[发明专利]卫星导航信号的验证

说明书

公开了一种用于提供关于由卫星导航系统中的卫星发送的加密信号的信息的方法和设备。获取所发送的加密信号的数据序列，从数据序列中提取信号样本，所述信号采样包括数据序列中长度小于数据序列的总长度的一部分，并且将信号样本和关于包括在信号样本中的数据何时由卫星发送的信息作为加密信号信息发送至接收机以供卫星导航系统使用。还公开了一种用于基于加密信号信息来验证未加密信号的方法和设备。具体地，基于未加密信号来获取接收机的内部时钟和卫星的内部时钟之间的时间偏差，接收加密信号信息，基于获取的时间偏差来标识接收到的加密信号中期望对应于信号样本的部分，将所标识的部分与信号样本相关，以及如果获得预定的阈值相关性则判定接收到的未加密信号是真实的。

技术领域

本发明涉及卫星导航系统。具体地，本发明涉及提供由卫星导航系统中的卫星发送的加密信号的样本、在接收机处接收样本和将样本与接收到的加密信号相关以验证从卫星接收到的未加密信号。

背景技术

诸如全球定位系统(GPS)之类的全球导航卫星系统(GNSS)在广泛的应用范围内用来为位于地球表面上或接近地球表面的接收机提供精确的定位数据。接收机从多个卫星接收导航信号并且执行三边测量以确定其位置坐标。特别地，每个接收到的信号包括关于发送信号的时间的信息。通过测定接收到信号的时间，能够计算出信号被传送的距离。

卫星导航系统通常包括供不同用户组使用的多种服务。例如，可以提供高精度服务供已授权用户组使用，诸如紧急服务和军事，同时可以利用低精度服务供拥有兼容接收机的任何人公用。高精度服务利用信号加密来阻止未授权用户获取高精度定位，而低精度服务通过可以由任何商业可用的接收机接收和处理的未加密定位信号来提供。然而，因为低精度服务未被加密，所以接收机无法证实所接收到的信号是否来自可信源。由此，低精度服务的使用者特别易受诸如电子欺骗和虚造干扰的恶意活动的攻击，在所述电子欺骗中攻击者传播具有假的定时信息的高功率的类似GNSS的信号以欺骗接收机计算不正确的位置，在所述虚造干扰中攻击者转播真实的GNSS信号以获取类似效果。因此，需要有一种允许接收机验证所接收到的未加密信号以判定信号是否可信的方法。

在此背景下做出了本发明。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于提供关于由卫星导航系统中的卫星发送的加密信号的加密信号信息的方法，所述方法包括：获取所发送的加密信号的数据序列；从数据序列中提取信号样本，所述信号样本包括数据序列中长度小于数据序列的总长度的一部分，所述信号样本包括多个子样本，每个子样本都包括单独部分的数据序列使得数据序列在多个子样本的连续子样本之间是不连续的；并且将信号样本和关于包括在信号样本中的数据何时由卫星发送的信息作为加密信号信息发送给接收机以供在卫星导航系统中使用。

所述加密信号信息可以包括多个信号样本，每个信号样本都是从多个加密信号中的不同的一个加密信号中提取的，每一个加密信号由卫星导航系统中的不同的卫星发送。

每个加密信号可以作为码片序列发送，加密信号信息可以包括关于由卫星导航系统中的M个卫星发送的加密信号码片的信息，并且包括在信号样本中的数据序列的一部分中的码片数量N可以由N≤M-1给出。

所述码片序列可以为通过数据位所调制的伪随机数PRN序列，并且如果其中一个子样本包括数据位转换，则码片中的所述子样本的长度N可以由N≤2(M-1)给出。

所述方法可以进一步包括：通过检测所发送的加密信号、标识检测到的加密信号中对应于信号样本的部分、将检测到的加密信号的标识的部分与信号样本相关，以及如果获得预定的阈值相关性则确认信号样本，以在发送每个信号样本至接收机之前确认每个信号样本。

可以通过直接检测由卫星发送的加密信号来获取加密信号的数据序列。在此，数据序列意指所发送的加密码片的序列，其例如在伽利略GNSS中是通过利用卫星发送的数据位调制伪随机数(PRN)编码码片来获取的。例如，可以使用高增益定向天线来检测所述加密信号。