基于载波相位与IMU的地面车辆GNSS欺骗检测
信号处理
2022-03-02 v1
摘要
本文开发、实现并验证了一种强大的单天线基于载波相位的检验方法，用于检测配备低成本惯性测量单元（IMU）的地面车辆上的全球导航卫星系统（GNSS）欺骗攻击。日益自动化的地面车辆需要精确且能抵御异常自然或意外事件、并防范蓄意攻击的定位能力。本文的欺骗检测技术利用了由经过良好标定的载波相位差分GNSS（CDGNSS）估计器产生的载波相位固定模糊度残差代价，该估计器与低成本IMU紧耦合。载波相位固定模糊度残差代价对测量载波相位值与由先验测量及基于IMU测量和车辆约束的动态模型所预测值之间的偏差具有亚厘米级敏感性。在欺骗攻击中，由于攻击者实际上无法预测由路面不平引起的厘米幅度车辆运动，此类偏差将会出现。所开发的欺骗检测方法的有效性使用在得克萨斯州奥斯汀由车载传感器套件采集的数据进行了评估。该数据集包含消费级与工业级IMU数据，以及多样化的多径环境（开阔天空、浅城市与深城市）。注入数据集的人工最坏情况欺骗攻击在两秒内被检测到。
引用
@article{arxiv.2203.00140,
title = {Carrier-phase and IMU based GNSS Spoofing Detection for Ground Vehicles},
author = {Zachary Clements and James E. Yoder and Todd E. Humphreys},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.00140},
year = {2022}
}