孙旸，曹春杰，赖俊晓，于天娇

（1.海南省Internet信息检索重点实验室，海南 海口 570228；2.海南大学计算机与网络空间安全学院，海南 海口 570228；3.南海海洋资源利用国家重点实验室，海南 海口570228）

1 引言

GPS欺骗是当前GPS 面临的主要威胁[1]，其手段是通过伪造或重放虚假的GPS信号，使被攻击的GPS接收器捕获并跟踪虚假的GPS信号，从而解算出错误的时间和位置信息。GPS欺骗分为转发式欺骗和生成式欺骗两种类型。① 转发式欺骗通过记录预欺骗位置真实的GPS信号，使用软件定义无线电等信号发射设备，将记录的真实GPS信号经过一定的延迟发射到处于另一位置的目标接收器，达到欺骗目标接收器的目的。② 生成式欺骗是从真实的GPS信号中提取时间、位置、卫星星历等必要信息，根据预欺骗的时间、位置信息生成虚假的GPS信号，将虚假GPS信号的载波与真实GPS信号对齐，通过矩阵天线发送给GPS接收器，从而使GPS接收器解算出错误的时间、位置信息，达到欺骗的目的。

国际上针对GPS定位导航的事件频发[2]。2013年，Humphreys研究团队使用GPS欺骗技术成功诱导一艘价值8 000万美元的白玫瑰号游艇向左偏离航道3°，造成其偏出预定航线1 km。因此，针对GPS安全问题，必须找到有效的解决方案来检测GPS攻击。

目前国内外针对GPS欺骗的防护方法主要有如下几种。

（1）信号物理层特性检测方法

通过对比虚假信号与真实信号在信号物理层特性的差异来识别GPS虚假信号，这些差异主要包括自动增益控制[3]、信号到达方向、载波相位值、多普勒频移[4]等。……