単一の回転アンテナに到着する2つの方向の間の交差点角度を介したGNSSスプーフィング検出

グローバルナビゲーション衛星システム（GNSS）に対するスプーフィングは、強い隠蔽を伴う攻撃であり、GNSSのセキュリティに大きな脅威をもたらします。このような攻撃を防ぐために多くの戦略が開発されていますが、マルチエージェントのスポーフィングの信号方向に基づく現在の検出方法には、複数のアンテナ/レシーバーが必要であり、実装のコストと複雑さの増加につながります。さらに、移動する単一アンテナを使用した方法は、マルチエージェントのスポーフを効果的に検出することはできません。したがって、単一の回転アンテナを使用して、到着の2つの方向（IA-DOA）間の交差角に基づいて、新しいスプーフィング検出技術を導入します。このアプローチの本質は、受信信号のキャリアとノイズ比（CNR）（CNR）とキャリア位相単一差（CPSD）を利用することにより、一対の信号間のIA-DOAを推定することにあります。IA-DOAの推定は、スプーフィングがない場合の予測と一致する必要があります。スプーフィングでは、ナビゲーション信号の方向性を正確にシミュレートすることは困難です。これにより、IA-DOAの推定と予測の間の一貫性が混乱する可能性があります。したがって、IA-DOAの推定と予測を使用して、一般化尤度比テスト（GLRT）を介して検出変数を確立して、マルチエージェントのスプーフィングを検出できます。アンテナのパラメーターが検出パフォーマンスに与える影響を分析するためにシミュレーションを実施し、現場での実験を通じて評価しました。結果は、この記事で提案されている方法が、マルチエージェントスプーフィングのリアルタイム検出を効率的に実現できることを示しています。

Spoofing against the Global Navigation Satellite System (GNSS) is an attack with strong concealment, posing a significant threat to the security of the GNSS. Many strategies have been developed to prevent such attacks, but current detection methods based on signal direction for multi-agent spoofing require multiple antennas/receivers, leading to increased cost and complexity in implementation. Additionally, methods utilizing a moving single antenna cannot effectively detect multi-agent spoofing. Therefore, we introduce a novel spoofing-detection technique based on the intersection angle between two directions of arrival (IA-DOA) using a single rotating antenna. The essence of this approach lies in estimating the IA-DOA between a pair of signals by utilizing the carrier-to-noise ratio (CNR) and carrier phase single difference (CPSD) of the received signal. The estimation of IA-DOA should be consistent with the prediction when there is no spoofing. With spoofing, it is difficult to accurately simulate the directionality of navigation signals, which can disrupt the consistency between the estimation and prediction of IA-DOA. Therefore, estimations and predictions of IA-DOA can be used to establish detection variables through generalized likelihood ratio testing (GLRT) to detect multi-agent spoofing. We conducted a simulation to analyze the impact of the antenna's parameters on the detection performance and evaluated it through on-site experiments. The results indicate that the method proposed in this article can efficiently achieve real-time detection of multi-agent spoofing.