مقابله با فريب در گيرنده GPS با استفاده از همبستگي و روش حداقل ميانگين مربعات بر مبناي الگوريتم Sign-Data

Defense Against Spoofing in GPS Receiver using Correlation and Least Mean Squares Method Based on Sign-Data Algorithm

در ميان انواع تداخل سيگنال ماهواره‌ هاي سامانه موقعيت‌ياب جهاني GPS، فريب به‌عنوان خطرناك‌ترين دخالت عمدي درنظر گرفته‌ شده است. با حضور فريب در سيگنال دريافتي GPS اطلاعات نادرست به گيرنده مي رسد كه مشكلاتي در محاسبات زماني و مكاني گيرنده ايجاد مي كند. مقابله با فريب در دو بخش آشكارسازي و كاهش فريب انجام مي پذيرد. در اين مقاله به‌منظور آشكارسازي سيگنال فريب از ويژگي هاي تابع همبستگي بهره گرفته ايم. در فرآيند كاهش فريب، روش فيلتر وفقي LMS بر مبناي الگوريتم Sign-Data مورد استفاده قرار مي گيرد. اين روش اثر تداخل فريب را در سيگنال دريافتي GPS كاهش مي دهد و در برابر تداخلي از نوع فريب تاخيري دفاع مي كند. روش پيشنهادي بر روي داده هاي واقعي و در مرحله اكتساب از فرآيند پردازش گيرنده GPS اعمال مي-گردد. نتايج نشان مي دهند كه روش وفقي مبتني بر الگوريتم Sign-Data به‌طور متوسط اثربخشي فريب را 89 درصد محدود مي كند. علاوه بر كاهش فريب، پارامتر PDOP نيز كه نمايانگر موقعيت فضايي ماهواره هاي شناسايي شده است، در همه نتايج بهبود يافته است. به‌طور ميانگين مقدار PDOP از 47 به 66/2 كاهش يافته است.

Among the variety of GPS signal interference, spoofing is considered as the most dangerous intentional interference. If spoofing signal would have existed in the received signal GPS, wrong information reaches the receiver which causes problems in time and location computation of the receiver. Defense against spoofing includes the spoofing detection and reduction. In this paper, we use the properties of correlation function for spoofing detection. In order to mitigate spoofing, we apply the method of Least Mean Squares (LMS) based on sign-data algorithm. This approach reduces effect of the spoofing interference in the received signal GPS and defends against interference of kind of delay spoofing. The proposed approach have been implemented on real dataset and in the acquisition stage from GPS receiver processing. The results show that the adaptive method based on sign-data algorithm decrease effectiveness of spoofing on average 89 percent. In addition to spoofing reduction, the Position Dilution of Precision (PDOP) parameter improves at all of results. PDOP parameter indicates the spatial position of identified satellites. The PDOP value mitigated from 47 to 2.66 on average.