專利名稱:一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)，其偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站將偽距差分信息，并回傳至偽衛(wèi)星；偽衛(wèi)星將偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文加密后形成反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文，并將該反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文與擴頻碼進行擴頻調(diào)制后，上變頻為射頻信號發(fā)射出去。本實用新型對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)而言，抗欺騙干擾的偽衛(wèi)星不但可以提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度、可靠性、完好性等，還可以提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的抗欺騙干擾能力。
【專利說明】一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，具體涉及一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)本身的一些先天性因素制約，造成了某些難以克服的弱點。比如衛(wèi)星導(dǎo)航信號很弱，容易受到有意和無意的干擾；其次，衛(wèi)星導(dǎo)航完全依賴于對衛(wèi)星無線電信號的接收，在衛(wèi)星分布不良或健康狀況不佳時，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性就會受到影響；特別是衛(wèi)星始終保持在接收機天線上方較高的高度角，造成衛(wèi)星集合圖形結(jié)構(gòu)不盡合理，從根本上限制了測高的精度。偽衛(wèi)星就是在這種情況下提出的，采用偽衛(wèi)星這些問題都可以解決。
[0003]隨著衛(wèi)星導(dǎo)航進一步完善，衛(wèi)星導(dǎo)航用戶越來越廣泛，但是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有一個致命的缺點，那就是衛(wèi)星到達地面的信號弱，容易受到各種干擾。特別是欺騙干擾，而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，欺騙干擾將逐漸成為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要威脅，欺騙式干擾比壓制式干擾嚴重得多，因為干擾會導(dǎo)致服務(wù)性能降低，而欺騙則可以控制用戶的接收機。因此，建設(shè)具有抗欺騙能力的偽衛(wèi)星增強系統(tǒng)，不但可以提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性和定位精度，又可增強系統(tǒng)抗欺騙能力。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)，其可以提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可用性和定位精度。
[0005]為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)，主要由偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站和偽衛(wèi)星構(gòu)成；其中偽衛(wèi)星包括擴頻碼生成模塊、反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊、信號調(diào)制模塊、上變頻模塊和天線.
[0007]偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站，建立在在用戶區(qū)的位置已知處，該偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站先接收所有可視GNSS衛(wèi)星信號，再根據(jù)可視GNSS衛(wèi)星信號計算出偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站的位置，后將偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站的實際位置和計算出的位置進行差分后獲得偽距差分信息，并回傳至偽衛(wèi)星；
[0008]偽衛(wèi)星的擴頻碼生成模塊，用于生成擴頻碼；
[0009]偽衛(wèi)星的反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊包括偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊、偽衛(wèi)星差分電文生成模塊、反電子欺騙增強電文模塊和加密模塊；
[0010]上述偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊，用于將偽衛(wèi)星星歷參數(shù)、偽衛(wèi)星時鐘參數(shù)和大氣傳播模型參數(shù)組合為偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文；
[0011]上述偽衛(wèi)星差分電文生成模塊，用于接收偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站發(fā)來的偽距差分信息組合為偽衛(wèi)星差分電文；
[0012]上述反電子欺騙增強電文模塊，用于將偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站觀測到的可視GNSS衛(wèi)星信息、偽衛(wèi)星相對每顆可視GNSS衛(wèi)星的方位角和仰角信息，以及方位角和仰角變化的門限值信息組合為反電子欺騙增強電文；
[0013]上述加密模塊，用于將上述生成的偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文加密后，生成反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文；
[0014]偽衛(wèi)星的信號調(diào)制模塊，用于將擴頻碼和反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文進行擴頻調(diào)制為基帶衛(wèi)星信號；
[0015]偽衛(wèi)星的上變頻模塊，用于將基帶衛(wèi)星信號進行上變頻形成射頻信號；
[0016]偽衛(wèi)星的天線，用于將射頻信號發(fā)射出去。
[0017]所述加密模塊包括局部加密模塊和全局加密模塊；其中局部加密模塊，用于對偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文進行分別局部加密；全局加密模塊，用于對局部加密后的偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文，進行全局加密生成最終的反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在現(xiàn)有衛(wèi)星系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，額外增設(shè)了一套具有抗欺騙能力的偽衛(wèi)星增強系統(tǒng)，該偽衛(wèi)星增強系統(tǒng)主要由偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站和偽衛(wèi)星構(gòu)成，其中偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站對信號處理的方式與傳統(tǒng)接收機大體相同，偽衛(wèi)星內(nèi)部的各模塊內(nèi)部對信號處理的方式與傳統(tǒng)衛(wèi)星大體相同。增設(shè)的偽衛(wèi)星增強系統(tǒng)，對于現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)而言，不但可以提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度、可靠性、完好性等，還可以提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的抗欺騙干擾能力。

【附圖說明】

[0019]圖1為抗欺騙干擾偽衛(wèi)星信號生成原理圖。

【具體實施方式】
[0020]一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)，其主要由偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站和偽衛(wèi)星構(gòu)成。
[0021]偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站，建立在在用戶區(qū)的位置已知處，該偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站先接收所有可視GNSS衛(wèi)星信號，再根據(jù)可視GNSS衛(wèi)星信號計算出偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站的位置，后將偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站的實際位置和計算出的位置進行差分后獲得偽距差分信息，并回傳至偽衛(wèi)星。偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站對信號處理的方式與傳統(tǒng)接收機基本相同。
[0022]偽衛(wèi)星如圖1所示，包括擴頻碼生成模塊、反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊、信號調(diào)制模塊、上變頻模塊和天線。其中偽衛(wèi)星內(nèi)部的各模塊內(nèi)部對信號處理的方式與傳統(tǒng)衛(wèi)星基本相同。即:
[0023]偽衛(wèi)星的擴頻碼生成模塊，用于生成擴頻碼。該擴頻碼生成模塊通過波形設(shè)計、碼參數(shù)優(yōu)化設(shè)計具有保密特性的擴頻碼，該擴頻碼在滿足保密性的同時，還要兼顧碼的相關(guān)特性、碼容量、測距精度等方面的性能。
[0024]偽衛(wèi)星的反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊包括偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊、偽衛(wèi)星差分電文生成模塊、反電子欺騙增強電文模塊和加密模塊。
[0025]上述偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊，將偽衛(wèi)星星歷參數(shù)、偽衛(wèi)星時鐘參數(shù)和大氣傳播模型參數(shù)，生成偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文。
[0026]上述偽衛(wèi)星差分電文生成模塊，接收偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站發(fā)來的偽距差分信息，生成偽衛(wèi)星差分電文。
[0027]上述反電子欺騙增強電文模塊，將偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站觀測到的可視GNSS衛(wèi)星信息、偽衛(wèi)星相對每顆可視GNSS衛(wèi)星的方位角和仰角信息，以及方位角和仰角變化的門限值信息，生成反電子欺騙增強電文。
[0028]上述加密模塊，將上述生成的偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文加密后，生成反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文。為了實現(xiàn)偽衛(wèi)星的抗欺騙干擾功能，偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文的播發(fā)采用加密處理。所述加密模塊包括局部加密模塊和全局加密模塊；其中局部加密模塊，用于對偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文進行分別局部加密；全局加密模塊，用于對局部加密后的偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文，進行全局加密生成最終的反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文。
[0029]偽衛(wèi)星的信號調(diào)制模塊，將擴頻碼和反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文進行擴頻調(diào)制為基帶衛(wèi)星信號。調(diào)制方式可以有BPSK/QPSK/B0C族等。
[0030]偽衛(wèi)星的上變頻模塊，將基帶衛(wèi)星信號進行上變頻形成射頻信號。
[0031 ] 偽衛(wèi)星的天線，將射頻信號發(fā)射出去。
【權(quán)利要求】
1.一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)，其特征是，主要由偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站和偽衛(wèi)星構(gòu)成；其中偽衛(wèi)星包括擴頻碼生成模塊、反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊、信號調(diào)制模塊、上變頻模塊和天線； 偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站，建立在在用戶區(qū)的位置已知處，該偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站先接收所有可視GNSS衛(wèi)星信號，再根據(jù)可視GNSS衛(wèi)星信號計算出偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站的位置，后將偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站的實際位置和計算出的位置進行差分后獲得偽距差分信息，并回傳至偽衛(wèi)星； 偽衛(wèi)星的擴頻碼生成模塊，用于生成擴頻碼； 偽衛(wèi)星的反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊包括偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊、偽衛(wèi)星差分電文生成模塊、反電子欺騙增強電文模塊和加密模塊； 上述偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文生成模塊，用于將偽衛(wèi)星星歷參數(shù)、偽衛(wèi)星時鐘參數(shù)和大氣傳播模型參數(shù)組合為偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文； 上述偽衛(wèi)星差分電文生成模塊，用于接收偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站發(fā)來的偽距差分信息組合為偽衛(wèi)星差分電文； 上述反電子欺騙增強電文模塊，用于將偽衛(wèi)星固定監(jiān)測站觀測到的可視GNSS衛(wèi)星信息、偽衛(wèi)星相對每顆可視GNSS衛(wèi)星的方位角和仰角信息，以及方位角和仰角變化的門限值信息組合為反電子欺騙增強電文； 上述加密模塊，用于將上述生成的偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文加密后，生成反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文； 偽衛(wèi)星的信號調(diào)制模塊，用于將擴頻碼和反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文進行擴頻調(diào)制為基帶衛(wèi)星信號； 偽衛(wèi)星的上變頻模塊，用于將基帶衛(wèi)星信號進行上變頻形成射頻信號； 偽衛(wèi)星的天線，用于將射頻信號發(fā)射出去。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗欺騙偽衛(wèi)星系統(tǒng)，其特征是，所述加密模塊包括局部加密模塊和全局加密模塊，其中 局部加密模塊，用于對偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文進行分別局部加密； 全局加密模塊，用于對局部加密后的偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文、偽衛(wèi)星差分電文和反電子欺騙增強電文，進行全局加密生成最終的反電子欺騙偽衛(wèi)星導(dǎo)航電文。
【文檔編號】G01S19-10GK204287484SQ201420348351
【發(fā)明者】紀元法, 孫希延, 符強, 鄧洪高, 孫希剛, 嚴素清, 肖建明, 王守華, 廖桂生 [申請人]桂林電子科技大學(xué)