[发明专利]一种基于波束零陷指向的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法

说明书

本发明公开了一种基于波束零陷指向的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法，属于卫星导航技术领域。该方法通过对接收卫星号的判决，确定待检测卫星号，利用阵列通道对待检测卫星号的独立捕获、跟踪、鉴相、测量完成待检测卫星号的干涉仪测向，获取待检测卫星号相对定位设备的空间位置信息，将空间位置信息输入给空频抗干扰处理模块进行权值计算，通过空频抗干扰处理模块在该空域形成零陷，对待检测卫星号形成空域波束零陷抑制，重启定位设备捕获流程，验证形成空域波束零陷后对捕获到卫星的数目影响，实现欺骗信号的识别与告警输出。该方法适用范围广，对生成式欺骗、转发式欺骗、单天线欺骗、多天线欺骗以及各种样式的组合欺骗信号均有效。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是一种基于波束零陷指向的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法。

背景技术

随着全球卫星导航系统的发展，卫星导航定位设备已经成为人们寻找空间位置、速度测量、路径导航的主流应用，并深刻影响着人们的日常生活与国家安全。卫星导航定位设备广泛应用于军事、通信、导航、雷达、民航、交通等各个领域的定位、测速、导航、授时。随着卫星导航应用的深入，尤其是军事应用对卫星导航的可用性、连续性、完好性的高度需求，基于阵列天线的抗干扰应用逐渐成为卫星导航定位设备的应用主流，也越来越关注卫星导航应用的安全性和可靠性。然而由于到达地面的卫星导航信号比较微弱，而且导航信号工作频点、信号体制、电文格式等内容都是公开的，所以卫星导航十分容易被模拟干扰与欺骗，针对卫星导航的欺骗干扰检测的强烈需求也应运而生。

欺骗干扰主要利用卫星导航定位设备工作特性与信号设计的薄弱环节，以其隐蔽性好、干扰效能高而逐渐成为卫星导航定位设备的天敌。任何欺骗干扰都包括欺骗信号生成与欺骗信号发射两个环节，因此，欺骗干扰按照生成方式分为生成式欺骗与转发式欺骗，按照发射方式又分为单天线欺骗与多天线欺骗。两个环节组合后的欺骗样式更是复杂多样。在实际应用中，欺骗干扰样式复杂多变，干扰类型并不单一，传统的功率检测、多普勒检测、自主完好性检测等欺骗干扰检测方法都是针对某一种欺骗干扰样式有效，当面对复杂多样的欺骗干扰时存在很大的局限性。例如：

1、基于信号功率的欺骗干扰检测方法，该方法通过欺骗信号的功率强度及变化来检测欺骗信号的存在，但由于天线类型、天线姿态、多径影响等因素影响，存在很大的虚警检测概率；

2、基于信号多普勒的欺骗干扰检测方法，该方法利用卫星导航接收机相对卫星与欺骗干扰的载体动态的差异进行欺骗干扰检测，当卫星接收机动态较小时，或者针对发射方式是多天线的欺骗，该方法存在较大的应用局限性；

3、基于接收机自主完好性的欺骗干扰检测方法，该方法利用定位解算中残差的估计实现欺骗干扰的识别，该方法仅对1颗或2颗卫星存在欺骗时有效，当存在多颗卫星的生成式欺骗时，该方法无能为力。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处，提供一种基于波束零陷指向的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法，该方法适用范围广，不局限于某种单一样式的欺骗干扰，针对生成式欺骗、转发式欺骗、单天线欺骗、多天线欺骗以及各种样式的组合等所有的欺骗信号均有效。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于波束零陷指向的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法，包括如下步骤：

（1）通过卫星导航定位设备正常捕获并跟踪空间中的卫星信号，获取空间可视卫星号；通过对可视卫星号进行加权评估以选择存在欺骗风险的待检测卫星号；

（2）利用阵列天线的二维矩阵中相关通道，对待检测卫星号进行独立捕获、跟踪；获取载波观测信息，通过通道间的测量相位差进行鉴相处理，实现对检测卫星的干涉仪测向，获得检测卫星相对于卫星导航定位设备的空间位置二维角度信息；

（3）将空间位置二维角度信息作为调零算法的波束零陷形成输出，根据空频算法完成波束零陷权值计算；利用计算出的零陷权值，在检测卫星的空间角度形成波束零陷，对待检测卫星的空域形成空域滤波抑制；