基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法

1.本技术涉及无人系统导航技术领域，特别是涉及一种基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法。


背景技术：

2.近年来，gnss欺骗技术在要地安全防御、公共安全防护和重点设施保护等方面得到了广泛应用，如在机场、石油码头和加气站等重点设施周围安装gnss欺骗干扰设备来实现要地安全防御和重点设施保护。
3.然而，目前无人系统大多采用的是以卫星导航系统作为一种辅助手段的组合导航模式，在很多欺骗目标的导航系统中都存在欺骗检测模块，常规的欺骗方法产生的欺骗信号很容易被欺骗检测模块检测到并被剔除，从而导致欺骗失败，欺骗成功率低。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高欺骗成功率的基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法。
5.一种基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法，所述方法包括：
6.获取ins数据、gnss数据以及待欺骗的目标无人系统的ins/gnss松组合导航系统模型；
7.对ins/gnss松组合导航系统模型进行离散化，得到离散化的ins/gnss松组合导航系统模型；
8.利用离散卡尔曼滤波器和离散化的ins/gnss松组合导航系统模型对ins数据和gnss数据进行融合，得到组合导航输出结果；组合导航输出结果包括组合导航位置输出、组合导航速度输出和组合导航姿态输出；
9.利用指数型欺骗信号模型生成的指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式；
10.对目标函数关系式进行递推，得到目标无人系统被欺骗的最终时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的最终函数关系式；最终函数关系式包含欺骗信号系数；
11.根据最终函数关系式对欺骗信号系数进行调节，得到位置欺骗信号，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到定向欺骗的位置偏移量以及定向欺骗对组合导航系统造成的速度误差和姿态误差；
12.根据位置欺骗偏移量、速度误差和姿态误差构建定向欺骗的隐蔽性优化设计模型，通过遍历算法对隐蔽性优化设计模型的欺骗信号系数进行寻优，得到最优gnss欺骗信号模型；
13.利用最优gnss欺骗信号模型生成最优gnss欺骗信号对目标无人系统进行隐蔽性定向欺骗。
14.在其中一个实施例中，利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式，包括：
15.利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到不同时刻的组合导航位置输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为
[0016][0017][0018]
其中，表示组合导航纬度位置输出，表示组合导航经度位置输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的纬度和经度，为施加的gnss北向速度欺骗信号偏移量，为施加的gnss东向速度欺骗信号偏移量，为施加的gnss纬度欺骗信号偏移量，为施加的gnss经度欺骗信号偏移量，k
∞
(3,1)、k
∞
(3,2)、k
∞
(3,3)、k
∞
(3,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算纬度误差估计值时的增益系数，k
∞
(4,1)、k
∞
(4,2)、k
∞
(4,3)、k
∞
(4,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算经度误差估计值时的增益系数。
[0019]
在其中一个实施例中，利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航速度输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为
[0020][0021][0022]
其中，表示组合导航北向速度输出，表示组合导航东向速度输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的北向速度和东向速度，k
∞
(1,1)、k
∞
(1,2)、k
∞
(1,3)、k
∞
(1,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算北向速度误差估计值时的增益系数，k
∞
(2,1)、k
∞
(2,2)、k
∞
(2,3)、k
∞
(2
,
4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算东向速度误差估计值时的增益系数。
[0023]
在其中一个实施例中，利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航姿态输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为
[0024][0025][0026]
[0027]
其中，分别为组合导航横滚角、俯仰角和方位角姿态输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的姿态结果，k∞(5,1)、k
∞
(5,2)、k
∞
(5,3)、k
∞
(5,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算横滚角误差估计值时的增益系数，k
∞
(6,1)、k
∞
(6,2)、k
∞
(6,3)、k
∞
(6,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算俯仰角误差估计值时的增益系数，k∞(7,1)、k∞(7,2)、k
∞
(7,3)、k
∞
(7,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算方位角误差估计值时的增益系数。
[0028]
在其中一个实施例中，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到定向欺骗的位置偏移量以及定向欺骗对组合导航系统造成的速度误差和姿态误差，包括：
[0029]
利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到位置欺骗的偏移量量为
[0030][0031][0032]
其中，k0表示欺骗初始时刻，k n表示最终时刻，k表示欺骗初始时刻到最终时刻间的任意时刻，n表示欺骗的总时刻数。
[0033]
在其中一个实施例中，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到定向欺骗对组合导航系统造成的速度误差为
[0034][0035][0036]
在其中一个实施例中，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到定向欺骗对组合导航系统造成的姿态误差为
[0037][0038][0039][0040]
在其中一个实施例中，根据位置欺骗偏移量、速度误差和姿态误差构建定向欺骗的隐蔽性优化设计模型，通过遍历算法对隐蔽性优化设计模型的欺骗信号系数进行寻优，得到最优gnss欺骗信号模型，包括：
[0041]
根据位置欺骗偏移量、速度误差和姿态误差构建定向欺骗的隐蔽性优化设计模型构建定向欺骗的隐蔽性优化设计模型为
[0042][0043]
[0044][0045]
其中，k
speed
为速度比例因子，为不同方向的姿态误差阈值，a
l
,a
λ
,b为欺骗信号系数，为相同时间内的欺骗距离,为相同时间内欺骗距离的最大值,分别表示k n时刻欺骗目标北向和东向的真实速度。
[0046]
在其中一个实施例中，根据欺骗目标和导航系统对欺骗信号检测的灵敏度设置速度比例因子和姿态误差阈值，通过遍历的方法确定满足隐蔽性优化设计模型的gnss欺骗信号的3个欺骗信号系数的取值；
[0047]
根据确定的欺骗信号系数值，得到最优gnss欺骗信号模型。
[0048]
上述基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法，本发明引入指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式；然后对目标函数关系式进行递推，得到目标无人系统被欺骗的最终时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的最终函数关系式，从最终函数关系式中可以分析得到gnss欺骗信号对ins/gnss组合导航输出的影响，然后根据最终函数关系式对欺骗信号系数进行调节，得到位置欺骗信号，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到定向欺骗的位置欺骗偏移量、以及定向欺骗对组合导航系统造成的速度误差和姿态误差，研究通过gnss欺骗信号造成的速度和姿态误差的约束条件来构建和确定满足隐蔽性定向欺骗的最优gnss欺骗信号模型，利用最优gnss欺骗信号模型实现对目标无人系统在ins/gnss松组合导航模式下的隐蔽性定向欺骗，提高了对目标无人系统的欺骗成功率。
附图说明
[0049]
图1为一个实施例中一种基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法的流程示意图；
[0050]
图2为一个实施例中欺骗场景的示意图；
具体实施方式
[0051]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0052]
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法，包括以下步骤：
[0053]
步骤102，获取ins数据、gnss数据以及待欺骗的目标无人系统的ins/gnss松组合
导航系统模型，对ins/gnss松组合导航系统模型进行离散化，得到离散化的ins/gnss松组合导航系统模型。
[0054]
分别利用ins系统(惯性导航系统)和gnss系统(卫星导航系统)获取ins数据和gnss数据，ins数据包括ins解算所得的北向和东向速度、纬度和经度、横滚角、俯仰角和方位角，gnss数据包括gnss提供的北向和东向速度、纬度和经度。待欺骗的目标无人系统的ins/gnss松组合导航系统模型是一个现有的模型，在本专利中不做过多的阐述。
[0055]
步骤104，利用离散卡尔曼滤波器和离散化的ins/gnss松组合导航系统模型对ins数据和gnss数据进行融合，得到组合导航输出结果；组合导航输出结果包括组合导航位置输出、组合导航速度输出和组合导航姿态输出。
[0056]
步骤106，利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式。
[0057]
假设从欺骗初始时刻k0时刻开始对欺骗目标实施gnss欺骗干扰，任意时刻k时刻目标接收机接收到的位置和速度信息为：
[0058][0059]
其中，为施加的gnss速度和位置欺骗信号偏移量。本技术采用包含a和b两个系数的指数型欺骗信号偏移量模型为
[0060]
经过卡尔曼滤波融合和反馈校正后k时刻组合导航位置输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为：
[0061][0062][0063]
其中，表示组合导航纬度位置输出，表示组合导航经度位置输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的纬度和经度，为施加的gnss北向速度欺骗信号偏移量，为施加的gnss东向速度欺骗信号偏移量，为施加的gnss纬度欺骗信号偏移量，为施加的gnss经度欺骗信号偏移量，k
∞
(3,1)、k
∞
(3,2)、k
∞
(3,3)、k
∞
(3,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算纬度误差估计值时的增益系数，k
∞
(4,1)、k
∞
(4,2)、k
∞
(4,3)、k
∞
(4,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算经度误差估计值时的增益系数。
[0064]
欺骗过程中的任意时刻k时刻的组合导航速度输出与gnss欺骗信号偏移量的目标
函数关系式为
[0065][0066][0067]
其中，表示组合导航北向速度输出，表示组合导航东向速度输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的北向速度和东向速度，k
∞
(1,1)、k
∞
(1,2)、k
∞
(1,3)、k
∞
(1,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算北向速度误差估计值时的增益系数，k
∞
(2,1)、k
∞
(2,2)、k
∞
(2,3)、k
∞
(2,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算东向速度误差估计值时的增益系数。
[0068]
欺骗过程中的任意时刻k时刻的组合导航姿态输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为
[0069][0070][0071][0072]
其中，分别为组合导航横滚角、俯仰角和方位角姿态输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的姿态结果，k
∞
(5,1)、k
∞
(5,2)、k
∞
(5,3)、k
∞
(5,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算横滚角误差估计值时的增益系数，k
∞
(6,1)、k
∞
(6,2)、k
∞
(6,3)、k
∞
(6,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算俯仰角误差估计值时的增益系数，k
∞
(7,1)、k
∞
(7,2)、k
∞
(7,3)、k
∞
(7,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算方位角误差估计值时的增益系数。
[0073]
由目标函数关系式可知，gnss欺骗信号对ins/gnss组合导航的位置输出、速度输出以及姿态输出的估计值是有影响的，而且这种影响的大小与欺骗信号是相关的。所以通过对gnss欺骗干扰信号进行设计可以实现对组合导航系统输出位置偏移量、速度偏移量和姿态偏移量的控制。
[0074]
步骤108，对目标函数关系式进行递推，得到目标无人系统被欺骗的最终时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的最终函数关系式；最终函数关系式包含欺骗信号系数。
[0075]
通过递推得出最终时刻k n时刻反馈校正后组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的函数关系，分析gnss欺骗信号对组合导航输出结果的稳定性；
[0076]
在gnss欺骗干扰产生位置偏移后，虽然ins不会受到欺骗干扰，但是gnss欺骗信号产生的位置和速度偏移量会如同惯性器件的常值漂移一样，会直接累计到下一时刻，假设从k0时刻开始对欺骗目标实施gnss欺骗干扰，递推可得达到预期定向欺骗目标的最终时刻k n时刻反馈校正后的位置输出结果，即组合导航位置输出与gnss欺骗信号偏移量的最终
函数关系式为：
[0077][0078][0079]
同理，对组合导航速度输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式进行递推，得到最终时刻的组合导航速度输出与gnss欺骗信号偏移量的最终函数关系式，即从k0时刻开始对欺骗目标实施gnss欺骗干扰，递推可得最终时刻k n时刻反馈校正后的组合导航速度输出为
[0080][0081][0082]
对组合导航姿态输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式进行递推，得到最终时刻的组合导航姿态输出与gnss欺骗信号偏移量的最终函数关系式，即从k0时刻开始对欺骗目标实施gnss欺骗干扰，递推可得最终时刻k n时刻反馈校正后的组合导航姿态输出为
[0083][0084][0085][0086]
通过分析组合导航位置输出与gnss欺骗信号偏移量的最终函数关系式中系数函数的收敛性来验证gnss欺骗干扰的稳定性，于是有：已知0《k
∞
(j,j)《1，0《1-k
∞
(j,j)《1，则：
[0087][0088]
所以，欺骗系数函数收敛。欺骗式干扰引起的偏移信号融合到组合导航滤波器之后，产生的位置偏移是稳定的。以从k0时刻开始对欺骗目标实施gnss欺骗干扰，递推可得k n时刻反馈校正后的位置输出结果为例，由于k
∞
(3,3)≈k
∞
(4,4)，当对经纬度施加的欺骗偏移量相同时，偏移量融合到组合导航滤波器后输出的经纬度偏移量是相同的。
[0089]
步骤110，根据最终函数关系式对欺骗信号系数进行调节，得到位置欺骗信号，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到位置欺骗偏移量以及定向欺骗造成的
速度误差和姿态误差。
[0090]
最终函数关系式中包含欺骗信号系数a
l
、a
λ
、b
p
，通过调节a
l
、a
λ
、b
p
的值来控制位置欺骗信号，使得组合导航系统输出的经纬度方向上的欺骗偏移量之比为一个稳定的常值，从而实现对欺骗目标组合导航定向欺骗的目的。
[0091]
步骤112，根据位置欺骗偏移量、速度误差和姿态误差构建定向欺骗的隐蔽性优化设计模型，通过遍历算法对隐蔽性优化设计模型的欺骗信号系数进行寻优，得到最优gnss欺骗信号模型；利用最优gnss欺骗信号模型生成最优gnss欺骗信号对目标无人系统进行隐蔽性定向欺骗。
[0092]
研究通过gnss欺骗信号造成的速度和姿态误差的约束条件来构建满足隐蔽性定向欺骗的隐蔽性优化设计模型，通过遍历算法对隐蔽性优化设计模型的欺骗信号系数进行寻优，得到最优gnss欺骗信号模型，利用最优gnss欺骗信号模型生成最优gnss欺骗信号实现对目标无人系统在ins/gnss松组合导航模式下的隐蔽性定向欺骗，提高了对目标无人系统的欺骗成功率。
[0093]
在图2的欺骗场景中利用gnss欺骗信号模型生成gnss欺骗信号对目标无人系统进行隐蔽性定向欺骗。
[0094]
上述一种基于指数型欺骗信号模型的隐蔽性定向欺骗方法中，本发明引入指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式；对目标函数关系式进行递推，得到目标无人系统被欺骗的最终时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的最终函数关系式，从最终函数关系式中可以分析得到gnss欺骗信号对ins/gnss组合导航输出的影响，然后根据最终函数关系式对欺骗信号系数进行调节，得到位置欺骗信号，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到位置欺骗偏移量、定向欺骗造成的速度误差和姿态误差，研究通过gnss欺骗信号造成的速度和姿态误差的约束条件来构建和确定满足隐蔽性定向欺骗的最优gnss欺骗信号模型，利用最优gnss欺骗信号模型实现对目标无人系统在ins/gnss松组合导航模式下的隐蔽性定向欺骗，提高了对目标无人系统的欺骗成功率。
[0095]
在其中一个实施例中，利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航输出结果与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式，包括：
[0096]
利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航位置输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为
[0097][0098][0099]
其中，表示组合导航纬度位置输出，表示组合导航经度位置输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的纬度和
经度，为施加的gnss北向速度欺骗信号偏移量，为施加的gnss东向速度欺骗信号偏移量，为施加的gnss纬度欺骗信号偏移量，为施加的gnss经度欺骗信号偏移量，k
∞
(3,1)、k
∞
(3,2)、k
∞
(3,3)、k
∞
(3,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算纬度误差估计值时的增益系数，k
∞
(4,1)、k
∞
(4,2)、k
∞
(4,3)、k
∞
(4,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算经度误差估计值时的增益系数。
[0100]
在其中一个实施例中，利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航速度输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为
[0101][0102][0103]
其中，表示组合导航北向速度输出，表示组合导航东向速度输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的北向速度和东向速度，k
∞
(1,1)、k
∞
(1,2)、k
∞
(1,3)、k
∞
(1,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算北向速度误差估计值时的增益系数，k
∞
(2,1)、k
∞
(2,2)、k
∞
(2,3)、k
∞
(2,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算东向速度误差估计值时的增益系数。
[0104]
在其中一个实施例中，利用指数型欺骗信号模型生成指数型欺骗信号从欺骗初始时刻开始对目标无人系统进行gnss欺骗干扰，得到目标无人系统被欺骗的不同时刻的组合导航姿态输出与gnss欺骗信号偏移量的目标函数关系式为
[0105][0106][0107][0108]
其中，分别为组合导航横滚角、俯仰角和方位角姿态输出，分别为gnss信号未被欺骗干扰情况下经过正确组合导航修正后输出的姿态结果，k
∞
(5,1)、k
∞
(5,2)、k
∞
(5,3)、k
∞
(5,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算横滚角误差估计值时的增益系数，k
∞
(6,1)、k
∞
(6,2)、k
∞
(6,3)、k
∞
(6,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算俯仰角误差估计值时的增益系数，k
∞
(7,1)、k
∞
(7,2)、k
∞
(7,3)、k
∞
(7,4)分别表示利用北向速度、东向速度、纬度和经度观测量计算方位角误差估计值时的增益系数。
[0109]
在其中一个实施例中，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到位置欺骗偏移量以及定向欺骗造成的速度误差和姿态误差，包括：
[0110]
利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到位置欺骗偏移量为
[0111][0112][0113]
其中，k0表示欺骗初始时刻，k n表示最终时刻，k表示欺骗初始时刻到最终时刻间的任意时刻，n表示欺骗的总时刻数。
[0114]
在其中一个实施例中，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到定向欺骗造成的速度误差为
[0115][0116][0117]
在其中一个实施例中，利用位置欺骗信号对组合导航系统进行定向欺骗，得到定向欺骗造成的姿态误差为
[0118][0119][0120][0121]
在具体实施例中，欺骗过程中组合导航系统的位置欺骗偏移量为：
[0122][0123][0124]
其中，a
l
,a
λ
和b为非零gnss欺骗信号系数，当经纬度方向上的欺骗偏移量都不为0时，定向欺骗的方位角为：
[0125][0126]
所以可以通过对欺骗信号系数a
l
,a
λ
的设计来改变ks的值，即可以达到不同的定向欺骗效果。当经度方向的欺骗偏移量为0，通过对纬度方向的欺骗信号的正负进行调节可得定向欺骗的方位角为：ψ2＝
±
90
°
；当纬度方向的欺骗偏移量为0，通过对经度方向的欺骗信号的正负进行调节可得定向欺骗的方位角为：ψ3＝
±
180
°
。
[0127]
综上，定向欺骗的方位角为：
[0128][0129]
k n时刻反馈校正后gnss位置欺骗信号造成的速度误差为：
[0130][0131][0132]
由k
∞
值的关系可知，k
∞
(1,1)≈k
∞
(2,2)；k
∞
(1,3)》k
∞
(2,4)；k
∞
(3,3)≈k
∞
(4,4)，则[1-k
∞
(1,1)-k
∞
(3,3)]≈[1-k
∞
(2,2)-k
∞
(4,4)]，故即使在经纬度上施加的位置欺骗偏移量相同，gnss位置欺骗信号对北向速度产生的影响总是大于对东向速度产生的影响。本技术在进行隐蔽性优化设计模型设计时，通过对欺骗信号进行设计，从而减小欺骗信号对速度输出造成的影响，避免欺骗造成的速度误差被欺骗检测算法所检测到，从而提高欺骗算法的隐蔽性。
[0133]
k n时刻反馈校正后gnss位置欺骗信号造成的的姿态误差为：
[0134][0135][0136][0137]
其中，分别为gnss信号未被欺骗时经过正确校正后的姿态结果。
[0138]
由于k
∞
(3,3)≈k
∞
(4,4),k
∞
(6,3)》k
∞
(5,4),k
∞
(7,3)》k
∞
(6,3)，可知gnss欺骗干扰会对组合导航输出的姿态造成影响，尤其是对方位角的影响尤其严重。而且这种影响与欺骗干扰信号有关。本技术通过对欺骗信号进行设计，从而减小欺骗信号对姿态输出造成的影响，进而使目标无人系统的欺骗检测器失效，从而达到隐蔽性欺骗的目的。
[0139]
在其中一个实施例中，根据位置欺骗偏移量、速度误差和姿态误差构建定向欺骗的隐蔽性优化设计模型，通过遍历算法对隐蔽性优化设计模型的欺骗信号系数进行寻优，得到最优gnss欺骗信号模型，包括：
[0140]
根据位置欺骗偏移量、速度误差和姿态误差构建定向欺骗的隐蔽性优化设计模型为
[0141][0142]
[0143][0144]
其中，k
speed
为速度比例因子，为不同方向的姿态误差阈值，a
l
,a
λ
,b为欺骗信号系数，为相同时间内的欺骗距离,为相同时间内欺骗距离的最大值,分别表示k n时刻欺骗目标北向和东向的真实速度。
[0145]
在其中一个实施例中，根据欺骗目标和导航系统对欺骗信号检测的灵敏度设置速度比例因子和姿态误差阈值，通过遍历的方法确定满足隐蔽性优化设计模型中的约束条件的gnss欺骗信号的3个欺骗信号系数的取值；
[0146]
根据确定的欺骗信号系数值，得到最优gnss欺骗信号模型。
[0147]
在具体实施例中，为了优化对目标无人系统的隐蔽性定向欺骗，需要在保证定向欺骗隐蔽性的前提下，使固定时间段内的欺骗距离最大，即目标无人系统被欺骗的距离最远。由gnss位置欺骗信号对ins/gnss组合导航姿态和速度估计值的影响可知，为了实现隐蔽性定向欺骗，需要减小gnss位置欺骗信号对姿态和速度的影响，重点是要降低gnss位置欺骗信号对北向速度和航向角的影响，进而避免gnss欺骗信号被目标无人平台的欺骗检测算法所检测到。通过对位置欺骗偏移量、定向欺骗造成的速度误差和姿态误差的分析结果，设定了合理的约束条件来增强定向欺骗的隐蔽性，并将定向欺骗的隐蔽性优化设计转化为如下模型：
[0148][0149][0150][0151]
其中，为相同时间内的欺骗距离，为相同时间内欺骗距离的最大值；分别表示k n时刻欺骗目标北向和东向的真实速度，若欺骗器与欺骗目标位于同一运载体上，则为运载体的速度；若欺骗器与欺骗目标不在同一运载体上，则代表欺骗器的运载体与欺骗目标速度近似相等时，欺骗器运载体北向和东向的速度，k
speed
为速度比例因子；分别为姿态误差阈值。
[0152]
通过遍历的方法确定满足条件的gnss欺骗信号的3个系数a
l
,a
λ
,b的取值，通过a
l
,aλ
,b值即可得到所需的最优gnss欺骗信号模型，进而实现对目标无人系统在ins/gnss松组合导航模式下的隐蔽性定向欺骗。
[0153]
当设定了速度比例因子k
speed
和姿态误差阈值之后，通过遍历的方法即可确定满足条件的gnss欺骗信号的3个系数a
l
,a
λ
,b的取值，通过a
l
,a
λ
,b值即可得到所需的gnss欺骗信号模型。其中，可以根据欺骗目标和导航系统对欺骗信号检测的灵敏度设置为不同的值。
[0154]
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0155]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0156]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。