[发明专利]一种基于SVM的GNSS生成式欺骗干扰检测方法

权利要求书

1.一种基于SVM的GNSS生成式欺骗干扰检测方法，具体步骤如下，其特征在于：

(1)对GNSS中频信号进行预处理，得到用于作为神经网络输入量的特征向量，特征向量包括改进Ratio移动均值、改进Ratio移动方差、改进Delta移动均值、改进Delta移动方差、早晚码相位差、载噪比移动方差和接收机钟差变化率；

步骤(1)具体包括：

(1.1)对GNSS中频信号进行预处理，输入原始中频信号；

(1.2)计算得到改进Ratio移动均值、改进Ratio移动方差；

其中，改进Ratio移动均值、改进Ratio移动方差的表达式为：

式中，RatioMA、RatioMV分别指的是改进Ratio移动均值和改进Ratio移动方差，R_d，improved(i)为数据中第i个数据样本的值，w为MA滑动窗口的长度，k为滑动区间，n为滑动窗口的总数，R_d，improved(i)的表达式为：

其中，I_e，d(n)、I_l，d(n)和I_p(n)分别式第n个相干积分内相关器同相支路的超前、滞后和即时输出，Q_e，d(n)、Q_l，d(n)和Q_p(n)分别为在第n个相干积分内相关器正交支路的超前、滞后和即时输出；

(1.3)计算得到改进Delta移动均值、改进Delta移动方差；

其中，改进Delta移动均值、改进Delta移动方差的表达式为：

式中，DeltaMA、DeltaMV分别指的是改进Delta移动均值、改进Delta移动方差，Δ_d，improved(i)的表达式为：

(1.4)计算得到早晚码相位差ELP；

其中，I_e(n)、Q_e(n)、I_l(n)和Q_l(n)分别为在第n个相干积分内I/Q支路相关器的超前、滞后输出；

(1.5)计算获得载噪比移动方差C/N₀(i)MV；

(1.6)计算获得接收机钟差变化率；

(1.7)将上述改进Ratio移动均值、改进Ratio移动方差、改进Delta移动均值、改进Delta移动方差、早晚码相位差、载噪比移动方差和接收机钟差变化率作为特征向量x，样本特征向量即为：

(1.8)对数据的预处理还包括缺失值处理、偏差计算、取观测到的所有卫星特征值的均值、数据标准化和主成分分析；

(2)构造不同核函数下的SVM模型，将GNSS信号样本随机抽取70％的数据用于训练，30％的数据用于测试；

(3)通过测试后，模型用于检测欺骗干扰是否发生。

2.根据权利要求1所述的一种基于SVM的GNSS生成式欺骗干扰检测方法，其特征在于：

步骤(2)具体包括：

(2.1)构造六个不同核函数下的SVM模型；

核函数定义为对于所有数据点需满足：

K(z_i,z_j)＝φ(z_i),φ(z_j)

其中，z_i和z_j为两个不同的支持向量，K(·)为核函数，φ(·)是从z到F_k的映射，是一个与核K(·)相关的内积特征空间：

φ：z_i∈z→φ(z_i)＝K(z_i，·)∈F_K

具体的核函数有以下六种：

第一种为线性Linear核，表示为：

第二、三、四种为径向基核RB函数的精高斯RBF核、中高斯RBF核和粗高斯RBF核，并写成：

其中，σ定义为核的宽度，同样，核尺度参数对应于RBF定义中的γ参数，只是与σ表示方式不同；

将上式中的RBF核尺度γ调整为不同的值:

其中，γ_fG、γ_mG和γ_cG分别为精高斯RBF核、中高斯RBF核和粗高斯RBF核对应时的γ取值，n为特征值个数；

第五、六种核函数是多项式Polynomial核，表示为：

其中，P是多项式核的阶数，分别取值2和3得到2阶多项式核函数和3阶多项式核函数；

(2.2)将信号样本随机抽取70％作为训练样本、随机抽取30％作为测试样本，将样本放入构造的不同核函数下的SVM模型进行训练和测试。