缩短伽利略OSNMA首次认证定位时间
摘要
伽利略是全球首个通过开放服务导航电文认证（OSNMA）协议对其民用信号进行认证的全球导航卫星系统。然而，OSNMA延迟了获得首次定位和授时的时间，即首次认证定位时间（TTFAF）。尽可能缩短TTFAF对于将该技术无缝集成到现有产品中至关重要。在接收机已拥有加密数据的情况下，即本文关注的热启动模式，当前可用的实现在理想环境下的平均TTFAF约为100秒。在本工作中，我们探索了通用OSNMA接收机以及时间同步比OSNMA指南要求更严格的接收机可用的TTFAF优化方案。我们剖析了TTFAF过程，描述了这些优化，并在三个使用真实记录数据（开阔天空、轻度城市和重度城市）和官方OSNMA测试向量的不同场景中对其进行了基准测试。第一组优化集中于通过按页处理损坏的子帧并组合来自多颗卫星的冗余数据，从中提取尽可能多的信息。第二组优化旨在通过智能利用与认证密钥属于同一子帧的认证标签中的字段，来重建丢失的导航数据。结合这两种优化思路，在所有考虑的场景中都显著缩短了TTTAF。对于测试向量和开阔天空场景，我们分别获得了60.9秒和68.8秒的平均TTTAF，最低TTTAF均为44.0秒。同样，在城市场景中，优化前后的平均TTTAF也出现了大幅缩短。这些优化已作为开源OSNMAlib库的一部分在GitHub上提供。
引用
@article{arxiv.2403.14739,
title = {Improving Galileo OSNMA Time To First Authenticated Fix},
author = {Aleix Galan and Ignacio Fernandez-Hernandez and Wim De Wilde and Sofie Pollin and Gonzalo Seco-Granados},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.14739},
year = {2025}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication. 15 pages, 17 figures. Updated version with major changes. New sections II-B, IV-A, IV-C. Updated sections IV-B, VI-D. Acronym changes and fixed typos