[发明专利]反卫星导航欺诈的方法以及基于该方法的无人系统

说明书

技术领域

本发明属于导航定位领域，具体是涉及一种反卫星导航欺诈的方法以及基于该方法的无人系统。

背景技术

当前，无人车、无人机的导航系统高度依赖卫星定位信号，容易受到敌方的干扰和欺骗信号的影响，导致其可能会被轻易被俘或失能，这威胁着基于GPS导航的无人军用系统和严重依赖GPS导航的民用航空领域；例如，2011年伊朗先采用卫星导航欺骗技术，重构了接收器的GPS坐标，成功捕获了美国的RQ170“哨兵”无人机。而在民用航空领域，若重构GPS导航坐标，则很可能使飞机偏航，导致重大飞行事故，这使得民用航空存在极易被恐怖活动利用和攻击的技术漏洞。

为了弥补GPS导航存在的技术欺诈，各国都在不余遗力的提升GPS导航的严密等级，且研究一些能够反GPS导航欺诈的手段，例如，2014年，美国诺斯罗普·格鲁曼公司获得美军“通过图像补偿导航保持精确地理位置”的项目，该项目旨在无GPS信号环境下使用视觉辅助惯性导航系统开发实时图像地理匹配和导航算法。同年，在英国国防科学与技术实验室国防企业中心的支持下，普莱克斯技术公司正在研发一种基于视觉的导航跟踪装置，为在无GPS信号环境下的士兵提供精确导航。国内同行开展无人机反电子欺诈技术起步较晚，大多集中在如何对数据链如何进行加密的理论及技术上，与国外差距较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种反卫星导航欺诈的方法以及基于该方法的无人系统，它具有反卫星导航欺诈效果好，方法简单实用的优点。

本发明是这样来实现的，一种反卫星导航欺诈的方法，它包括如下步骤：

步骤1：特征场景及位置信息存储；预先将出发点和目标点的位置信息以及路途中显著位置点的信息数据存入到信息检测库中，该信息数据包括该显著位置点的位置信息以及N幅具有该显著位置点显著特征的图片；

步骤2：在未到达显著位置点时，采用载波相位双差欺骗检测技术不断检测是否存在卫星导航欺骗信号，若检测到存在欺骗信号，则进行步骤3，否则进行步骤4；

步骤3：检测到存在欺骗信号，则将临界点的位置信息作为起始点，采用惯性导航，向着最近的一个显著位置点前进，并开启图像匹配模式，根据图像匹配的结果，当到达最近的显著位置点时，用预存的显著位置点的信息数据对惯性导航进行纠偏；如此反复，直到到达目标点。

步骤4：到达临近显著位置点前，一直未检测到卫星导航欺骗信号，则到达临近显著位置点时进行图像匹配，若匹配，则重复步骤4，直到到达目标点；若不匹配，则进行步骤5；

步骤5：摄像头拍摄当前位置的地形环境图片，并将图片传回后方指挥站进行地图匹配，若匹配不成功，则原路返回出发点，若匹配成功，则进行步骤6；

步骤6：对当前的位置信息进行更新，并向着最近的一个显著位置点前进，同时开启图像匹配模式，根据图像匹配的结果，当到达最近的显著位置点时，用显著位置点的准确信息对惯性导航进行纠偏；如此反复，直到到达目标点。

所述图像匹配模式采用图像匹配方法，该图像匹配方法采用快速近似最近邻搜索算法进行特征的搜索，从目标图像中找出与场景图像的欧氏距离最近和次近的两个点，以最近欧氏距离与次近欧氏距离的比值同给定的阈值T比较来判定特征点是否匹配。

一种基于反卫星导航欺诈方法的无人系统，其特征在于，它包括采用上述反卫星导航欺诈方法的无人机系统和无人车系统。

本发明的有益效果为：本发明能够很好地侦查GPS导航中的欺诈企图，并及时采取图像匹配与惯性导航等措施，高效迅速弥补GPS欺诈中卫星导航无法使用的空白时间区间，帮助无人系统顺利到达目标点。

附图说明

图1为本发明反卫星导航欺诈的方法的流程方框图。

图2为本发明图像匹配方法中图像匹配点选取的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示，本发明采用的反卫星导航欺诈的方法，包括如下步骤：

步骤1：特征场景及位置信息存储；预先将出发点和目标点的位置信息以及路途中显著位置点的信息数据存入到信息检测库中，该信息数据包括该显著位置点的位置信息以及N幅具有该显著位置点显著特征的图片；

步骤2：在未到达显著位置点时，采用载波相位双差欺骗检测技术不断检测是否存在卫星导航欺骗信号，若检测到存在欺骗信号，则进行步骤3，否则进行步骤4；