一種基于粒子濾波的改進(jìn)型raim抗欺騙式干擾方法
【專利摘要】一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法，本發(fā)明涉及改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法。本發(fā)明是要解決針對(duì)單顆衛(wèi)星的測(cè)量失效，控制解算流程誤導(dǎo)接收機(jī)定位以及RAIM忽略了殘余矢量之間的相關(guān)性和相似性的問題，而提出的一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法。該方法是通過1、組成2、得到ρn，和衛(wèi)星的三維坐標(biāo)；3、計(jì)算4、計(jì)算y(m)；5、計(jì)算w(m)；6、選取wmax；7計(jì)算8、計(jì)算最大可見星SLmax；9、計(jì)算判決門限γ；10、判斷存在欺騙衛(wèi)星；11、估計(jì)干擾衛(wèi)星的序號(hào)；12、若欺騙衛(wèi)星標(biāo)志F＝1，去掉干擾，進(jìn)行定位解算，若F≠1進(jìn)行定位解算等步驟實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明應(yīng)用于改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾領(lǐng)域。
【專利說明】一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法。
【背景技術(shù)】
[0002]定位服務(wù)是GNSS (全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))所提供的最基本服務(wù)，同時(shí)它也是欺騙式干擾攻擊的首選目標(biāo)。干擾機(jī)通過轉(zhuǎn)發(fā)或者偽造出帶有欺騙星歷信息和偽距信息的虛假信號(hào)，然后將這些信號(hào)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)空間中相應(yīng)的頻段上。通常，干擾方會(huì)利用壓制式干擾破壞真實(shí)GNSS信號(hào)鏈路，然后增大干擾信號(hào)的功率以提高其被捕獲的概率。被接收機(jī)捕獲的欺騙式干擾信號(hào)可以破壞 甚至控制解算流程，進(jìn)而成功的誤導(dǎo)接收機(jī)定位。
[0003]通過觀察發(fā)現(xiàn)，有意的欺騙式干擾攻擊和無(wú)意的GNSS接收機(jī)偽距測(cè)量失效非常相似。偽距測(cè)量失效是指GNSS接收機(jī)在測(cè)量可見星偽距時(shí)，出現(xiàn)穩(wěn)定的測(cè)量偏差，進(jìn)而破壞定位解算過程。針對(duì)偽距測(cè)量失效的情況，常用RAM(收機(jī)自體完好性監(jiān)控)實(shí)現(xiàn)失效衛(wèi)星的檢測(cè)和識(shí)別。
[0004]傳統(tǒng)RAM技術(shù)最早是基于最小二乘解算算法，通過二乘法的解算殘余實(shí)現(xiàn)GNSS完整性檢測(cè)。因?yàn)镚NSS系統(tǒng)中衛(wèi)星失效的概率很低，雙星甚至多顆衛(wèi)星同時(shí)失效的概率幾乎為零，因而傳統(tǒng)RAM都是針對(duì)單星失效的場(chǎng)景進(jìn)行討論。它可以在可見星數(shù)量大于等于5顆時(shí)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星失效情況的檢測(cè)，在可見衛(wèi)星數(shù)量大于等于6顆時(shí)，實(shí)現(xiàn)失效衛(wèi)星的序號(hào)的識(shí)別。類似的，傳統(tǒng)RAIM技術(shù)也可以在可見星數(shù)量大于等于5和6的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)干擾的檢測(cè)和干擾衛(wèi)星的識(shí)別。
[0005]在二十年前，很少有人考慮多顆干擾衛(wèi)星的情況，因?yàn)楫?dāng)時(shí)技術(shù)限制了這一情況的出現(xiàn)。但隨著集成電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展，一個(gè)綜合的干擾系統(tǒng)可以準(zhǔn)確測(cè)量GNSS接收機(jī)的位置，并且感知其所有的可見星信息。那么干擾機(jī)可以根據(jù)當(dāng)前的已知信息，模擬產(chǎn)生或者轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)或者多個(gè)虛假的GNSS信號(hào)，因而提出抗多星欺騙式干擾的方案非常必要。傳統(tǒng)RAM最初只是針對(duì)單顆衛(wèi)星的測(cè)量失效，盡管有人針對(duì)多顆衛(wèi)星測(cè)量失效的情況對(duì)RAM技術(shù)進(jìn)行修正，但是其忽略了殘余矢量之間的相關(guān)性和相似性，這就給干擾源以可乘之機(jī)。干擾機(jī)可以利用這一漏洞成功的避開干擾檢測(cè)或者擾亂干擾識(shí)別過程。本發(fā)明正是為了彌補(bǔ)RAIM方法的這些缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決接收機(jī)捕獲的欺騙式干擾信號(hào)破壞導(dǎo)致控制解算流程誤導(dǎo)接收機(jī)定位、傳統(tǒng)RAIM最初只是針對(duì)單顆衛(wèi)星的測(cè)量失效，以及RAIM忽略了殘余矢量之間的相關(guān)性和相似性，而提出了一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAM抗欺騙式干擾方法。
[0007]上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]步驟一、接收機(jī)狀態(tài)的估計(jì)值為i = ，%, ^tV )，(4，9υ,會(huì)υ )表示接收機(jī)三維坐標(biāo)的估計(jì)值，表示接收機(jī)時(shí)鐘偏差的估計(jì)值，在i的鄰域內(nèi)得到M個(gè)粒子，組成集合
【權(quán)利要求】
1.一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RA頂抗欺騙式干擾方法，其特征在于一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAM抗欺騙式干擾方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的: 步驟一、接收機(jī)狀態(tài)的估計(jì)值為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法，其特征在于:步驟七中根據(jù)步驟六得到的最大觀測(cè)向量ymax，計(jì)算附加偽距的估計(jì)值β為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法，其特征在于:步驟八中根據(jù)步驟七得到的附加偽距的估計(jì)值6，計(jì)算最大可見星聯(lián)合斜率SLmax為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法，其特征在于:步驟九中根據(jù)步驟八得到的最大可見星聯(lián)合斜率SLmax,計(jì)算判決門限Y為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法，其特征在于:步驟十一中根據(jù)步驟六得到的最大觀測(cè)向量為ymax、步驟七得到的附加偽距的估計(jì)值b和殘余矢量矩陣S，估計(jì)干擾衛(wèi)星的序號(hào)為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于粒子濾波的改進(jìn)型RAIM抗欺騙式干擾方法，其特征在于:步驟十二中定位解算具體過程為:去掉欺騙衛(wèi)星后，假設(shè)剩余的衛(wèi)星數(shù)目為M，設(shè)它們的編號(hào)為:Sl, s2......，sM(l ( Is1<s2<...<sM≤N)，接收機(jī)的坐標(biāo)為(xu，yu, zu)，編號(hào)為S1的衛(wèi)星與接收機(jī)之間的測(cè)量偽距為P'，則對(duì)該衛(wèi)星存在如下的偽距方程:

【文檔編號(hào)】G01S19/21GK103983986SQ201410255646
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】韓帥, 鞏紫君, 孟維曉, 羅德巳 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)