[发明专利]一种基于最优估计的时间同步攻击检测与修正方法和装置

权利要求书

1.一种基于最优估计的时间同步攻击检测与修正方法，其特征在于，所述方法包括：

获取卫星授时接收机在观测窗口内的观测钟差序列；

根据所述观测钟差序列和用于刻画钟差的二项式模型的系数矩阵，以钟差二项式模型参数和钟差攻击量为优化变量，以受到时间攻击时观测钟差序列和真实钟差序列的差值最小为优化目标，构建最优化模型，在约束条件下求解所述最优化模型，得到所述钟差二项式模型参数的估计值和所述钟差攻击量的估计值；所述钟差二项式模型参数包括钟漂、频漂和钟差；

根据所述钟差二项式模型参数的估计值拟合所述观测窗口内的钟差模型，根据所述钟差模型确定所述观测窗口内的预测钟差序列；

根据所述观测钟差序列和所述预测钟差序列得到接收机钟差模型拟合残差，根据所述接收机钟差模型拟合残差判断所述接收机是否受到时间同步攻击，若受到攻击，根据所述钟差攻击量的估计值对所述接收机当前的钟差解算值进行修正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述观测钟差序列和用于刻画钟差的二项式模型的系数矩阵，以钟差二项式模型参数和钟差攻击量为优化变量，以受到时间攻击时观测钟差序列和真实钟差序列的差值最小为优化目标，构建最优化模型，在约束条件下求解所述最优化模型，得到所述钟差二项式模型参数的估计值和所述钟差攻击量的估计值，包括：

根据所述观测钟差序列和用于刻画钟差的二项式模型的系数矩阵，以钟差二项式模型参数和钟差攻击量为优化变量，以受到时间攻击时观测钟差序列和真实钟差序列的差值最小为优化目标，构建最优化模型为：

其中，，表示任意一个列向量；表示所述观测钟差序列，表示当前观测时刻，表示观测窗口长度，表示观测钟差；表示所述钟差攻击量的估计值的序列；表示钟差攻击量的真实值的序列；表示所述钟差二项式模型参数的估计值，其中分别表示接收机的钟漂、频漂和钟差的估计值；表示钟差二项式模型参数的真实值；表示所述系数矩阵；表示接收机钟漂的真实值；

在约束条件下求解所述最优化模型，得到所述钟差二项式模型参数的估计值和所述钟差攻击量的估计值的序列，根据所述钟差攻击量的估计值的序列得到所述钟差攻击量的估计值；所述约束条件为。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述钟差二项式模型参数的估计值拟合所述观测窗口内的钟差模型，根据所述钟差模型确定所述观测窗口内的预测钟差序列，包括：

根据所述钟差二项式模型参数的估计值拟合所述观测窗口内的钟差模型，根据所述钟差模型确定所述观测窗口内的预测钟差序列为：

其中，，n表示观测窗口内的时间序号；表示由所述钟差模型得到的预测钟差。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述观测钟差序列和所述预测钟差序列中的当前钟差判断所述接收机是否受到时间同步攻击，包括：

根据所述观测钟差序列和所述预测钟差序列的差值得到所述观测窗口内各时刻的拟合残差序列，；

根据拟合残差序列，，表示滑窗步长，得到所述拟合残差的均值和标准差；

判断时刻的拟合残差是否落在区间内，若，则认为接收机在时刻未受到时间同步攻击，若，则认为接收机在时刻受到时间同步攻击。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若受到攻击，根据所述钟差攻击量的估计值对所述接收机当前的钟差解算值进行修正，包括：

若受到攻击，根据所述钟差攻击量的估计值对所述接收机当前的钟差解算值进行修正，得到修正后的钟差解算值为：

其中，，表示在m时刻的所述钟差攻击量的估计值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述观测钟差序列和所述预测钟差序列中的当前钟差判断所述接收机是否受到时间同步攻击，若受到攻击，根据所述钟差攻击量的估计值对所述接收机当前的钟差解算值进行修正之后，包括：

将所述观测窗口向后移动个观测历元，继续进行时间同步攻击检测与修正。