[发明专利]一种面向迭代状态伪造攻击下的水下目标定位方法

说明书

本发明提供一种面向迭代状态伪造攻击下的水下目标定位方法，包括：部署水下传感器节点，获取节点位置信息；对水下目标进行测距；节点利用邻节点的测量值通过定位方程求解水下目标位置；每一个节点将求解的位置与邻节点求解的位置做差，判断是否大于阈值，统计大于阈值的邻节点个数m，小于阈值的邻节点个数n；小于阈值的邻节点数加1比大于阈值的邻节点数多，判定节点定位误差小，传感器网络通过一致性迭代对目标准确定位；反之，则判定节点定位误差大；统计连续次数，若次数小于3，通过降低节点的迭代权重减小对定位的不利影响，反之，则节点受到迭代状态伪造攻击，从网络中去除，其余节点进行一致性迭代，根据定位结果实时更新阈值。

技术领域

本发明涉及水下传感器网络精确定位技术领域，具体而言，尤其涉及一种面向迭代状态伪造攻击下的水下目标定位方法。

背景技术

目前，在迭代状态伪造攻击条件下，通过水下传感器网络定位水下目标的方法旨在检测传感器网络是否遭受迭代状态伪造攻击，并减小或消除迭代状态伪造攻击对最终定位结果的影响。可为水下传感器网络完成各项复杂定位任务如水下目标探测、辅助水下导航定位工作提供理论依据与技术支撑。然而，受传感器精度限制，以及水下高动态、强噪声的恶劣测量环境影响，难以准确区分迭代状态伪造攻击与测量误差。这对水下目标的精确定位有很大影响。

现有技术中，中国专利申请号为201910338271.0，名称为“迭代状态伪造攻击注入攻击下的传感器网络事件触发信息融合方法”提出了一种方案，该方案通过网络攻击检测器判断其是否受到攻击，根据测量值和攻击识别结果更新后验信息矩阵和信息向量，并通过信息触发条件判断是否向网络传送信息矩阵和信息向量。传感器节点根据当前接收到邻节点的信息和其他通信邻节点的预测值进行信息融合。最后利用融合的信息更新自己的信息矩阵和信息向量以及邻节点的信息矩阵和信息向量预测值，直到监测时间到。但该方法不适合于网络遭受长时间迭代状态伪造攻击的情况；且攻击检测器适用于模型固定，环境干扰小的工作条件下，在水下传感器网络所处的高动态、强噪声条件下，定位精度低。

另外，中国专利申请号为201910352336.7，名称为“一种基于并行滤波的传感器网络安全实时在线监测系统”的专利文件给出了另一种方案，该方案设计了并行滤波的传感器网络安全实时在线监测系统，利用并行无迹卡尔曼滤波器对仪表所测真值进行估计。当系统运行故障、仪器故障以及遭受攻击时，两个滤波器间产生偏差，利用非参数累积和入侵检测法，得出系统以及各个仪表故障检测的决策统计量。当决策统计量大于预定义的阈值时，表示故障发生并发出报警信号。但该方法适用于网络拓扑结构稳定，模型工作环境干扰较小，低噪声，信号衰减不大的情况。当发出报警信号后，未能确定一定是由于系统遭受信息攻击，且不能有效排除攻击信息对系统的干扰。

因此，如何利用水下传感器网络，设计一种迭代状态伪造攻击下的水下目标定位方法，检测迭代状态伪造攻击并最小化迭代状态伪造攻击对定位精度的影响，同时考虑传感器的测量精度，兼具一定的容差性，实现对水下目标的精确定位成为亟待解决的难点。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种面向迭代状态伪造攻击下的水下目标定位方法。本发明具有提高传感器网络的定位精度、灵活性高、适用性强等优点。

本发明采用的技术手段如下：

一种面向迭代状态伪造攻击下的水下目标定位方法，包括以下步骤：

S1、在水下探测区域，随机部署n个传感器节点，构建水下传感器网络，n个传感器节点分别标记为1,2...,n，传感器节点配置深度探测器，节点间通过水声通信方式进行信息交互；