本发明公开了一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，包括以下步骤：步骤S1，在卫星接收机重新捕获及跟踪信号时，基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测，利用卫星接收机基带信号处理过程中伪码解扩的相关峰值结果，进行欺骗信号检测；步骤S2，如未检测出欺骗信号，则利用航迹推算方法获得的载体运动状态，及由星历参数获得的卫星运动状态信息，进一步对重新捕获及跟踪信号进行码相位辨识处理，即对卫星接收机解扩的伪码相位参数进行真假辨识；步骤S3，在检测出接收机解扩解调信号含有欺骗信号以后，对欺骗信号进行报警与隔离处理，从而增强卫星接收机的抗欺骗干扰能力。
1.一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在卫星接收机重新捕获及跟踪信号时，首先判别各通道重新捕获信号后跟踪卫星号与重新捕获信号前正常跟踪的卫星号是否相同，如不同则直接进行码相位辨识处理；如有相同则首先进行相关峰值检测，再基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测，利用卫星接收机基带信号处理过程中伪码解扩的相关峰值结果，进行欺骗信号检测，在卫星接收机经历卫星信号干扰器的欺骗干扰作用后，卫星接收机出现信号失锁；
步骤S2，如未检测出欺骗信号，则利用航迹推算方法获得的载体运动状态，及由星历参数获得的卫星运动状态信息，进一步对重新捕获及跟踪信号进行码相位辨识处理，即对卫星接收机解扩的伪码相位参数进行真假辨识；
步骤S3，在检测出接收机解扩解调信号含有欺骗信号以后，对欺骗信号进行报警、隔离以及对接收机进行冷启动处理，从而增强卫星接收机的抗欺骗干扰能力；
步骤S1中卫星接收机利用接收的真实信号进行基带信号捕获、跟踪处理及定位解算，并记录跟踪卫星星号；在经历卫星信号干扰器的欺骗干扰作用后，卫星接收机出现信号失锁，在卫星接收机重新捕获及跟踪信号时开始基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测处理；
步骤S1-1，卫星接收机采取多通道并行捕获及跟踪处理模式，在信号重新捕获及跟踪后，首先判别各通道重新捕获信号后跟踪第i个通道的卫星号 与重新捕获信号前正常跟踪的第i个通道的卫星号PRNi是否相同，i＝1，…，n，i表示通道号，n表示通道总数，如不同则直接进行码相位辨识处理；如有相同则首先进行相关峰值检测，再根据相关峰值结果判定欺骗信号存在与否，如未检测出欺骗信号，再进一步利用码相位辨识方法进行欺骗信号检测；
步骤S1-2，利用相关峰值结果判定欺骗信号方法为：将输入中频信号与相位相差90°的两路本地复制载波相乘后得到信号I和信号Q两路信号，其中I路信号为同相相关信号，Q路信号为正交相关信号；进行相干积分结果计算；对各个码相位值上的相干积分结果进行峰值计算，当出现任意一个载波多普勒频率下的峰值数目大于等于2时，即判定解扩的卫星信号中存在卫星欺骗信号，该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数相同；当出现同一颗卫星在不同的载波多普勒频率下的峰值总数大于等于2时，判定解扩的卫星信号中存在伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数不同；如搜索载波多普勒频率下的峰值数目仅为1，则进行下一步步骤S2；如未搜索到相关峰值则视为捕获失败，判定该搜索卫星为不可见星。
2.根据权利要求1所述的一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，其特征在于，步骤S2对重新捕获及跟踪的信号进行码相位辨识处理，包括：各通道分别对重新捕获信号后信号进行跟踪处理，跟踪环路按照一定的输出周期获得卫星接收机定位所需的伪距观测值，卫星接收机利用遭遇卫星信号干扰器干扰前获得的最后一个周期的定位、定速结果进行航位推算，通过利用航位推算得到的位置结果进行码相位的辨识处理，判别出所跟踪的信号中是否含有欺骗信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，其特征在于，步骤S3对该颗卫星进行报警、隔离以及对接收机进行冷启动处理，包括：屏蔽该欺骗卫星信号伪距观测量的使用，利用其它任意一个真实信号的伪距观测量进行重新定位，如果出现跟踪通道中处理的卫星信号大于50％的数量为欺骗信号的情况，则对接收机进行冷启动，即对整个星座的全部卫星逐一进行搜索捕获及欺骗信号检测，如果仍无法进行正常定位则采用航位推算位置结果进行暂时定位。
4.根据权利要求3所述的一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，其特征在于，步骤S1中所述的利用相关峰值检测欺骗信号的方法为：首先将输入中频信号分别与相位相差90°的两路复制载波信号相乘后得到信号I和信号Q两路信号，其中I路信号为同相相关信号，Q路信号为正交相关信号；然后，再将信号I和信号Q与复制伪码信号进行时间为1ms的相关运算，即得到输入信号与复制伪码的相关结果，接着将相关结果经过时间为Tcoh的相干积分后得到I、Q两路的相干积分结果I(n)和Q(n)，计算方法如公式(1)所示；
其中，Ap为信号幅值，D(n)是值为±1的导航数据比特电平值，R(δτ)为扩频码的自相关函数，δτ为接收码相位与搜索码相位之间的差值，fe和φe分别为接收载波信号与复制载波信号的频率差值与相位差值，nI和nQ分别为I、Q两路上均值为0且互不相关的噪声分量；
对各个码相位值上的相干积分结果进行峰值V计算，计算结果如大于峰值阈值，则判定为检测到峰值，计算方法如公式(2)所示；
所述的相关峰值检测过程对-5KHz～5KHz的载波多普勒频率范围及所有码相位空间进行逐一搜索，当出现任意一个载波多普勒频率下的峰值数目大于等于2时，即判定解扩的卫星信号中存在卫星欺骗信号，该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数相同；当出现同一颗卫星在不同的载波多普勒频率下的峰值总数大于等于2时，判定解扩的卫星信号中存在伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数不同。
5.根据权利要求4所述的一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，其特征在于，步骤S2中所述的码相位辨识处理，包括：各通道分别对重新捕获信号后信号进行跟踪处理，然后跟踪环路按照一定的输出周期获得卫星接收机定位所需的伪距观测值，由各周期的卫星接收机接收信号时间tu,k与卫星发射信号时间ts,k之间的差值乘以光速c计算伪距观测值，k均表示周期数，而卫星发射信号时间ts,k由每周期跟踪得到的码相位值τcode,k推算得到，计算方法见公式(3)；
其中，w为k时刻已经接收到的整个导航电文数据码在当前子帧中的字数，SOW为以秒为单位的周内时，b为当前字中已经接收到电文的比特数，cy为当前比特中已经接收到的伪码整周数，fcode为码速率；
利用卫星接收机遭遇卫星信号干扰器干扰前获得的最后一个周期的定位、定速结果进行航位推算，通过航位推算得到的位置结果进行第k个周期码相位估值 计算，将跟踪得到的码相位值τcode,k与码相位估值 做差，获得码相位差值Δτcode,k；连续计算10个周期的码相位差值，如果其中超过5个周期的差值均大于设定码相位阈值时，判定所跟踪信号中含有欺骗信号，此处码相位阈值选为一个整周期所含码片数，即fcode×10-3，否则判定为不含欺骗信号；
步骤S2中，码相位辨识处理中利用航位计算的三维位置Xr＝(xr,yr,zr)推算码相位估值的方法如公式(4)所示：
其中，XS＝(xs,ys,zs)为信号发射时刻卫星所在的三维位置，由卫星接收机中保存的星历参数计算获得，|Xr-XS|为卫星接收机推算位置与卫星位置之间的欧式距离，由式(5)计算获得：如利用码相位辨识方法检测出欺骗信号存在，则进行欺骗信号类型判别。
6.根据权利要求5所述的一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，其特征在于，所述的欺骗信号类型判别方法如下：检测及比较该欺骗信号所用的卫星号与重新捕获信号前所有通道跟踪的卫星星号是否相同，如相同，则该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号；如不同，则该欺骗信号为原本不存在的虚有卫星欺骗信号。
一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法
技术领域
[0001] 本发明属于卫星导航及接收机信号处理的技术领域，特别涉及一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法。
背景技术
[0002] 卫星导航作为导航领域中的重要技术途径，可实时向全球用户提供全天候、连续、高精度的三维位置信息。随着各类卫星导航干扰、欺骗技术的逐步发展，干扰及欺骗信号对卫星导航系统的精度、连续性和完好性都提出了严峻的挑战，尤其是欺骗干扰将严重威胁卫星导航系统定位性能的有效应用。
[0003] 目前的卫星欺骗信号检测方法大多为采用多天线方法在射频信号处理阶段进行识别，硬件设计要求高，实现难度较大，而在卫星接收机基带信号处理过程中利用码相位特征进行欺骗信号检测的方法较少。欺骗信号实施欺骗的技术手段主要是模拟调制载波频率与真实信号相似的卫星信号，而由于其定位欺骗需求，其码相位参数与真实卫星信号的码相位值有较大差异，才能诱使卫星接收机进行错误定位，而一般的卫星接收机对所解扩及跟踪码相位值不进行辨别，测量获得后直接用于相应的定位解算处理，这就给了卫星欺骗干扰方得以实现其欺骗目的的机会。
发明内容
[0004] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中卫星定位欺骗技术的发展及欺骗信号对卫星接收机可靠应用的威胁的技术缺陷，提供一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，在卫星接收机经历卫星信号干扰器的欺骗干扰作用后，卫星接收机出现信号失锁，包括以下步骤：
[0006] 步骤S1，在卫星接收机重新捕获及跟踪信号时，基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测，利用卫星接收机基带信号处理过程中伪码解扩的相关峰值结果，进行欺骗信号检测；
[0007] 步骤S2，如未检测出欺骗信号，则利用航迹推算方法获得的载体运动状态，及由星历参数获得的卫星运动状态信息，进一步对重新捕获及跟踪信号进行码相位辨识处理，即对卫星接收机解扩的伪码相位参数进行真假辨识；
[0008] 步骤S3，在检测出接收机解扩解调信号含有欺骗信号以后，对欺骗信号进行报警与隔离，从而增强卫星接收机的抗欺骗干扰能力。
[0009] 本发明步骤S1中卫星接收机利用接收的真实信号进行基带信号捕获、跟踪处理及定位解算，并记录跟踪卫星星号；在经历卫星信号干扰器的欺骗干扰作用后，卫星接收机出现信号失锁，在卫星接收机重新捕获及跟踪信号时开始基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测处理。
[0010] 本发明步骤S1包括：
[0011] 步骤S1-1，卫星接收机采取多通道并行捕获及跟踪处理模式，在信号重新捕获后，首先判别各通道重捕后跟踪第i个通道的卫星号 与重捕前所有通道正常跟踪的第i个通道的卫星号PRNi是否有相同星，i＝1，…，n，i表示通道号，n表示通道总数，如不同则直接进行码相位辨识处理；如有相同则首先进行相关峰值检测，再根据相关峰值结果判定欺骗信号存在与否，如未检测出欺骗信号，再进一步利用码相位辨识方法进行欺骗信号检测。
[0012] 步骤S1-2，利用相关峰值结果判定欺骗信号方法为：将输入中频信号与相位相差90°的两路本地复制载波相乘后得到信号I和信号Q两路信号，其中I路信号为同相相关信号，Q路信号为正交相关信号；进行相干积分结果计算；对各个码相位值上的相干积分结果进行峰值计算，当出现任意一个载波多普勒频率下的峰值数目大于等于2时，即判定解扩的卫星信号中存在卫星欺骗信号，该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数相同；当出现同一颗卫星在不同的载波多普勒频率下的峰值总数大于等于2时，判定解扩的卫星信号中存在伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数不同；如搜索载波多普勒频率下的峰值数目仅为1，则进行下一步；如未搜索到相关峰值则视为捕获失败，判定该搜索卫星为不可见星。
[0013] 步骤S2对重捕后的信号进行码相位辨识处理，包括：各通道分别对重捕后信号进行跟踪处理；跟踪环路按照一定的输出周期(周期可设为100ms，500ms或1000ms)获得卫星接收机定位所需的伪距观测值(参见：谢钢.GPS原理与接收机设计.北京：电子工业出版社，2009)，伪卫星接收机利用遭遇卫星信号干扰器干扰前获得的最后一个周期的定位、定速结果进行航位推算，航迹推算方法为利用载体在信号干扰前所获得的已知位置及速度状态，根据上一时刻的运行位置和速度推算出载体在当前时刻的位置，然后再从当前时刻的位置出发推算下一时刻的位置信息，通过利用航位推算得到的位置结果进行码相位的辨识处理，判别出所跟踪的信号中是否含有欺骗信号。
[0014] 步骤S3判别该欺骗信号类型，同时对该颗卫星进行报警及隔离处理，包括：首先进行欺骗信号类型判别，同时屏蔽该欺骗卫星信号伪距观测量的使用，利用其它任意一个真实信号的伪距观测量进行重新定位，如果出现跟踪通道中处理的卫星信号大于50％的数量为欺骗信号的情况，则对接收机进行冷启动，即对整个星座的全部卫星逐一进行搜索捕获及欺骗信号检测，如果仍无法进行正常定位则采用航位推算位置结果进行暂时定位；如果未检测出欺骗信号，则按接收机原定位解算方式完成正常的定位功能。
[0015] 步骤S1中所述的相关峰值检测及判别欺骗信号的方法为：首先将输入中频信号分别与相位相差90°的两路复制载波信号相乘后得到信号I和信号Q两路信号，其中I路信号为同相相关信号，Q路信号为正交相关信号；然后，再将信号I和信号Q与复制伪码信号(参见：谢钢.GPS原理与接收机设计.北京：电子工业出版社，2009)进行时间为1ms的相关运算，即得到输入信号与复制伪码的相关结果，接着将相关结果经过时间为Tcoh的相干积分后得到I、Q两路的相干积分结果I(n)和Q(n)，计算方法如公式(1)所示；
[0016] I(n)＝APD(n)R(τ)sinc(feTcoh)cosφe+nI (1)，
[0017] Q(n)＝APD(n)R(τ)sinc(feTcoh)sinφe+nQ
[0018] 其中，Ap为信号幅值，D(n)是值为±1的导航数据比特电平值，R(τ)为扩频码的自相关函数，τ为接收码相位与搜索码相位之间的差值，fe和φe分别为接收载波信号与复制载波信号的频率差值与相位差值，nI和nQ分别为I、Q两路上均值为0且互不相关的噪声分量；
[0019] 对各个码相位值上的相干积分结果进行峰值V计算，计算结果如大于峰值阈值，则判定为检测到峰值，本发明中阈值设置为2.0～2.6，计算方法如公式(2)所示；
[0020]
[0021] 所述的相关峰值检测过程对-5KHz～5KHz的载波多普勒频率范围及所有码相位空间进行逐一搜索，当出现任意一个载波多普勒频率下的峰值数目大于等于2时，即判定解扩的卫星信号中存在卫星欺骗信号，该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数相同；当出现同一颗卫星在不同的载波多普勒频率下的峰值总数大于等于2时，判定解扩的卫星信号中存在伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数不同。
[0022] 本发明步骤S1和步骤S2中所述的码相位辨识处理，包括：各通道分别对重捕后信号进行跟踪处理，然后跟踪环路按照一定的输出周期(周期可设为100ms，500ms或1000ms)获得卫星接收机定位所需的伪距观测值，具体方法为由各周期(以下k均表示周期数)的卫星接收机第k个周期接收信号时间tu,k与卫星第k个周期发射信号时间ts,k之间的差值乘以光速c计算伪距观测值，而卫星第k个周期发射信号时间ts,k由第k个周期跟踪得到的码相位值τcode,k推算得到，计算方法见公式(3)；
[0023]
[0024] 其中，w为k时刻已经接收到的整个导航电文数据码在当前子帧中的字数，SOW为以秒为单位的周内时，b为当前字中已经接收到电文的比特数，cy为当前比特中已经接收到的伪码整周数，fcode为码速率；
[0025] 在卫星接收机遭遇卫星信号干扰器的压制干扰及欺骗干扰时刻起，利用卫星接收机遭遇卫星信号干扰器干扰前获得的最后一个周期的定位、定速结果进行航位推算，通过航位推算得到的位置结果进行第k个周期码相位估值 计算，将跟踪得到的码相位值τcode与码相位估值 做差，获得码相位差值Δτcode；连续计算10个周期的码相位差值，如果其中超过5个周期的差值均大于设定码相位阈值时，判定所跟踪信号中含有欺骗信号，此处码相位阈值选为一个整周期所含码片数，即fcode×10-3，否则判定为不含欺骗信号；
[0026] 步骤S2中，码相位辨识处理中利用航位计算的三维位置Xr＝(xr,yr,zr)推算码相位估值 的方法如公式(4)所示：
[0027]
[0028] 其中，XS＝(xs,ys,zs)为信号发射时刻卫星所在的三维位置，由卫星接收机中保存的星历参数计算获得，|Xr-XS|为卫星接收机推算位置与卫星位置之间的欧式距离，由式(5)计算获得：
[0029]
[0030] 航迹推算方法利用卫星接收机载体在上一时刻所处的已知运动状态，根据当前的运行航向和航速推算出载体在当前时刻的位置，然后再从当前时刻的位置出发推算下一时刻的位置信息。
[0031] 本发明所述的欺骗信号类型判别方法如下：检测及比较该欺骗信号所用的卫星号与重新捕获信号前所有通道跟踪的卫星星号是否相同，如相同，则该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号；如不同，则该欺骗信号为原本不存在的虚有卫星欺骗信号。
[0032] 本发明步骤S3中所述的欺骗信号隔离方法为：屏蔽该欺骗卫星信号伪距观测量的使用，利用其它真实信号的伪距观测量进行重新定位，如果出现跟踪通道中处理的卫星信号大于50％的数量为欺骗信号的情况，则对接收机进行冷启动，即对整个星座的全部卫星逐一进行搜索捕获及欺骗信号检测，如仍无法进行正常定位则采用航位推算位置结果进行暂时定位。
[0033] 由于卫星接收机跟踪伪码相位与卫星及接收机之间的相对位置有着本质的内在联系，因此为本发明中利用码相位参数辨识卫星接收机欺骗信号提供了技术基础，提高了卫星接收机对欺骗信号的甄别能力及接收机自身应用的可靠性能。
[0034] 本发明与现有技术相比克服了现有的卫星欺骗信号检测方法在射频信号处理阶段进行识别时对硬件设计要求较高的难度，构建了一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，通过对卫星接收机基带信号处理过程中伪码解扩的自相关峰值进行检测，然后利用航迹推算获得的载体运动状态及由星历参数获得的卫星运动状态信息对卫星接收机解扩的伪码相位进行真假辨识，实现卫星接收机对解扩解调信号中是否含有欺骗信号及鉴别欺骗信号类型的判别功能，从而增强卫星接收机的抗欺骗干扰能力及应用可靠性。提出的基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法具有以下优点：(1)提供了利用基带信号处理过程中伪码解扩的自相关峰值结果进行欺骗信号检测的功能；(2)提供了利用航迹推算载体状态及星历参数获得的卫星状态对欺骗信号进行辨识功能；(3)提供了卫星欺骗信号类型的判别功能。
附图说明
[0035] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0036] 图1是本发明的基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法流程图。
[0037] 图2是本发明的利用码相位辨识欺骗信号方法流程图。
[0038] 图3是本发明对应的利用相关峰值检测方法判别真实信号与欺骗信号结果图。
[0039] 图4是本发明对应的基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测实验结果图。
具体实施方式
[0040] 如图1所示，本发明的原理是：通过对卫星接收机基带信号处理过程中伪码解扩的自相关峰值进行检测，再利用航迹推算方法获得的载体运动状态及由星历参数获得的卫星运动状态信息对卫星接收机解扩的伪码相位进行真假辨识，最后在检测出接收机解扩解调信号含有欺骗信号以后，对欺骗信号进行报警与隔离，实现卫星接收机对欺骗信号的检测及辨识功能，实现一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法。具体实施方法如下：
[0041] (1)卫星接收机首先利用接收的真实信号进行正常的基带信号捕获、跟踪处理及定位解算，并记录跟踪卫星星号，然后在经历卫星信号干扰器的压制干扰及欺骗干扰作用后，卫星接收机信号失锁后重新捕获信号并进行跟踪，此时开始基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测及判别处理。
[0042] (2)卫星接收机采取多通道并行捕获及跟踪处理模式，在信号重新捕获后，首先判别各通道重捕后跟踪卫星号 与重捕前所有通道正常跟踪的卫星号PRNi是否有相同星号，i＝1，…，n，i表示通道号，n表示通道总数，如有相同则先进行相关峰值检测，然后再根据相关峰值检测结果直接判定欺骗信号检测结果或再经码相位辨识处理后进一步判定；如不同则直接进行码相位辨识处理。
[0043] (3)欺骗信号的相关峰值检测判别方法需利用卫星导航系统中扩频码的相关特性，具体方法为：将输入中频信号与相位相差90°的两路本地复制载波相乘后得到I、Q两路信号，其中I路信号为同相相关信号，Q路信号为正交相关信号，然后经过傅里叶变换再与频域范围下的本地复制伪码信号相乘，相乘后结果经过傅里叶逆变换再次转换为时域信号，经幅值计算后即得到输入信号与本地伪码的相关结果，接着将相关结果经过时间为Tcoh的相干积分后得到I、Q两路的相干积分结果I(n)和Q(n)，具体形式见公式(1)所示，对各个码相位值上的相干积分结果进行峰值V计算，计算方法如公式(2)所示，计算结果如大于峰值阈值，则判定为检测到峰值，峰值阈值根据经验设定，此方法中设为2.6。
[0044] 相关峰值检测过程需对-5KHz～5KHz的载波多普勒频率范围及所有码相位空间进行逐一搜索，当出现某个载波多普勒频率下的峰值数目大于或等于2时，即判定解扩的卫星信号中存在卫星欺骗信号，该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数相同；当出现同一颗卫星在不同的载波多普勒频率下的峰值总数大于或等于2时，同样判定解扩的卫星信号中存在伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号，且伪装的多普勒频率参数不同。
[0045] I(n)＝APD(n)R(τ)sinc(feTcoh)cosφe+nI (1)
[0046] Q(n)＝APD(n)R(τ)sinc(feTcoh)sinφe+nQ
[0047]
[0048] 其中，Ap为信号幅值，D(n)是值为±1的导航数据比特电平值，R(τ)为扩频码的自相关函数，τ为接收码相位与搜索码相位之间的差值，fe和φe分别为接收载波信号与复制载波信号的频率差值与相位差值，nI和nQ分别为I、Q两路上均值为0且互不相关的噪声分量。
[0049] (4)如经过步骤(3)中相关峰值检测判别方法未识别出欺骗信号，或由步骤(2)中直接进行码相位辨识处理操作，则开始对重捕后的信号进行码相位辨识处理，具体方法为：
[0050] 各通道首先分别对重捕后信号进行跟踪处理，然后跟踪环路按照一定的输出周期获得卫星接收机定位所需的伪距观测值，伪距观测值则由信号接收时间tu与信号发射时间tsend之间的差值乘以光速c获得，而信号发射时间则由每周期跟踪得到的码相位值τcode推算得到，计算方法见公式(3)，在卫星接收机遭遇卫星信号干扰器的压制干扰及欺骗干扰时刻起，开始利用干扰前获得的最后一个周期的定位结果进行航位推算，然后通过航位推算得到的位置结果进行码相位估值 计算，将跟踪得到的码相位值τcode与码相位估值 做差，获得码相位差值Δτcode，计算连续10个周期的码相位差值，当其中超过5个周期的差值均大于设定码相位阈值时，判定所跟踪信号中含有欺骗信号，此处码相位阈值选为一个整周期所含码片数，即fcode×10-3；否则判定为不含欺骗信号。
[0051]
[0052] 其中，w为k时刻已经接收到的整个导航电文数据码在当前子帧中的字数，SOW为以秒为单位的周内时，b为当前字中已经接收到电文的比特数，cy为当前比特中已经接收到的伪码整周数，fcode为码速率。除τcode之外，公式(3)中等号右边参数均为已知。
[0053] 此处，码相位辨识处理中利用航位计算的三维位置结果Xr＝(xr,yr,zr)推算 方法见公式(4)所示。
[0054]
[0055] 其中，XS＝(xs,ys,zs)为信号发射时刻卫星所在的三维位置，由卫星接收机中保存的星历参数计算获得，|Xr-XS|为接收机推算位置与卫星位置之间的欧式距离，由公式(5)计算获得。
[0056]
[0057] 另外，航迹推算方法利用卫星接收机载体在上一时刻所处的已知运动状态，根据当前的运行航向和航速推算出载体在当前时刻的位置，然后再从当前时刻的位置出发推算下一时刻的位置信息，以此往复。
[0058] (5)经过步骤(4)检测得知如某颗卫星信号为欺骗信号，进一步判别该欺骗信号类型，欺骗信号类型判别方法如下：检测及比较该欺骗信号所用的卫星号与重新捕获信号前所有通道跟踪的卫星星号是否相同，如相同，则该欺骗信号为伪装成真实接收星号的卫星欺骗信号；如不同，则该欺骗信号为原本不存在的虚有卫星欺骗信号。同时，对该颗卫星进行报警及隔离处理，具体隔离方法为屏蔽该欺骗卫星信号伪距观测量的使用，利用其它真实信号的伪距观测量进行重新定位，如出现跟踪通道中处理的卫星信号超过半数为欺骗信号的情况，则对接收机进行冷启动，即对整个星座的全部卫星逐一进行搜索捕获及欺骗信号检测，如仍无法进行正常定位则采用航位推算位置结果进行暂时定位；如未检测出欺骗信号，则按接收机原定位解算方式完成正常的定位功能。
[0059] 实施例
[0060] 本实施例利用卫星信号模拟器生成的欺骗信号与户外天线接收的真实信号进行基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法验证，首先，利用FPGA及DSP的卫星接收机开发板单独采集户外天线接收的真实信号以完成卫星接收机中基带信号的正常捕获及跟踪处理，其次利用室内信号干扰器对卫星接收机进行压制干扰，导致原跟踪信号失锁，然后进一步将天线接收到的L1频点GPS卫星信号及卫星信号模拟器生成的欺骗信号经开发板射频前端处理后变成数字中频信号，并对该卫星中频信号进行采集与存储，最后，利用卫星接收机对存储的中频信号进行离线处理与实验验证。对基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法进行实验，得出有益的结论，提供检测方法的相关流程图如图1～2所示，真实信号与欺骗信号检测及判别的实验结果如图3～4所示。
[0061] 图1是本发明的基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法流程图，包括了卫星接收机的初始定位、信号干扰及欺骗、重捕星号比较、相关峰值检测、码相位辨识、欺骗信号判别及隔离等处理；
[0062] 图2是本发明的利用码相位辨识欺骗信号方法流程图，说明了利用航迹推算方法估计码相位参数的方法，以及利用码相位参数辨识欺骗信号的方法；
[0063] 图3是本发明的利用相关峰值检测方法判别真实信号与欺骗信号结果图，由图中可以看出，将相似载波多普勒频率调制的欺骗信号与真实信号同时进行捕获时，出现同颗卫星的同一多普勒频率区间内出现两个相关峰值，表明解扩的卫星信号中存在卫星欺骗信号，且欺骗信号的多普勒频率参数与真实接收卫星的多普勒频率相同。
[0064] 图4是本发明对应的基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测实验结果图，通过相关峰值检测方法及码相位参数辨识方法可以成功的将卫星信号模拟器发射的欺骗信号检测出来，同时判别区分出真实信号与欺骗信号，并对欺骗信号进行隔离，验证了基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法。
[0065] 本发明提供了一种基于码相位辨识的卫星接收机欺骗信号检测方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
