1.一种基于到达时间间隔差的广播式自动相关监视位置消息验证方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
S1:获取两地面站位置信息;
S2:根据时间测量误差和ADS‑B位置误差计算检测门限;
S3:获取ADS‑B位置消息接收时刻;
S4:完成位置消息的解码获取ADS‑B位置坐标;
S5:根据地面站的接收信号时刻计算到达时间间隔差IDOA值;
S6:根据ADS‑B位置消息计算IDOA值;
S7:将两IDOA值的差值与检测门限进行比较,从而检测欺骗干扰;
本方法基于IDOA的ADS‑B位置消息验证系统,所述系统由四个节点组成:地面站GSA节点、地面站GSB节点、航空器AV和位置验证终端LVT;
所述航空器设有机载ADS‑B发射机,在飞行过程中,机载ADS‑B发射机通过全球卫星导航系统及机载设备获取航空器信息并生成ADS‑B消息,ADS‑B消息经过脉冲位置调制后,以随机突发形式广播发射;
所述GSA节点与GSB节点均设有ADS‑B接收机,用于接收机载ADS‑B发射机播发的ADS‑B消息,并记录ADS‑B位置消息的接收时刻,所述GSA节点与GSB节点节点将接收到的ADS‑B位置消息及接收时刻信息传输至LVT节点;
所述LVT节点用于执行步骤S1‑S7;
步骤S2中,引入检验统计量J,检验ADS‑B位置消息的异常,令检测门限为γ,判定ADS‑B位置消息异常的准则为:H0:|J|≤γ
H1:|J|>γ
式中,H0代表航空器ADS‑B位置消息正常的事件,H1代表航空器ADS‑B位置消息异常的事件;
根据地面站接收机记录ADS‑B信号达到时刻时存在的测量误差、GNSS系统的定位误差,对检验统计量J进行修正,得到:式中,am,n代表航空器报告点与GSA节点距离dA(x,y,z)在点(x(n),y(n),z(n))处对m的偏导数,bm,n代表航空器报告点与GSB节点距离dB(x,y,z)在点(x(n),y(n),z(n))处对m的偏导数,[Δx(i),Δy(i),Δz(i)]代表GNSS系统的定位误差,εA(i)代表GSA节点接收第i条ADS‑B位置消息的时间测量误差,εA(i+1)代表GSA节点接收第i+1条ADS‑B位置消息的时间测量误差,εB(i)代表GSB节点接收第i条ADS‑B位置消息的时间测量误差,εB(i+1)代表GSB节点接收第i+1条ADS‑B位置消息的时间测量误差;
J最终服从正态分布:
其中:
根据J的分布特性,得到航空器ADS‑B位置消息正常判决为航空器ADS‑B位置消息异常的概率PFA表示为:其中,Q(x)代表高斯Q函数;
概率PFA取值为0.01,则检测门限为:
步骤S5中所述根据地面站的接收信号时刻计算IDOA值,即GSA接收第i条和第i+1条位置消息的时间间隔与GSB接收这两条位置消息的时间间隔的差值ΔTAB(i)为:ΔTAB(i)=ΔtB(i+1)‑ΔtB(i)‑ΔtA(i+1)+ΔtA(i)其中ΔtA(i)为t(i)时刻航空器播发的第i条位置消息传输至GSA节点的时延,ΔtA(i+
1)为t(i+1)时刻航空器播发的第i+1条位置消息传输至GSA节点的时延,ΔtB(i)为t(i)时刻航空器播发的第i条位置消息传输至GSB节点的时延,ΔtB(i+1)为t(i+1)时刻航空器播发的第i+1条位置消息传输至GSB节点的时延;
步骤S6所述根据ADS‑B位置消息计算IDOA值,具体包括:航空器报告点与GSA节点距离为:
航空器报告点与GSB节点距离为:
根据第i条和第i+1条位置消息计算得到的IDOA表示为:其中c为电磁波传播速度。