一種基于子空間投影的導(dǎo)航接收機欺騙式干擾消除方法
【專利摘要】一種基于子空間投影的導(dǎo)航接收機欺騙式干擾消除方法，涉及導(dǎo)航接收機抗干擾技術(shù)。本發(fā)明的目的是利用單天線即可有效的對欺騙式干擾進行抑制，同時不降低可用衛(wèi)星的數(shù)量。確定未被欺騙的M1個授權(quán)衛(wèi)星信號以及M3個欺騙式干擾信號；對已經(jīng)完成接收的欺騙式干擾信號的載波頻率信息、擴頻碼信息和導(dǎo)航電文信息進行復(fù)現(xiàn)；利用觀測到的欺騙式干擾信號的參數(shù)信息對欺騙式干擾信號矩陣進行重建；利用得到的欺騙式干擾信號矩陣構(gòu)建欺騙式干擾信號子空間的投影矩陣；計算欺騙式干擾子空間的補空間；將接收的中頻信號在補空間上進行投影，即完成干擾抑制運算。本發(fā)明能確保導(dǎo)航接收機在授權(quán)衛(wèi)星信號與欺騙式干擾信號并存時能夠正常對授權(quán)信號進行接收。
【專利說明】一種基于子空間投影的導(dǎo)航接收機欺騙式干擾消除方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航接收機欺騙式干擾消除方法，涉及導(dǎo)航接收機抗干擾技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System, GNSS)的發(fā)展， 基于位置的服務(wù)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，而GNSS接收機則是獲得 服務(wù)的重要工具。盡管導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)與接收機技術(shù)都已經(jīng)十分成熟了，但是其抗干擾性能 并沒有提高。而欺騙式干擾作為一種新型的干擾技術(shù)，繼壓制式干擾后，成為了全球?qū)Ш叫l(wèi) 星系統(tǒng)的又一潛在威脅。
[0003] 欺騙式干擾通常分為轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙式干擾與生成式欺騙式干擾。欺騙式干擾利用偽 造的導(dǎo)航衛(wèi)星信號，有意的引導(dǎo)接收機得到錯誤的位置信息或者時間信息，從而將接收機 引導(dǎo)至錯誤的地點或者對接收機得到的時間進行偽造。與壓制式干擾相比，欺騙式干擾更 加隱蔽，危害性更大。
[0004] 由于欺騙式干擾是通過偽造衛(wèi)星信號對用戶進行欺騙的，所以欺騙式干擾抑制或 者消除技術(shù)通常在接收機端完成。常用的欺騙式干擾消除技術(shù)是通過GNSS信號完好性檢 測出被欺騙的衛(wèi)星信號然后在位置解算過程中將相應(yīng)的衛(wèi)星信息棄之不用，這類方法盡管 避免了欺騙式干擾，但是會降低可用衛(wèi)星數(shù)量。而另外一種比較常用的欺騙式干擾抑制方 案則是基于陣列天線處理的，但是這類方案無法在普通的單天線接收機上實現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對【背景技術(shù)】指出的問題，本發(fā)明提供了一種基于子空間投影的導(dǎo)航接收機欺騙 式干擾消除方法，旨在利用單天線即可有效的對欺騙式干擾進行抑制，同時不降低可用衛(wèi) 星的數(shù)量。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：
[0007] -種基于子空間投影的導(dǎo)航接收機欺騙式干擾消除方法，定義導(dǎo)航接收機接收到 的信號經(jīng)過下變頻后得到的中頻信號為r IF，包含M1個未被欺騙的授權(quán)衛(wèi)星信號、M2個被欺 騙的授權(quán)衛(wèi)星信號和M 3個欺騙式干擾信號，其中有M2S M 3, Iici為高斯白噪聲；

【權(quán)利要求】
1. 一種基于子空間投影的導(dǎo)航接收機欺騙式干擾消除方法，定義導(dǎo)航接收機接收到的 信號經(jīng)過下變頻后得到的中頻信號為rIF，包含札個未被欺騙的授權(quán)衛(wèi)星信號、M2A被欺騙 的授權(quán)衛(wèi)星信號和M3個欺騙式干擾信號，其中有M2SM3，n(l為高斯白噪聲；
M3個欺騙式干擾信號對M1個未被欺騙的授權(quán)衛(wèi)星信號的解算結(jié)果產(chǎn)生影響，將這心個 欺騙式干擾信號消除，其特征在于，欺騙式干擾信號的消除過程為： 步驟一、導(dǎo)航接收機開機對信號進行接收，同時對欺騙式干擾信號進行檢測，確定未被 欺騙的M1個授權(quán)衛(wèi)星信號；確定M3個欺騙式干擾信號； 步驟二、對已經(jīng)完成接收的欺騙式干擾信號的載波頻率信息{/U/,···，/^：}、擴頻碼 信息…':^丨和導(dǎo)航電文信息丨<?/,···,丨進行復(fù)現(xiàn)；而這三種參數(shù)可在欺騙式 干擾信號的觀測通道的載波跟蹤環(huán)和碼跟蹤環(huán)得到； 步驟三、利用觀測到的欺騙式干擾信號的參數(shù)信息對欺騙式干擾信號矩陣進行重建， 假設(shè)每次運算的數(shù)據(jù)長度為K，則欺騙式干擾信號矩陣按下面的公式進行重建：
式中參數(shù)含義如步驟二所示，ti代表第i個采樣時刻； 步驟四、利用得到的欺騙式干擾信號矩陣按照公式（3)構(gòu)建欺騙式干擾信號子空間的 投影矩陣：
式中，Sh是S的共軛轉(zhuǎn)置矩陣； 步驟五、計算欺騙式干擾子空間的補空間： Hc=I-Hspoof (4) 步驟六、將接收的中頻信號在公式（4)得到的補空間上進行投影，即完成干擾抑制運 算：
式中，I是早位矩陣； 步驟七、M3個欺騙式干擾信號被消除，剩下的M2個被欺騙的授權(quán)衛(wèi)星信號變?yōu)檎５?授權(quán)衛(wèi)星信號；得到的信號r近似為包含MJM2個授權(quán)衛(wèi)星信號和噪聲的混合信號，即可對 其進行捕獲、跟蹤、解調(diào)和解算。
【文檔編號】G01S19/21GK104459723SQ201410834899
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】韓帥, 陳雷, 孟維曉 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)