[发明专利]全球定位系统的分析方法

说明书

本发明提供一种全球定位系统的分析方法。其包括：操作包含加速度计、磁力计与GPS数据接收器的行动装置，通过GPS数据接收器接收GPS数据并通过加速度计获取加速度数据，通过磁力计获取磁力数据；将GPS数据、加速度数据与磁力数据结合并转换为航向误差值、位置误差值以及移动距离误差值；运行安装于服务器内的支持向量机(SVM)系统，将航向误差值、位置误差值、移动距离误差值与预定阈值进行比较并分类，且依照用户身高、用户步态调整预定阈值。本发明通过上述GPS欺骗攻击的侦测与校正手段，以进一步增加用户的人身安全保障。

技术领域

本申请涉及全球定位系统的分析方法，尤其涉及一种能够侦测全球定位系统欺骗攻击并校正的全球定位系统的分析方法。

背景技术

自从2004年日本宣布将GPS(全球定位系统，Global Positioning System)接收功能列为3G手机的基本规格，以及2005年美国制定的安全条款规定所有新推出的手机，皆须配备简易的定位功能，以便救难单位及时找到发话者的位置后，GPS相关产业蓬勃的发展。根据ABI Research的研究报告，预估2017年个人全球定位系统追踪设备与相关定位追踪服务的整体产值可突破10亿美元，年复合成长率超过40％。因此，定位系统的相关研究与发展具有庞大的商机。

现今，大部分与定位系统相关的应用装置系使用民用讯号频段的GPS。然而，民用讯号频段的GPS无法抵抗GPS欺骗(GPS spoofing)的手段，导致使用民用讯号频段的GPS的各种装置暴露于风险中。例如：通过传输错误的地址讯号，诱骗民众前往人烟稀少的地区、使无人机操作失灵而坠毁或者让GPS时间同步相关系统无法使用等。再者，由于仅须利用价格便宜且方便取得的软件定义的无线电(SDR，software-defined radio)装置，即能够发起GPS欺骗攻击，使得GPS欺骗攻击更加泛滥。

目前，可藉由在室内接收无线wifi讯号的DR(航位推算)系统，替代GPS的功能。然而，DR航位推算需接收wifi讯号，使用时会受到地区的限制。由此，利用行动装置内置的加速度计与磁力计进行定位的PDR(行人航位推算)系统应运而生。惟PDR系统无法直接应用于克服GPS欺骗攻击且未结合校正功能。因此，有必要发展利用PDR系统侦测与校正GPS欺骗攻击的方法。

发明内容

鉴于现有技术中的上述问题，本发明的目的在于提供一种全球定位系统的分析方法，以解决现有技术中无法同时侦测并校正定位讯号，进而造成用户人身安全危害等问题。

根据本发明的目的，本申请提供了一种全球定位系统的分析方法，其包括：操作包含加速度计、磁力计与GPS数据接收器的行动装置，通过所述GPS数据接收器接收GPS数据并通过所述加速度计获取加速度数据，通过所述磁力计获取磁力数据；将所述GPS数据、所述加速度数据与所述磁力数据结合并转换为航向误差值、位置误差值以及移动距离误差值；运行安装于所述服务器内的支持向量机(SVM)系统，将所述航向误差值、所述位置误差值、所述移动距离误差值与预定阈值进行比较并分类，且依照用户身高、用户步态调整所述预定阈值；当所述航向误差值、所述位置误差值、所述移动距离误差值被分类为真实值时，所述服务器传输确认讯号或不传输任何讯号；当所述航向误差值、所述位置误差值、所述移动距离误差值被分类为虚假值时，所述服务器传输估计位置数据至所述行动装置以进行校正，其中，最后一个被分类为真实值的所述位置误差值及/或所述移动距离误差值中的所述GPS数据作为最后GPS数据，将所述最后GPS数据与所述加速度数据与所述磁力数据结合并转换为所述估计位置数据。

优选地，所述航向误差值为所述磁力数据与根据方程式1计算所得的估计磁力数据的差值，方程式1如下所示：

其中，H(t)代表时间t的所述估计磁力数据，Lat(t)代表时间t的纬度，Lat(t-1)代表时间t-1的纬度，Lon(t)代表时间t的经度，Lon(t-1)代表时间t-1的经度、γ代表GPS转换常数以及arctan代表方向的反正切(arctangent)。