面向欺骗抑制的GNSS信号单通道高精度稀疏DOA估计

来源：电子与信息学报杂志2025年第12期北京时间：

作者：康伟泉, 鲁祖坤, 李柏渝, 宋捷, 肖伟

单位：国防科技大学电子科学学院卫星导航技术重点实验室 长沙 410073

摘要：针对全球导航卫星系统(GNSS)面临的欺骗攻击威胁，传统多天线阵列欺骗检测方法存在硬件复杂度高、低信噪比下估计精度不足等问题，该文提出了一种面向欺骗抑制的单通道高精度稀疏波达方向(DOA)估计方法，旨在降低欺骗检测的硬件成本并提升极低信噪比条件下的估计性能。首先，基于参考阵元跟踪环路参数重构数字中频信号，利用不同伪随机噪声码信号间的正交性，通过重构信号与原始阵列信号的相关处理显著提升解扩前信噪比，提取“纯净”导向矢量；其次，结合GNSS空域稀疏特性构建过完备字典，将DOA估计转化为导向矢量的稀疏重构；最后，采用交替方向乘子法求解优化模型，以实现高精度二维DOA估计。仿真表明该文方法在极低信噪比下较Unitary ESPRIT和Cyclic MUSIC算法的估计精度和分辨力提高明显，基于该文方法DOA估计的结果，LCMV波束形成器能够有效抑制欺骗信号。相较于信号载波相位检测的方法，该方法仅需处理单个阵元通道的信号，显著降低硬件复杂度，为空域欺骗检测与抑制提供了高效解决方案。

关键词：卫星导航, 欺骗检测, 到达方向估计, 稀疏重建, 交替方向乘法器(ADMM)

基金资助：国家自然科学基金(62003354, U20A20193)