[发明专利]一种软硬件协同防止GNSS欺骗攻击芯片及系统

说明书

本发明涉及一种软硬件协同防止GNSS欺骗攻击芯片及系统，所述芯片包括用于时间抖动识别与处理的PPS抖动识别与调整模块，所述PPS抖动识别与调整模块用于判定GNSS PPS信号抖动输出PPS抖动中断信号以及调整后的PPS信号；还包括处理器，所述处理器用于执行对GNSS时间/位置信息识别与处理的驱动程序、以及对PPS抖动中断信号进行处理的中断服务程序，所述中断服务程序用于暂停时间/位置数据的传输使用、并输出PPS中断事件给所述驱动程序，所述驱动程序用于接收和解码GNSS接收器信息获得时间/位置数据、并在接收到PPS中断事件时对位置数据/时间数据处理确认是否遭受GNSS欺骗攻击。有益效果是软硬件协同、鲁棒性好。

【技术领域】

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种软硬件协同防止GNSS欺骗攻击芯片及系统。

【背景技术】

GNSS：全球卫星导航系统；Global Navigation Satellite System。全球导航卫星系统(GNSS)是在全球或区域基础上提供定位、导航和授时服务的系统。

PPS：秒脉冲；Pulse per Second。为GNSS接收器发出的秒脉冲，在整秒时刻发出。

GNSS欺骗：攻击者使用强信号干扰、回放已录制的GNSS信号、生成虚假GNSS信号等形式对GNSS使用者进行攻击。

在自动驾驶领域中，GNSS作为重要的传感器，提供位置、时间等信息。自动驾驶功能使用时间信息同步本地时间，供各个传感器使用；自动驾驶功能使用位置信息进行定位，通过地图获取当前路网结构等，确定驾驶策略等。GNSS接收器通常使用UART/SPI及GPIO与自动驾驶SoC芯片连接，其中UART/SPI等接口输出位置、速度、时间等信息，而GPIO则输出PPS(Pulse per Second)信号至自动驾驶SoC芯片。PPS信号在SoC芯片内部通常用作其他模块的触发等。

当前存在各种GNSS欺骗的手段，如信号压制、回放干扰、以及欺骗攻击等。因为当前自动驾驶SoC芯片并未对GNSS攻击进行特定设计，仅依靠软件诊断并不能有效对抗GNSS的干扰，则可能出现定位偏差，时间偏差，导致错误的决策，对行驶中的车辆以及交通参与者造成影响。

常见GNSS Receiver的标称误差精度在几十ns级别。在该标称精度的条件下，PPS信号能够满足自动驾驶功能的需求。但在实践中，因为各种原因可以观察到PPS信号的误差从ns级到ms级不等，无法满足自动驾驶系统所需。现有自动驾驶的SoC芯片并未对GNSS PPS的信号做特定的处理，如PPS信号的频率不稳、脉冲宽度不稳等，则造成不可预期的影响。

本发明针对自动驾驶领域的GNSS防欺骗芯片及系统进行了技术改进。

【发明内容】

本发明的目的是，提供一种软硬件协同、鲁棒性好的防止GNSS欺骗攻击芯片。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种软硬件协同防止GNSS欺骗攻击芯片，包括用于时间抖动识别与处理的PPS抖动识别与调整模块，所述PPS抖动识别与调整模块用于判定GNSS PPS信号抖动输出PPS抖动中断信号以及调整后的PPS信号；还包括处理器，所述处理器用于执行对GNSS时间/位置信息识别与处理的驱动程序、以及对PPS抖动中断信号进行处理的中断服务程序，所述中断服务程序用于暂停时间/位置数据的传输使用、并输出PPS中断事件给所述驱动程序，所述驱动程序用于接收和解码GNSS接收器信息获得时间/位置数据、并在接收到PPS中断事件时对位置数据/时间数据处理确认是否遭受GNSS欺骗攻击。