(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211486768.5 (22)申请日 2022.11.25 (71)申请人 长沙北斗产业 安全技术研究院股份 有限公司 地址 410000 湖南省长 沙市高新 开发区尖 山路39号长沙中电软件园总部大楼 一 期16栋4楼 (72)发明人 简博宇　刘志俭　常富国　 (74)专利代理 机构 长沙三七知识产权代理事务 所(普通合伙) 43287 专利代理师 刘伊旸 (51)Int.Cl. G01S 19/21(2010.01) G01S 19/01(2010.01) G01S 19/25(2010.01)G06K 9/00(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/00(2006.01) G06N 20/10(2019.01) (54)发明名称 一种通用航空可信时空服务方法、 系统及介 质 (57)摘要 本发明公开了一种通用航空可信时空服务 方法、 系统及介质， 所述方法包括对卫星导航信 号进行实时监测， 识别可能存在的导航信号异 常； 若导航信号正常， 则对本地时钟进行驯服， 使 之同步至卫星导航时间， 生 成差分增强信息并广 播； 若导航信号存在异常： 针对导航授时设备， 则 阻断异常导航信号， 基于本地时钟生成卫星导航 信号； 针对导航定位设备， 则播发类星导航信号， 以持续提供导航服务。 所述导航信号异常识别基 于支持向量机通过多个信号特征对卫星导航信 号异常进行判定， 提供了更加精 准的信号异常判 定。 在导航信号存在异常时， 保证设备的正常使 用； 同时可发射增强的兼容卫星导航信号， 为通 航飞机提供导 航服务。 权利要求书2页 说明书9页 附图1页 CN 115524724 A 2022.12.27 CN 115524724 A 1.一种通用航空可信时空服 务方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1： 获取卫星导 航信号， 对卫星导 航信号进行实时监测； 具体为航空器上的接收机 接收卫星导 航信号， 并进行信号处 理； S2： 建立接收干扰导 航信号模型； 导航定位接收设备捕 获跟踪到的信号由可视范围内的真实导航信号、 欺骗干扰导航信 号以及噪声组成； S3： 获取卫星导航信号特征参数， 包括信号强度、 信噪比、 信号绝对功率、 伪距、 载波相 位、 载波多普勒频移； S4： 建立导航信号异常检测模型； 依据步骤S3信号特征提取结果， 基于支持向量机回归模型进行导航信号异常判断， 包 括利用回归分析实现导航信号回归检测异常数据， 构建监督学习的支持向量机回归模型进 行导航信号采集数据空间映射 点分割， 确定导 航信号是否为异常； S5： 根据导航信号状态检测结果选择响应对策， 若导航信号正常， 则转至S6， 否则转至 S7； S6： 对本地时钟进行驯服， 使之同步至卫星导 航时间， 生成差分增强信息并广播； S7： 针对导航授时设备， 则阻断异常导航信号， 基于本地时钟生成卫星导航信号， 为导 航授时设备提供信号输入； 针对导航定位设备， 则播发类星导航信号， 以持续提供导航服 务。 2.根据权利要求1所述的通用航空可信时空服务方法， 其特征在于， 所述导航信号异常 为导航信号完整性异常或干扰异常。 3.根据权利要求1所述的通用航空可信时空服务方法， 其特征在于， 所述差分增强信 息 为伪距差分信息、 载波相位差分信息中的至少一种。 4.根据权利要求1所述的通用航空可信时空服务方法， 其特征在于， 所述步骤S2还包括 建立接收干扰导 航信号模型， 模型如下： 式中， 为接收信息， 上标为A和 S分别代表真实导航信号以及欺骗 干扰导航信号的 标记， i表示信号序列， 表示接收的真实导航信号的数量， 表示接收的欺骗干扰导航 信号的数量； 表示由于接收机时钟不稳定形成的缓慢变化的过程， 为信道增 益， 为导航信号的扩频码， 为卫星发送的导航数据， 为多普勒频率， 为加性白噪声， 为信号传输延时。 5.根据权利要求4所述的通用航空可信时空服务方法， 其特征在于， 所述步骤S4的导航权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115524724 A 2信号异常检测模型还 包括松弛因子和惩罚因子 。 6.根据权利要求4所述的通用航空可信时空服务方法， 其特征在于， 所述步骤S4的导航 信号异常检测模型的目标函数为： 其中， 为松弛因子， 为权重系数， 为惩罚因子 。 7.根据权利要求6所述的通用航空可信时空服务方法， 其特征在于， 所述建立导航信号 异常检测模型还包括基于优化的鲸鱼算法确定支持向量机模型中的误差惩罚因子C和RBF 核参数g1、 Sigmo id核参数g2。 8.根据权利要求7所述的通用航空可信时空服务方法， 其特征在于， 所述优化的鲸鱼算 法采用反向学习机制， 算法如下 所示： 其中， 为广义反向解， 为n维空间的一个个体， 为第t次迭代 时的动态上 下边界， rand为动态边界的伸缩 控制量， 为[0,1]的随机数。 9.一种基于如权利要求1 ‑8任意项所述的通用航空可信时空服务方法的系统， 其特征 在于， 包括： 卫星信号获取模块， 其用于获取卫星导 航信号， 对卫星导 航信号进行实时监测； 干扰信号模型建模模块， 其用于根据导航定位接收设备捕 获跟踪到的信号由可视范围 内的真实导 航信号、 欺骗干扰导 航信号以及噪声建立干扰信号模型； 卫星导航信号特征参数获取模块， 其用于基于真实卫星导航信号与异常卫星导航信号 在信号的特征上的区别， 获取区别二者的信号特征参数， 具体包括： 信号 强度、 信噪比、 信号 绝对功率、 伪距、 载波相位、 载波 多普勒频移； 导航信号异常检测模块， 其用于依据卫星导航信号特征参数获取模块的特征提取结 果， 通过支持向量机回归模型进行导航信号异常判断， 包括通过回归分析实现导航信号回 归检测异常数据， 进一步构建监督学习的支持向量机回归模型进 行导航信号采集数据空间 映射点分割， 确定导 航信号是否为异常； 决策选择模块， 其用于根据导航信号异常检测模块的状态检测结果选择响应对策， 若 信号正常， 则对本地时钟进行驯服， 使之同步至卫星导航时间， 生成差分增强信息并广播， 否则针对导航授时设备， 则阻断异常导航信号， 基于本地时钟生成卫星导航信号， 为导航授 时设备提供信号输入， 保证其的正常运行； 针对导航定位设备， 则播发类星导航信号， 以持 续提供导航服务。 10.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有通用航 空可信时空服务方法的数据加密程序指令， 所述通用航空可信时空服务的数据保护程序指 令可被一个或多个处理器执行， 以实现如权利要求1 ‑8任意所述的通用航空可信时空服务 方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115524724 A 3