[发明专利]基于波束扫描的卫星导航欺骗干扰感知与抑制系统和方法

说明书

本发明公开一种基于波束扫描的卫星导航欺骗干扰感知与抑制系统和方法，包括：依次连接阵列天线、射频通道、A/D转换器、基带处理板、无线加密传输模块，所阵列天线，用于接收卫星信号；所述射频通道，用于对卫星信号进行变频处理；所述A/D转换器，用于变频后的卫星信号进行采样；所述基带处理板，用于对采样后的信号进行干扰检测和抑制；所述无线加密传输模块，用于将检测得出的干扰信息上传至云数据中心。采用本发明的技术方案，利用欺骗干扰源与真实卫星信号的到达方向不同的特征来检测欺骗干扰。

技术领域

本发明属于卫星导航干扰检测与抑制技术，具体涉及一种基于波束扫描的卫星导航欺骗干扰感知与抑制系统和方法。

背景技术

在复杂电磁环境下或对抗场景中，卫星导航系统面临着各类干扰的影响。目前针对卫星导航接收机的干扰可以分为压制干扰和欺骗干扰两类。压制干扰主要通过发射大功率信号，恶化信噪比，从而使接收机无法正常接收卫星信号。欺骗干扰主要通过发射虚假信号使接收机定位结果偏离真实的位置与轨迹，从而达到欺骗的目的。欺骗干扰的信号功率通常与真实信号接近，具有一定的隐蔽性，一旦欺骗成功，其破坏效果也更突出，因此，检测并抑制欺骗干扰是一个关键问题。

根据实施方式不同，欺骗干扰可以被分为生成式和转发式两类。生成式一般适用于民码信号，这种方式可以修改星历、发射时间、可见星数量等参数，使接收机定位及授时异常，但是该方式不适用于加密的军码信号。转发式可适用于军码信号，也适用于民码信号，这种方式首先接收卫星信号，然后通过引入时延后转发，使接收机定位结果偏离真实位置。

针对各类欺骗干扰，学者们提出了较多的检测方法，可以归为以下几类：一类是组合导航系统结构，例如，基于惯性导航检测卫星伪距误差变化来检测欺骗干扰，该方法的检测概率较高，但只适用于紧耦合的组合导航系统。第二类是双接收机结构，例如，通过检测伪距双差、卫星钟差双差等参数识别欺骗干扰，但需要考虑系统时间同步的问题。第三类是单接收机结构，基于接收机自身捕获、跟踪参数检测干扰，例如，通过多相关峰检测来识别转发式欺骗干扰，该方法简单高效，但对于生成式干扰，检测概率较低，因为假信号对应的真实卫星目前可能不可见，此时不会产生多峰；还有基于前后相邻的伪距与位置差分信息实现欺骗干扰的检测；也有针对移动平台，利用干扰功率的变化识别假信号，该方法相对简单，但检测时效性不高。第四类是基于阵列结构，通过空间谱估计测出干扰来向，检测干扰存在与否，但在实际中，欺骗干扰功率仅略高于真实信号，甚至淹没在噪声中，测向算法准确性不高，所以这种方法的检测概率相对较低。

发明内容

为了能够更准确，更高效，更广泛地检测欺骗干扰，本发明提出一种基于波束扫描的欺骗干扰感知与抑制系统和方法，利用欺骗干扰源与真实卫星信号的到达方向不同的特征来检测欺骗干扰。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于波束扫描的卫星导航欺骗干扰感知与抑制系统，包括：依次连接阵列天线、射频通道、A/D转换器、基带处理板、无线加密传输模块，其中，

所阵列天线，用于接收卫星信号；

所述射频通道，用于对卫星信号进行变频处理；

所述A/D转换器，用于变频后的卫星信号进行采样；

所述基带处理板，用于对采样后的信号进行干扰检测和抑制；

所述无线加密传输模块，用于将检测得出的干扰信息上传至云数据中心。

作为优选，所述阵列天线阵元数量为10-30。

作为优选，基带处理板包含：波束扫描单元、相关处理单元、检测判决单元；所述波束扫描单元包括：零陷构造模块和加权处理模块。

所述零陷构造模块，用于构造处在跟踪状态的卫星信号的方向矢量，同时根据线性约束最小方差准则计算得出各阵元相应的权矢量；

所述加权处理模块，用于基于权矢量对阵列接收信号进行处理，按顺序依次对每颗卫星信号到达方向进行波束扫描，对卫星信号进行调零，以抑制该方向上的卫星信号；