維搜索得到相關峰值，具體包括步驟：
[0029] (201)對基帶信號進行快速傅里葉變換后，對得到的信號取復共輒；
[0030] 對接收到的一個偽碼周期的導航信號進行快速傅里葉變換，將輸出轉化到頻域， 值為X(k)，這里n = k = 0，l，…，N;取X(k)的復共輒，值為X(kf，其中X(k)為接收信號的傅里 葉變換，N為數據長度，*為信號的復共輒。
[0031] (202)在接收信號與本地碼信號時延差的范圍內，以預設步進產生多個偽碼信號S (t-Tj)，其中ij = 0，l…，M，M為最多時延碼片個數；
[0032] (203)根據設定的頻率搜索范圍，對每個偽碼信號產生多個頻率不同的本地碼信 號后，將產生的本地碼信號進行快速傅里葉變換；
[0033] 頻率搜索的過程就是將本地碼乘以一個搜索范圍內的射頻載波信號，并以一定的 搜索步長進行逐次搜索，產生的本地碼信號屮:可用下式表示&)e^2;r/;%其中 Cs表示產生的本地碼信號的幅度，h表示產生的第i個本地碼信號的中心頻率，t表示信號時 刻。
[0034] (204)根據產生的本地碼頻率步進和碼頻步進，依次對本地碼信號與接收信號進 行相關處理，尋找二維搜索的相關峰。具體過程為：
[0035] 將X(kf與qsi(k)點對點相乘，結果為Rsi(k);其中s = l，2…，S為頻率掃描的次數； [0036]將Rsl(k)進行反傅里葉變換，變換到時域并求其絕對值|r sl(n) | ;對于每一個接收 機通道共有SXN個值；
[0037]對|rsl(n)|的SXN個值進行二維搜索，搜索大于門限的峰值。
【主權項】
1. 一種欺騙干擾檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將接收信號進行下變頻得到基帶信號;其中，接收信號為導航信號或者導航信號和 欺騙干擾信號的混合信號； (2) 將基帶信號進行碼頻二維搜索得到相關峰值，將所有相關峰值分別與預設檢測門 限進行比較，如果所有相關峰值均小于預設檢測門限，則表示沒有接收到信號;如果有兩個 高于預設檢測門限的相關峰值，則接收信號為混合信號；如果僅有一個相關峰值高于預設 檢測門限，則將該相關峰值與預設識別門限相比較，若大于預設識別門限，則接收信號為混 合信號，若小于或等于預設識別門限，則接收信號為導航信號。2. 根據權利要求1所述的一種欺騙干擾檢測方法，其特征在于，如果有兩個高于預設檢 測門限的相關峰值，則欺騙干擾為轉發式欺騙干擾;如果僅有一個相關峰值高于預設檢測 門限，且相關峰值大于預設識別門限，則欺騙干擾為產生式欺騙干擾;所述的欺騙干擾分為 轉發式欺騙干擾和產生式欺騙干擾。3. 根據權利要求1所述的一種欺騙干擾檢測方法，其特征在于，步驟(2)中所述的將基 帶信號進行碼頻二維搜索得到相關峰值，具體包括步驟： (201) 對基帶信號進行快速傅里葉變換，對快速傅里葉變換后得到的信號取復共輒； (202) 在接收信號與本地碼信號時延差的范圍內，以預設步進產生多個偽碼信號； (203) 根據預設頻率搜索范圍，對每個偽碼信號產生多個頻率不同的本地碼信號后，將 產生的本地碼信號進行快速傅里葉變換； (204) 根據產生的本地碼信號的頻率步進和碼頻步進，依次對本地碼與接收信號進行 相關處理，然后進行二維搜索得到相關峰值。4. 根據權利要求3所述的一種欺騙干擾檢測方法，其特征在于，所述的步驟(204)具體 包括步驟： (301) 將取復共輒后的信號與快速傅里葉變換后的本地碼信號進行點對點相乘； (302) 將相乘結果進行反傅里葉變換得到時域信號，并求時域信號的絕對值； (303) 對每個絕對值進行二維搜索得到相關峰值。
【文檔編號】G01S19/21GK105911566SQ201610223294
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】范廣偉, 蔚保國, 段召亮, 郭沫, 王振華, 翟江鵬
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所