基于soc的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)及其抗攻擊方法
【專利摘要】一種基于SOC的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，包括射頻模塊，該射頻模塊設(shè)置有用于接收衛(wèi)星信號的天線，射頻模塊將天線接收到的信號降頻和AD采樣后將數(shù)字低頻信號發(fā)送至基帶處理模塊；基帶處理模塊，該基帶處理模塊包括：用于將數(shù)字中頻降到0中頻附近的數(shù)字預(yù)下變頻模塊；用于快速捕獲衛(wèi)星的頻率和碼相位的快捕模塊；用于識別強(qiáng)信號和弱信號，從而控制工作在強(qiáng)信號跟蹤模式或弱信號跟蹤模式的跟蹤模塊；解決了當(dāng)接收機(jī)處于高動態(tài)狀態(tài)下，由于多普勒頻移所導(dǎo)致相位偏移，過長時(shí)間的捕獲會導(dǎo)致衛(wèi)星捕獲失敗的缺陷。
【專利說明】基于SOC的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)及其抗攻擊方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻 擊系統(tǒng)及其抗攻擊方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)關(guān)于北斗2代基帶處理模塊的算法模型主要是基于GPS的L1波 段的經(jīng)驗(yàn)，其是對載波相位和測距碼相位的捕獲，對于北斗2代中加入的二次編碼 Neumann-Hoffman碼（以下簡稱NH碼)通常做了 ： 1、簡單的異或運(yùn)算來剝離掉NH碼；2、對 在搜索完測距碼后再通過本地NH碼與解擴(kuò)解調(diào)后的信號通過相關(guān)積分來獲得NH碼相位。
[0003] 其存在如下技術(shù)問題： 1、 NH碼在捕獲過程中沒有使用，因此未能利用NH碼在對微弱信號捕獲中的作用； 2、 因?yàn)镹H碼的周期為20ms，即使確定NH碼頭位置后也要做20 X 20ms時(shí)長的搜索，而 且當(dāng)接收機(jī)處于高動態(tài)狀態(tài)下，由于多普勒頻移所導(dǎo)致相位偏移，過長時(shí)間的捕獲會導(dǎo)致 衛(wèi)星捕獲失敗，因此存在捕獲時(shí)間太長的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種抗攻擊能力強(qiáng)，安全性高的基于S0C的北斗 導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，本發(fā)明還公開了基于該系統(tǒng)的抗攻擊方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下： 一種基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，其特征在于，包括 射頻模塊，該射頻模塊設(shè)置有用于接收衛(wèi)星信號的天線，射頻模塊將天線接收到的信 號降頻和AD采樣后將數(shù)字低頻信號發(fā)送至基帶處理模塊； 基帶處理模塊，該基帶處理模塊包括： 用于將數(shù)字中頻降到〇中頻附近的數(shù)字預(yù)下變頻模塊； 用于快速捕獲衛(wèi)星的頻率和碼相位的快捕模塊； 用于識別強(qiáng)信號和弱信號，從而控制工作在強(qiáng)信號跟蹤模式或弱信號跟蹤模式的跟蹤 模塊； 還包括處理器（即CPU)，處理器用于完成基帶處理模塊初始化，對基帶處理模塊發(fā)送出 的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和反饋控制。
[0006] 所述快捕模塊包括基于碼相位并行捕獲模塊和捕獲結(jié)果分析模塊； 所述基于碼相位并行捕獲模塊以固定頻率作為頻率間隔得到該頻率點(diǎn)所有相位的相 關(guān)值并輸出至捕獲結(jié)果分析模塊； 所述捕獲結(jié)果分析模塊接收所述基于碼相位并行捕獲模塊輸出的信號，并對接收到的 信號進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)抗攻擊和弱信號判別，并將結(jié)果通過總線輸出至處理器。
[0007] 所述捕獲結(jié)果分析模塊包括比較模塊、信噪比計(jì)算模塊和串行輸出模塊； 所述捕獲結(jié)果分析模塊用于接收頻率點(diǎn)、相關(guān)值和碼相位信號，并對信號處理后輸出 噪聲能量信號至信噪比計(jì)算模塊； 所述信噪比計(jì)算模塊用于計(jì)算得到的信號的信噪比，并與閾值比較判斷出強(qiáng)信號、弱 信號或無效信號，并將信號打包為數(shù)據(jù)包發(fā)送至處理器； 所述串行輸出模塊用于按順序輸出數(shù)據(jù)包，并緩存待發(fā)送數(shù)據(jù)包。
[0008] 所述跟蹤模塊包括碼NC0模塊、載波NC0模塊、旋轉(zhuǎn)下變頻模塊、本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生 模塊、相關(guān)器模塊、偽距測量模塊、NH碼產(chǎn)生模塊和導(dǎo)航電文同步解碼模塊； 所述載波NC0模塊、本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊、相關(guān)器模塊、NH碼產(chǎn)生模塊分別與所述處理 器通信。
[0009] 基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊方法，采用基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收 機(jī)抗攻擊系統(tǒng)， 按照如下步驟進(jìn)行： 51 :配置射頻模塊； 52 :控制基帶處理模塊復(fù)位； 53 :判斷是否為冷啟動； 如果判斷為冷啟動，優(yōu)先選擇四顆衛(wèi)星信號； 如果判斷不為冷啟動，選擇最近一次選擇的四顆衛(wèi)星信號； 54 :控制將選擇的衛(wèi)星信號的參數(shù)送入快捕模塊； 55 :接收快捕模塊輸出的數(shù)據(jù)包； 56 :準(zhǔn)備跟蹤通道并將跟蹤衛(wèi)星數(shù)據(jù)分別送入跟蹤模塊； 57 :識別接收到的衛(wèi)星信號強(qiáng)弱標(biāo)志； 58 :配置跟蹤模塊控制信號至強(qiáng)模式或弱模式； 59 :設(shè)置跟蹤模塊的頻率和相位位置； 510 :接收相關(guān)器模塊的相關(guān)值； 511 :判斷是否到達(dá)跟蹤閾值； 如沒到達(dá)跟蹤閾值，則返回步驟S10 ; 如到達(dá)跟蹤閾值，則進(jìn)行步驟S12 ; 512 :控制導(dǎo)航電文同步解碼模塊工作； 513 :判斷指定時(shí)間內(nèi)是否找到幀頭； 如果找到幀頭，則進(jìn)行步驟S14 ; 如果沒有找到幀頭，則判斷該信號為假信號； 判斷該顆衛(wèi)星有無下組信號； 如果有下組信號，發(fā)送下組信號至S7 :識別信號強(qiáng)弱標(biāo)志的步驟； 如果無下組信號，則判斷該顆星無效；選擇下顆星，返回步驟S4 ; 514 :導(dǎo)航電文結(jié)算； 515 :每四顆衛(wèi)星位置結(jié)算； 516 :分析定位結(jié)果數(shù)據(jù)； 517 :判斷衛(wèi)星數(shù)據(jù)是否有效； 如果有效，進(jìn)行步驟S18; 如果無效，找出錯誤衛(wèi)星，并返回判斷該信號為假信號的步驟； S18 :確定定位成功； S19:控制衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)入動態(tài)跟蹤模式。
[0010] 本發(fā)明的積極效果是： 快捕模塊主要是要快速得到捕獲衛(wèi)星的頻率和碼相位，本設(shè)計(jì)中加入捕獲結(jié)果分析 模塊，捕獲過程中利用NH碼在對微弱信號捕獲中的作用，實(shí)現(xiàn)抗攻擊和強(qiáng)弱信號捕捉?？?捕模塊預(yù)置的至少三個(gè)衛(wèi)星通道，基于碼相位并行捕獲模塊主要基于經(jīng)典的FFT算法，以 200Hz頻率作為頻率間隔得到該頻率點(diǎn)所有相位的相關(guān)值輸出。捕獲結(jié)果分析模塊也預(yù)置 了對應(yīng)數(shù)目的衛(wèi)星通道。
[0011] 針對單個(gè)通道而言捕獲結(jié)果分析模塊主要取到峰值最大的5個(gè)點(diǎn)，然后計(jì)算信噪 比發(fā)送給CPU。具體來說：1)比較模塊：對輸入的相關(guān)值經(jīng)過比較左右值得到最大5個(gè)峰 值，并經(jīng)過排序輸出給信號比較模塊；同時(shí)比較模塊將除最大5個(gè)峰值點(diǎn)去掉剩下的相關(guān) 值經(jīng)過求和計(jì)算平均值，這個(gè)可以視為噪聲能量發(fā)送給信號比較模塊。2)信噪比計(jì)算模塊： 由比較模塊得到的噪聲能量分別計(jì)算5個(gè)信號的信噪比，并與設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，高于 強(qiáng)信號閾值的信號標(biāo)記為強(qiáng)信號；低于強(qiáng)信號閾值高于弱信號閾值的標(biāo)記為弱信號；低于 弱信號閾值的則是為無效信號，最后將數(shù)據(jù)發(fā)至處理器，處理器對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 并反饋控制的工作。
[0012] 處理器識別到強(qiáng)信號后，將通道配置為強(qiáng)信號跟蹤模式，主要是將相關(guān)器模塊積 分時(shí)間配置為lms ;NH碼產(chǎn)生模塊的相位步進(jìn)長度設(shè)為一 NH碼片長度（lms);相位捕獲的 相位逼近由擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊的相位控制信號來實(shí)現(xiàn)。即：CPU發(fā)送頻率和碼相位起點(diǎn)分別 給本地載波產(chǎn)生模塊和本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊。相關(guān)器做lms時(shí)長的積分后將結(jié)果發(fā)送至 CPU，CPU來判斷相關(guān)結(jié)果是否達(dá)到閾值，同時(shí)CPU還要連續(xù)分析積分結(jié)果的正負(fù)性，若積分 結(jié)果能保持每20ms的正負(fù)性一致則說明NH碼保持同步，否則控制NH碼相位步進(jìn)一個(gè)碼片 (lms)。重復(fù)以上直至CPU擴(kuò)頻碼相位和NH碼相位都同步。
[0013] 處理器識別到弱信號后，將通道配置為弱信號跟蹤模式，主要是將相關(guān)器的積分 時(shí)間配置為20ms ;NH碼產(chǎn)生模塊的相位步進(jìn)長度設(shè)為1/4擴(kuò)頻碼碼片長度（0. 5US);相位 捕獲的相位逼近由NH碼產(chǎn)生模塊的相位控制信號來實(shí)現(xiàn)。即：CPU發(fā)送頻率和碼相位的起 點(diǎn)分別給本地載波產(chǎn)生模塊和NH碼產(chǎn)生模塊，本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊受NH碼的時(shí)序控制產(chǎn) 生本地?cái)U(kuò)頻碼。相關(guān)器做20ms時(shí)長的積分后將相關(guān)結(jié)果發(fā)送給CPU，CPU判斷相關(guān)值是否 達(dá)到閾值，否的話控制NH碼產(chǎn)生模塊的相位步進(jìn)1/4擴(kuò)頻碼碼片長度，直至相關(guān)值達(dá)到閾 值，則頻率和碼相位實(shí)現(xiàn)同步。從而解決了當(dāng)接收機(jī)處于高動態(tài)狀態(tài)下，由于多普勒頻移所 導(dǎo)致相位偏移，過長時(shí)間的捕獲會導(dǎo)致衛(wèi)星捕獲失敗的缺陷。
[0014] 說明書附圖 圖1為北斗導(dǎo)航接收機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖； 圖2為捕捉結(jié)果分析模塊的構(gòu)成示意圖； 圖3為系統(tǒng)控制流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016] 如圖1和圖2所示，一種基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，包括 射頻模塊，該射頻模塊設(shè)置有用于接收衛(wèi)星信號的天線，射頻模塊將天線接收到的信 號降頻和AD采樣后將數(shù)字低頻信號發(fā)送至基帶處理模塊； 基帶處理模塊，該基帶處理模塊包括： 用于將數(shù)字中頻降到〇中頻附近的數(shù)字預(yù)下變頻模塊；〇中頻是指信號的中心頻率在 0Hz附近。
[0017] 用于快速捕獲衛(wèi)星的頻率和碼相位的快捕模塊； 該快捕模塊包括基于碼相位并行捕獲模塊和捕獲結(jié)果分析模塊； 所述基于碼相位并行捕獲模塊以固定頻率作為頻率間隔得到該頻率點(diǎn)所有相位的相 關(guān)值并輸出至捕獲結(jié)果分析模塊；該捕獲結(jié)果分析模塊包括比較模塊、信噪比計(jì)算模塊和 串行輸出模塊； 所述捕獲結(jié)果分析模塊用于接收頻率點(diǎn)、相關(guān)值和碼相位信號，并對信號處理后輸出 噪聲能量信號至信噪比計(jì)算模塊； 所述信噪比計(jì)算模塊用于計(jì)算得到的信號的信噪比，并與閾值比較判斷出強(qiáng)信號、弱 信號或無效信號，并將信號打包為數(shù)據(jù)包發(fā)送至處理器； 所述串行輸出模塊用于按順序（按信噪比從大到小的順序）輸出數(shù)據(jù)包，并緩存待發(fā) 送數(shù)據(jù)包。
[0018] 所述捕獲結(jié)果分析模塊接收所述基于碼相位并行捕獲模塊輸出的信號，并對接收 到的信號進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)抗攻擊和弱信號判別，并將結(jié)果通過總線輸出至處理器。
[0019] 用于識別強(qiáng)信號和弱信號，從而控制工作在強(qiáng)信號跟蹤模式或弱信號跟蹤模式的 跟蹤|旲塊； 所述跟蹤模塊包括碼NC0模塊、載波NC0模塊、旋轉(zhuǎn)下變頻模塊、本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊、 相關(guān)器模塊、偽距測量模塊、NH碼產(chǎn)生模塊和導(dǎo)航電文同步解碼模塊； 所述載波NC0模塊、本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊、相關(guān)器模塊、NH碼產(chǎn)生模塊分別與所述處理 器通信。
[0020] 還包括處理器，處理器用于完成基帶處理模塊初始化，對基帶處理模塊發(fā)送出的 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和反饋控制。
[0021] 快捕模塊主要是要快速得到捕獲衛(wèi)星的頻率和碼相位，本設(shè)計(jì)中加入捕獲結(jié)果 分析模塊，捕獲過程中利用NH碼在對微弱信號捕獲中的作用，實(shí)現(xiàn)抗攻擊和強(qiáng)弱信號捕 捉。快捕模塊預(yù)置的四個(gè)衛(wèi)星通道，基于碼相位并行捕獲模塊主要基于經(jīng)典的FFT算法，以 200Hz頻率作為頻率間隔得到該頻率點(diǎn)所有相位的相關(guān)值輸出。捕獲結(jié)果分析模塊也預(yù)置 了對應(yīng)數(shù)目的衛(wèi)星通道。
[0022] 針對單個(gè)通道而言，捕獲結(jié)果分析模塊主要取峰值最大的5個(gè)點(diǎn)，然后計(jì)算信噪 比發(fā)送給CPU。具體來說：1)比較模塊：對輸入的相關(guān)值經(jīng)過比較左右值得到最大5個(gè)峰 值，并經(jīng)過排序輸出信號給比較模塊；同時(shí)比較模塊將除最大5個(gè)峰值點(diǎn)去掉剩下的相關(guān) 值經(jīng)過求和計(jì)算平均值，這個(gè)可以視為噪聲能量發(fā)送給信號比較模塊。2)信噪比計(jì)算模塊： 由比較模塊得到的噪聲能量分別計(jì)算5個(gè)信號的信噪比，并與設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，高于 強(qiáng)信號閾值的信號標(biāo)記為強(qiáng)信號；低于強(qiáng)信號閾值高于弱信號閾值的標(biāo)記為弱信號；低于 弱信號閾值的則是為無效信號，最后將數(shù)據(jù)發(fā)至處理器，處理器對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 并反饋控制的工作。
[0023] 其中數(shù)據(jù)包為32位數(shù)據(jù)包(包括：1衛(wèi)星編號；2強(qiáng)弱標(biāo)志；3強(qiáng)弱序 號；4碼相位；5頻率點(diǎn)）的格式發(fā)出。（注：強(qiáng)信號閾值是指在傳統(tǒng)跟蹤捕獲 模式下可以捕獲信號的最低信噪比，而弱信號閾值是指在通過使用NH碼來提 高增益后可以捕獲信號的最低信噪比，參考Tsui. James B-Y Fundamentals of Global Positioning System Receivers: A Software Approach. John Wi 1 ey&Sons Inc，2000 -書指出Nc毫秒相干時(shí)間相對于1毫秒相干時(shí)間的增益為 = ,由于本設(shè)計(jì)中弱信號米用20ms相關(guān)時(shí)長，從而本設(shè)計(jì)中弱信號閾值為強(qiáng)信 號閾值減13dB) 處理器識別到強(qiáng)信號后，將通道配置為強(qiáng)信號跟蹤模式，將相關(guān)器模塊的積分時(shí)間配 置為lms ;NH碼產(chǎn)生模塊的相位步進(jìn)長度設(shè)為一 NH碼片長度（S卩l(xiāng)ms);相位捕獲的相位逼 近由本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊的相位控制信號來實(shí)現(xiàn)。即：CPU發(fā)送頻率和碼相位起點(diǎn)分別給 本地載波產(chǎn)生模塊(載波NC0模塊)和本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊。相關(guān)器模塊做lms時(shí)長的積分 后將結(jié)果發(fā)送至CPU，CPU來判斷相關(guān)結(jié)果(是本地?cái)U(kuò)頻碼與衛(wèi)星信號通過積分運(yùn)算得到的 相關(guān)值大小）是否達(dá)到閾值，同時(shí)CPU還要連續(xù)分析積分結(jié)果的正負(fù)性，若積分結(jié)果能保持 每20ms的正負(fù)性一致則說明NH碼保持同步，否則控制NH碼相位步進(jìn)一個(gè)碼片（lms)。重 復(fù)以上直至CPU擴(kuò)頻碼相位和NH碼相位都同步。
[0024] 跟蹤模塊工作在強(qiáng)信號跟蹤模式和弱信號跟蹤模式兩種狀態(tài)。當(dāng)處理器識別到弱 信號后，將通道(每個(gè)信號獨(dú)立占用一個(gè)跟蹤模式模塊，這個(gè)跟蹤模塊就成為該信號的一個(gè) 通道）配置為弱信號跟蹤模式，主要是將相關(guān)器的積分時(shí)間配置為20ms ;NH碼產(chǎn)生模塊的 相位步進(jìn)長度設(shè)為1/4擴(kuò)頻碼碼片長度（0. 5us);相位捕獲的相位逼近由NH碼產(chǎn)生模塊的 相位控制信號來實(shí)現(xiàn)。即：CPU發(fā)送頻率和碼相位的起點(diǎn)分別給本地載波產(chǎn)生模塊和NH碼 產(chǎn)生模塊，本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊受NH碼的時(shí)序控制產(chǎn)生本地?cái)U(kuò)頻碼。相關(guān)器做20ms時(shí)長 的積分后將相關(guān)結(jié)果發(fā)送給CPU，CPU判斷相關(guān)值是否達(dá)到閾值，否的話控制NH碼產(chǎn)生模塊 的相位步進(jìn)1/4擴(kuò)頻碼碼片長度，直至相關(guān)值達(dá)到閾值，則頻率和碼相位實(shí)現(xiàn)同步。從而解 決了當(dāng)接收機(jī)處于高動態(tài)狀態(tài)下，由于多普勒頻移所導(dǎo)致相位偏移，過長時(shí)間的捕獲會導(dǎo) 致衛(wèi)星捕獲失敗的缺陷。
[0025] 如圖3所示，基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊方法，其特征在于，采用基于 S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)， 按照如下步驟進(jìn)行： S1 :配置射頻模塊；寫入射頻芯片（芯片為max2769芯片）的控制字，配置模式為北斗接 收模式。
[0026] S2 :控制基帶處理模塊復(fù)位；初始化基帶處理各子模塊，對其寄存器進(jìn)行清零操 作。
[0027] S3 :判斷是否為冷啟動；處理器查詢記錄，是否存在保存的上次定位信息，若存在 則為熱啟動，若無定位歷史則為冷啟動。
[0028] 如果判斷為冷啟動，選擇默認(rèn)的四顆衛(wèi)星信號； 如果判斷不為冷啟動，選擇歷史記錄定位成功的四顆衛(wèi)星信號； S4 :控制將選擇的衛(wèi)星信號的參數(shù)送入快捕模塊；處理器配置快捕通道，設(shè)置通道分 配的衛(wèi)星編號。
[0029] S5 :接收快捕模塊輸出的數(shù)據(jù)包；處理器接收到來自快捕通道捕獲得到的衛(wèi)星捕 獲的信息，包括衛(wèi)星編號，頻率偏移值，碼位偏移值，信號的強(qiáng)弱模式。
[0030] S6 :準(zhǔn)備跟蹤通道并將跟蹤衛(wèi)星數(shù)據(jù)分別送入跟蹤模塊；處理器查詢跟蹤通道是 否空閑，空閑的話則根據(jù)S5得到的信息，預(yù)設(shè)跟蹤通道的頻率和碼相位值以及衛(wèi)星編號。
[0031] S7 :識別接收到的衛(wèi)星信號強(qiáng)弱標(biāo)志；處理器讀出S5得到數(shù)據(jù)包中的信號強(qiáng)弱模 式。
[0032] S8 :配置跟蹤模塊控制信號至強(qiáng)模式或弱模式；處理器根據(jù)信號的強(qiáng)弱模式使跟 蹤通道分別工作在對應(yīng)的模式下。
[0033] S9 :設(shè)置跟蹤模塊的頻率和相位位置；根據(jù)S5的數(shù)據(jù)包，設(shè)置跟蹤模塊的初始頻 率和碼相位的值。
[0034] S10 :接收相關(guān)器模塊的相關(guān)值；當(dāng)跟蹤模塊發(fā)出相關(guān)完成標(biāo)志后，處理器接收到 來自跟蹤模塊得到的相關(guān)值。
[0035] S11 :判斷是否到達(dá)跟蹤閾值；處理器將S10得到的相關(guān)值與預(yù)設(shè)的閾值比較。
[0036] 如沒到達(dá)跟蹤閾值，則返回步驟S10 ; 如到達(dá)跟蹤閾值，則進(jìn)行步驟S12 ; S12 :控制導(dǎo)航電文同步解碼模塊工作；相關(guān)值達(dá)到閾值表示跟蹤模塊去除了信號中 的頻率偏移和碼相位偏移，已經(jīng)還原出了導(dǎo)航信息。
[0037] S13 :判斷指定時(shí)間內(nèi)是否找到幀頭；若幀同步模塊在18秒內(nèi)（3個(gè)導(dǎo)航電文子幀 長度時(shí)間）未能識別到任意一個(gè)子幀的起點(diǎn)位置，視為尋找?guī)^失敗。
[0038] 如果找到幀頭，則進(jìn)行步驟S14 ; 如果沒有找到幀頭，則判斷該信號為假信號；該信號為無導(dǎo)航電文的攻擊信號。
[0039] 判斷該顆衛(wèi)星有無下組信號；處理器查詢保存的數(shù)據(jù)包中該顆衛(wèi)星是否存在其它 信號。
[0040] 如果有下組信號，發(fā)送下組信號至S7 :識別信號強(qiáng)弱標(biāo)志的步驟； 如果無下組信號，則判斷該顆星無效；選擇下顆星，返回步驟S4 ; S14 :導(dǎo)航電文解算；使用標(biāo)準(zhǔn)方法，根據(jù)導(dǎo)航電文中的信息得到衛(wèi)星位置和衛(wèi)星到接 收機(jī)距離，建立方程，解算出接收機(jī)坐標(biāo)。
[0041] S15 :每四顆衛(wèi)星位置結(jié)算； S16 :分析定位結(jié)果數(shù)據(jù)；處理器分析每四個(gè)衛(wèi)星得到的坐標(biāo)的離散情況，若有且2顆 及以上坐標(biāo)值之間差小于預(yù)設(shè)的精度值，則判別該系列坐標(biāo)值有效。
[0042] S17 :判斷衛(wèi)星數(shù)據(jù)是否有效：S16中參與有效坐標(biāo)值結(jié)算單額衛(wèi)星數(shù)據(jù)視為有效 數(shù)據(jù)； 如果有效，進(jìn)行步驟S18; 如果無效，找出錯誤衛(wèi)星，并返回判斷該信號為假信號的步驟； S18 :確定定位成功；上述過程全部完成，得到一個(gè)定位坐標(biāo)。
[0043] S19:控制衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)入動態(tài)跟蹤模式；將跟蹤通道分配給有效信號，來實(shí)時(shí)跟蹤 信號的頻率以及碼相位的動態(tài)變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于SOC的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，其特征在于，包括 射頻模塊，該射頻模塊設(shè)置有用于接收衛(wèi)星信號的天線，射頻模塊將天線接收到的信 號降頻和AD采樣后將數(shù)字低頻信號發(fā)送至基帶處理模塊； 基帶處理模塊，該基帶處理模塊包括： 用于將數(shù)字中頻降到〇中頻附近的數(shù)字預(yù)下變頻模塊； 用于快速捕獲衛(wèi)星的頻率和碼相位的快捕模塊； 用于識別強(qiáng)信號和弱信號，從而控制工作在強(qiáng)信號跟蹤模式或弱信號跟蹤模式的跟蹤 模塊； 還包括處理器，處理器用于完成基帶處理模塊初始化，對基帶處理模塊發(fā)送出的數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析和反饋控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，其特征在于，所 述快捕模塊包括基于碼相位并行捕獲模塊和捕獲結(jié)果分析模塊； 所述基于碼相位并行捕獲模塊以固定頻率作為頻率間隔得到該頻率點(diǎn)所有相位的相 關(guān)值并輸出至捕獲結(jié)果分析模塊； 所述捕獲結(jié)果分析模塊接收所述基于碼相位并行捕獲模塊輸出的信號，并對接收到的 信號進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)抗攻擊和弱信號判別，并將結(jié)果通過總線輸出至處理器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，其特征在于，所 述捕獲結(jié)果分析模塊包括比較模塊、信噪比計(jì)算模塊和串行輸出模塊； 所述捕獲結(jié)果分析模塊用于接收頻率點(diǎn)、相關(guān)值和碼相位信號，并對信號處理后輸出 噪聲能量信號至信噪比計(jì)算模塊； 所述信噪比計(jì)算模塊用于計(jì)算得到的信號的信噪比，并與閾值比較判斷出強(qiáng)信號、弱 信號或無效信號，并將信號打包為數(shù)據(jù)包發(fā)送至處理器； 所述串行輸出模塊用于按順序輸出數(shù)據(jù)包，并緩存待發(fā)送數(shù)據(jù)包。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)，其特征在于，所 述跟蹤模塊包括碼NC0模塊、載波NC0模塊、旋轉(zhuǎn)下變頻模塊、本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊、相關(guān)器 模塊、偽距測量模塊、NH碼產(chǎn)生模塊和導(dǎo)航電文同步解碼模塊； 所述載波NC0模塊、本地?cái)U(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊、相關(guān)器模塊、NH碼產(chǎn)生模塊分別與所述處理 器通信。
5. 基于S0C的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊方法，其特征在于，采用基于S0C的北斗導(dǎo)航 系統(tǒng)接收機(jī)抗攻擊系統(tǒng)， 按照如下步驟進(jìn)行： 51 :配置射頻模塊； 52 :控制基帶處理模塊復(fù)位； 53 :判斷是否為冷啟動； 如果判斷為冷啟動，優(yōu)先選擇四顆衛(wèi)星信號； 如果判斷不為冷啟動，選擇最近一次選擇的四顆衛(wèi)星信號； 54 :控制將選擇的衛(wèi)星信號的參數(shù)送入快捕模塊進(jìn)行處理； 55 :接收快捕模塊輸出的數(shù)據(jù)包； 56 :準(zhǔn)備跟蹤通道并將跟蹤衛(wèi)星數(shù)據(jù)分別送入跟蹤模塊； 57 :跟蹤模塊輸出接收、識別到的衛(wèi)星信號強(qiáng)弱標(biāo)志； 58 :配置跟蹤模塊控制信號至強(qiáng)模式或弱模式； 59 :設(shè)置跟蹤模塊的頻率和相位位置； 510 :接收相關(guān)器模塊的相關(guān)值； 511 :判斷是否到達(dá)跟蹤閾值； 如沒到達(dá)跟蹤閾值，則返回步驟S10 ; 如到達(dá)跟蹤閾值，則進(jìn)行步驟S12 ; 512 :控制導(dǎo)航電文同步解碼模塊工作； 513 :判斷指定時(shí)間內(nèi)是否找到幀頭； 如果找到幀頭，則進(jìn)行步驟S14 ; 如果沒有找到幀頭，則判斷該信號為假信號； 判斷該顆衛(wèi)星有無下組信號； 如果有下組信號，發(fā)送下組信號至S7 :識別信號強(qiáng)弱標(biāo)志的步驟； 如果無下組信號，則判斷該顆星無效；選擇下顆星，返回步驟S4 ; 514 :導(dǎo)航電文結(jié)算； 515 :每四顆衛(wèi)星位置結(jié)算； 516 :分析定位結(jié)果數(shù)據(jù)； 517 :判斷衛(wèi)星數(shù)據(jù)是否有效； 如果有效，進(jìn)行步驟S18; 如果無效，找出錯誤衛(wèi)星，并返回判斷該信號為假信號的步驟； 518 :確定定位成功； S19:控制衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)入動態(tài)跟蹤模式。
【文檔編號】G01S19/30GK104280749SQ201410250185
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】周喜川, 余磊, 嚴(yán)超, 李勝力, 胡盛東, 張玲, 譚曉衡 申請人:重慶大學(xué)