针对具有非减损动力学系统的稀疏完整性攻击的高效安全状态估计

我们考虑在存在完整性攻击的情况下估计时不变线性高斯系统状态的问题。攻击者可以破坏$m$个传感器中的$p$个，该集合随时间固定且系统操作员未知，并可任意篡改测量值。在系统矩阵$A$的所有不稳定特征值的几何重数均为1（即$A$的不稳定部分为非减损）的假设下，我们提出了一种安全估计方案，只要系统是可$2p$-稀疏检测的，该方案就能抵御完整性攻击，而这被证明是安全动态估计的根本极限。在无攻击时，所提估计以某一概率与卡尔曼估计一致，该概率可被调节以权衡有攻击与无攻击时的性能。此外，设计阶段的可检测性条件检查与在线运行阶段的估计计算均具有计算高效性。提供了一个数值算例来证实结果并说明所提估计器的性能。