Повышение точности позиционирования при совместной обработке измерений GPS и ГЛОНАСС с помощью фильтра Калмана в условиях спуфинга
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2016.24.3.014-025
Аннотация
После завершения работы над обновленной системой ГЛОНАСС и обеспечения возможности ее использования по всему миру, как и GPS, лучший способ увеличения количества видимых спутников – это совместная обработка сигналов этих двух систем. С другой стороны, из-за спуфинга или блокировки спутников GPS совместная обработка становится еще более эффективной. В данной работе сигналы GPS и GLONASS обрабатываются совместно с помощью фильтра Калмана. Предлагается метод борьбы со спуфингом сигналов GPS путем контроля изменения псевдодальности. Не применяя дорогих приемников, с помощью данного метода можно распознавать спуфинг-атаки в реальном времени и устранять их влияние. Результаты обнаружения проимитированной спуфинг-атаки показали значительное снижение среднеквадратической погрешности позиционирования при использовании предложенного метода с измерениями ГЛОНАСС в сравнении с использованием только данных GPS.
Об авторах
М. Р. Мосави
Иранский научно-технологический университет (Тегеран).
Иран
Иран
Мосави Мохаммед Реза, профессор.
А. Табатабаи
Иранский научно-технологический университет (Тегеран).
Иран
Иран
Табатабаи Амир, аспирант.
М. Дж. Занди
Военно-Морской университет им. Имама Хомейни (Ноушехр).
Иран
Иран
Занди Мохаммед Джавад, аспирант.
Список литературы
1. Marais J., Nahimana D.F., Viandier N., and Duflos E. GNSS accuracy enhancement based on pseudo range error estimation in an urban propagation environment // Journal of Expert Systems with Applications. 2013. Vol. 40. No.15. P. 5956-5964.
2. Kuusniemi H., and Lachapelle G. GNSS signal reliability testing in urban and indoor environments // Proceedings of ION NTM Conference. San Diego, CA. 2004. P. 1-15.
3. Cai C., and Gao Y. A combined GPS/GLONASS navigation algorithm for use with limited satellite visibility, Journal of Navigation. 2009. Vol. 62. No 4. P. 671-685.
4. Humphreys T.E., Ledvina B.M., Psiaki M.L., O’Hanlon B.W., and Kintner P.M. Assessing the spoofing threat: Development of a portable GPS civilian spoofer // Proceedings of 21st International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, USA. 2008. P. 2314-2325.
5. Jahromi A.J., Broumandan A., Nielsen J., and Lachapelle G. GPS vulnerability to spoofing threats and a review of anti -spoofing techniques // International Journal of Navigation and Observation. 2012. Vol. 2012. P. 1-16.
6. Baziar A.R., Moazedi M. and Mosavi M.R. Analysis of single frequency GPS receiver under delay and combining spoofing algorithm // Journal of Wireless Personal Communications. 2015. Vol. 83. No. 3. P. 1955-1970.
7. Scott L. Anti-spoofing and authenticated signal architectures for civil navigation systems // Proc. ION GPS/GNSS 2003. Institute of Navigation. Portland, Oregon, 2003. P. 1542-1552.
8. Jin M.H., Han Y.H., Choi H.H., Park C., Heo M.B., and Lee S.J. GPS spoofing signal detection and compensation method in DGPS reference station // Proceedings of 11th International Conference on Control, Automation and Systems. Korea, 2011. P. 1616-1619.
9. Borre K. and Akos D. A software-defined GPS and Galileo receiver: Single-frequency approach // Proceeding of ION GNSS, the 18th International Technical Meeting of the Satellite Division, 2005. P. 1632-1637.
10. Mosavi M.R., Azarshahi S., Emamgholipour I., and Abedi A.A. Least squares techniques for GPS receivers positioning filter using pseudorange and carrier phase measurements // Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering. 2014. Vol. 10. No 1. P. 18-26.
11. Blanch J., Walter T., and Enge P. Satellite navigation for aviation in 2025 // Proceedings of the IEEE. 2012. Vol. 100. Special Centennial Issue. P. 1821-1830.
12. Angrisano A., Gaglionend S., and Gioia C. Performance assessment of aided global navigation satellite system for land navigation // IET Journals on Radar, Sonar and Navigation. 2013. Vol. 7. No 6. P. 671-680.
13. Bakula M., Przestrzelski P., and Kazmierczak R. Reliable technology of centimeter GPS/GLONASS surveying in forest environments // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2015. Vol. 53. No 2. P. 1029-1035.
14. Gao G.X., and Enge P. How many GNSS satellites are too many // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2012. Vol. 48. No 4. P. 2865-2874.
15. Angrisano A., Gaglione S., and Gioia C. Performance assessment of GPS/GLONASS single point positioning in an urban environment // Journal of Acta Geodaetica et Geophysica. 2013. Vol. 48. No 2. P. 149-161.
16. Mosavi M.R., Soltani Azad M., and Emamgholipour I. Position estimation in singlefrequency GPS receivers using Kalman filter with pseudorange and carrier phase measurements // Journal of Wireless Personal Communications. 2013. Vol. 72. No 4. P. 2563-2576.
17. Mosavi M.R. Error reduction for GPS accurate timing in power systems using Kalman filters and neural networks // Journal of Electrical Review. 2011. Vol. 87. No 12. P. 161-168.
18. Gomez-Gil J., Ruiz-Gonzalez R., Alonso-Garcia S., and Gomez-Gil F.J. A Kalman filter implementation for precision improvement in low-cost GPS positioning of tractors // Journal of Sensors. 2013. Vol. 13. No 11. P. 15307-15323.
19. Borre K., Akos D.M., Bertelsen N., Rinder P., and Jensen S.H. A Software-Defined GPS and Galileo Receiver: A Single-Frequency Approach // Applied and Numerical Harmonic Analysis. Birkhauser, Boston, 2007.
20. Borre K. and Strang G. Algorithms for Global Positioning. Wellesley-Cambridge Press, 2012.
21. Axelrad P. and Brown R.G. GPS navigation algorithms // Global Positioning System: Theory and Applications. Vol. 1. Ser. Progress in Astronautics and Aeronautics. Parkinson, B.W., Ed., Washington, DC: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1996.
22. Borre, K. The GPS EASY Suite Matlab Code for the GPS newcomer // Journal of GPS Solutions. 2007. Vol. 7. No 1. P. 47-51.
Рецензия
Для цитирования:
Мосави М.Р., Табатабаи А., Занди М. Повышение точности позиционирования при совместной обработке измерений GPS и ГЛОНАСС с помощью фильтра Калмана в условиях спуфинга. Гироскопия и навигация. 2016;24(3):14-25. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2016.24.3.014-025
For citation:
Mosavi M.R., Tabatabaei A., Zandi M. Positioning Improvement by Combining GPS and GLONASS Based on Kalman Filter and Its Application in Spoofing Situations. Giroskopiya i Navigatsiya. 2016;24(3):14-25. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2016.24.3.014-025
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 