[发明专利]一种基于惯性信息辅助与参数估计的GNSS反欺骗环路跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于欺骗信号检测领域，具体涉及一种基于惯性信息辅助与参数估计的GNSS反欺骗环路跟踪方法。

背景技术

GNSS(全球导航卫星系统)欺骗式干扰可以在发射功率较低的情况下诱骗卫星导航系统接收机，对我国的北斗导航系统以及其他卫星导航系统的应用具有较大的威胁。因此如何保障卫星导航系统能够在恶意干扰的情况下仍能发挥作用是迫切需要研究和解决的问题。反欺骗技术其发展经历“欺骗系统验证与影响分析”、“欺骗信号检测”与“欺骗信号抑制”三个阶段。

“欺骗系统验证与影响分析”阶段，确定了目前欺骗干扰的结构和分类标准，并研究与分析了欺骗信号对接收机各个功能模块的影响。

在此基础上，提出了欺骗信号检测理论和方法，其中利用信号幅值、功率或AGC增益、移动天线检测信号到达角度这一类方法只能检测欺骗信号是否存在，无法抑制和减小欺骗信号对接收机的影响，另一方面由于功率可控和真实信号与欺骗信号相差小的情况会造成漏检和误检；利用L1与L2信号互相关的方法检测欺骗信号，需要额外的高效通信链路获取可靠L2信号，实现困难。完好性监测来检测欺骗信号方法对中级欺骗攻击，也存在失效的情况；而利用互相关值发生畸变的特点检测欺骗干扰方法，由于互相关函数直接反映接收码与本地生成码的匹配情况，能够提供更多信息，具有较好的发展前景，但由互相关函数值还受其他多种误差以及接收机参数的影响，还有待更深入的探究。

“欺骗信号抑制”与“欺骗信号检测”的研究几乎同时起步，但发展缓慢，相对“欺骗信号检测”的大量研究成果，其研究成果也显得非常薄弱和有限。CADLL(Coupled Amplitude Delay Locked Loop)估计信号方法，在欺骗信号相对真实信号有较大延时(>＝2chips)时，具有较好的跟踪效果。当欺骗信号与真实信号的延时差不足1码片时，CADLL将退化成普通DLL环路，不能分别跟踪到真实信号与欺骗信号。此外，该方法并未能分辨欺骗信号和真实信号。另一种信号估计算法，MEDLL(Multipath Estimation Delay Locked Loop)较CADLL而言，不会出现环路退化的问题。但该算法目前仅应用于多路径抑制方面，且根据多路径信号的特点进行了必要的优化，然而欺骗信号与多路径信号虽有类似之处，但更存在着较为明显的区别，因此，必须对其在反欺骗领域的应用进行大幅度的改进。

总体上，目前大量反欺骗技术主要针对欺骗信号的检测，而对如何让GNSS接收机不受或少受欺骗信号影响，继续跟踪真实信号的研究较为显不足。

发明内容

针对现有技术存在的问题与难点，本发明提出一种基于惯性信息辅助与参数估计的GNSS反欺骗环路跟踪方法，将信号算法反欺骗领域的应用进行探索性的研究；利用信号估计算法对类GNSS信号进行估计，并辅助惯性信息进行鉴别，融合信息进行欺骗信号和真实信号分辨；针对信号估计算法的应用辅以惯性导航信息提出了一种新的跟踪环路结构，具备为跟踪环路提供更多参考量，与保持GNSS与惯性导航系统相对独立的双重优势。实现一套集信号估计、检测和抑制欺骗信号、保持跟踪真实信号于一体的完备的反欺骗方案，极大抑制欺骗干扰且保证接收机工作的准确性和稳定性。

本发明的技术方案是：一种基于惯性信息辅助与参数估计的GNSS反欺骗环路跟踪方法，分为前向支路，辅助信息支路与反馈支路；

所述前向支路能够获得接收信号每一颗卫星信号的幅值、相位与码延时参数，对于受欺骗干扰的卫星信号，经过信号参数估计器能够获得两组信号幅值、相位与码延时参数；前向支路包括天线、接收前端、混频器、相关器组、信号参数估计器以及融合器；具体工作步骤如下：

步骤(1-1)，GNSS信号经过天线模块的接收和放大，输入接收前端使模拟射频信号转换为数字中频信号：