[发明专利]卫星导航信号的虚假检测方法及卫星导航定位接收机

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，特别是涉及卫星导航信号的虚假检测方法及卫星导航定位接收机。

背景技术

随着GPS和“北斗”卫星导航定位以及授时业务在我国的普遍应用，对国民经济有重要影响的行业部门，如通信、电力、交通等，不仅对卫星导航定位及授时业务的精准性有较高要求，对其依赖性也大大增强，主要或完全通过卫星导航定位及授时来提供基础服务和技术支持，因此对卫星导航定位及授时业务的安全性提出了更高要求。

伪装成真实卫星导航信号对卫星导航接收机进行欺骗性干扰已经成为卫星导航定位及授时接收机面临的一种重要威胁。如果卫星导航定位及授时接收机没有针对这种经过伪装的虚假欺骗信号采取有效的识别、检测等措施，那么一旦这种虚假欺骗信号被接收并对该信号进行解算获得虚假导航定位及授时信息，使得接收机产生错误的位置和时间，那么对重要国民经济部门的负面影响将会是巨大的。特别是授时型卫星导航接收机，利用这种类型的接收机可以获得精准的时间信息，满足对时间精度、时间同步等有较高要求的应用领域，但是如果这种时间信息被虚假欺骗信号任意篡改、取代和搅乱，那么会给国民经济、社会生活带来混乱，甚至影响社会稳定。

在现有技术中，针对虚假卫星导航信号的检测方法主要侧重于在信号层的检测研究，即是对接收的卫星导航信号的载波中心频率、波形、频谱、功率等情况进行静态或动态分析。这些方法为虚假卫星导航信号的检测应用提供了参考依据，但是在一些具体的应用领域中，这些方法难以与实际应用条件的紧密结合，因此在应用的灵活性、实用性、准确性、有效性以及技术成本方面不具有优势。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种卫星导航信号的虚假检测方法及卫星导航定位接收机，能够基于接收机的初始位置和历书对卫星导航信号进行虚假检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种卫星导航信号的虚假检测方法，该方法包括，在接收机开机时，通过该接收机进行初始定位，根据定位结果获得该接收机的初始位置；接收并跟踪卫星导航信号，根据该初始位置以及该接收机存储的参考历书计算出与该卫星导航信号对应的卫星的概略位置参数；根据该概略位置参数判断该卫星是否在该接收机的观测视野内；在判断结果为否时，确定该卫星导航信号是虚假信号。

在本发明卫星导航信号的虚假检测方法的另一实施例中，该检测方法还包括：在判断结果为是时，根据该参考历书计算出该卫星的参考空间位置，根据该卫星导航信号中的当前历书计算出该卫星的当前空间位置，以及计算该卫星的参考空间位置与该当前空间位置之间的误差距离；判断该误差距离是否大于门限值；在该误差距离大于该门限值时，确定该卫星导航信号是虚假信号。

在本发明卫星导航信号的虚假检测方法的另一实施例中，该检测方法还包括：在该误差距离小于或等于该门限值时，确定该卫星导航信号为真实信号，用该当前历书替换该参考历书。

在本发明卫星导航信号的虚假检测方法的另一实施例中，该概略位置参数包括方位角和仰角。

在本发明卫星导航信号的虚假检测方法的另一实施例中，该初始位置是对连续多次初始定位的定位结果进行均值计算得到的位置。

在本发明卫星导航信号的虚假检测方法的另一实施例中，该初始定位至少为10次，该均值计算的门限条件包括：三维精度几何因子<3，卫星数≥5颗，定位解算的最小二乘迭代的残差<0.01，多次初始定位的定位结果之间的经纬度、高程之差<30米。

在本发明卫星导航信号的虚假检测方法的另一实施例中，该初始位置确定后，将该接收机外部确定的该接收机的位置参数输入到该接收机，并对该初始位置进行校正。

在本发明卫星导航信号的虚假检测方法的另一实施例中，当该当前历书的获取时间与该参考历书的更新时间的间隔小于或等于1天时，该门限值为1公里；当该当前历书的获取时间与该参考历书的更新时间的间隔大1天，并且小于或等于5天时，该门限值为5公里；当该当前历书的获取时间与该参考历书的更新时间的间隔大于5天时，该门限值为10公里。

本发明还提供了一种卫星导航定位接收机，该接收机包括：定位单元，用于该接收机进行初始定位，根据定位结果计算该接收机的初始位置；信号单元，用于接收并跟踪卫星导航信号，根据该初始位置以及该接收机存储的参考历书计算出与该卫星导航信号对应的卫星的概略位置参数；第一判断单元，用于根据该概略位置参数判断该卫星是否在该接收机的观测视野内；执行单元，用于在该第一判断单元的判断结果为否时，确定该卫星信号是虚假信号。