临近空间平台的移动消息安全验证方法及装置

本公开涉及数据处理领域，更具体地涉及一种临近空间平台的移动消息安全验证方法、装置、设备、介质和程序产品。

背景技术：

1、为提升航空飞机和临近空间平台的飞行安全性，航空飞机和空中交通管制人员需要获得临近空间平台的实时位置信息和速度信息，以调整飞行决策从而避免碰撞。

2、相关技术中，采用单一的地理定位方法对临近空间平台的实时位置信息和速度信息进行验证，不符合临近空间平台的运动特性，例如，临近空间平台的运动较为缓慢，地面站和平台间的相互运动不明显，导致单一定位方法的测量结果精度低、误差大。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种临近空间平台的移动消息安全验证方法、装置、设备、介质和程序产品。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种临近空间平台的移动消息方法，包括：获取多个验证点各自的空间状态消息和临近空间平台的移动消息，其中，验证点表征飞行器或地面站，多个验证点包括基准验证点与参考验证点，移动消息是由临近空间平台向验证点发送的；利用时间差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的时间差信息；利用到达角度算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到与每个验证点接收移动消息的到达角信息；利用频率差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的信号频率差信息；根据目标函数处理时间差信息、信号频率差信息和到达角信息，得到与移动消息相关联的安全验证结果。

3、根据本公开的实施例，空间状态消息包括第一位置信息，移动消息包括第二位置信息；利用时间差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的时间差信息，包括：对基准验证点的第一位置信息和第二位置信息进行差值处理，得到与每个基准验证点对应的基准距离信息；对参考验证点的第一位置信息和第二位置信息进行差值处理，得到与参考验证点对应的参考距离信息；利用时间差算法对每个基准距离信息和参考距离信息进行处理，得到每个基准验证点与参考验证点之间的时间差信息，其中，时间差信息如公式(1)所示：

4、

5、其中，δtm,n为时间差信息，为第m个基准验证点对应的基准距离信息，为参考验证点对应的参考距离信息，c为电磁波在自由空间中的传播速度，为测量时间差信息的误差信息。

6、根据本公开的实施例，利用到达角度算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到与每个验证点接收移动消息的到达角信息，包括：确定移动消息到达验证点的第一方位角信息和第一仰角信息；基于到达角度算法，对第一方位角信息和第一仰角信息进行格式转换，得到第二方位角信息和第二仰角信息，并将第二方位角信息和和第二仰角信息作为与每个验证点对应的到达角信息。

7、根据本公开的实施例，基于到达角度算法，对第一方位角信息和第一仰角信息进行格式转换，得到第二方位角信息和第二仰角信息，包括：根据基准距离信息和参考距离信息，确定每个验证点的距离信息；对距离信息进行投影，得到与每个验证点对应的投影信息；利用投影信息对第一方位角信息进行格式转换，得到第二方位角信息；利用距离信息对第一仰角信息进行格式转换，得到第二仰角信息。

8、根据本公开的实施例，第二方位角信息如公式所示，第二仰角信息如公式(3)所示：

9、

10、

11、其中，lm，1为投影信息，lm，2为验证点与临近空间平台之间的距离，xa、ya、za为第二位置信息，xm、ym、zm为第一位置信息，为第一方位角信息，为第一仰角信息。

12、根据本公开的实施例，空间状态消息还包括第一速度信息，移动消息还包括第二速度信息；利用频率差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的信号频率差信息，包括：确定与移动消息相关联的第一信号频率信息；对第一信号频率信息、第一速度信息、第二速度信息和基准距离信息进行多普勒效应机制处理，得到与每个基准验证点对应的第二信号频率信息；对第一信号频率信息、第一速度信息、第二速度信息和参考距离信息进行多普勒效应机制处理，得到与参考验证点对应的第三信号频率信息；利用频率差算法对第二信号频率信息和第三信号频率信息进行差值处理，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的信号频率差信息，其中，信号频率差信息如公式(4)所示；

13、

14、其中，δfm，n为信号频率差信息，f0为第一信号频率信息，为第m个基准验证点对应的第一速度信息，为参考验证点对应的第一速度信息，为第二速度信息。

15、根据本公开的实施例，根据目标函数处理时间差信息、信号频率差信息和到达角信息，得到与移动消息相关联的安全验证结果，包括：根据目标函数处理时间差信息、信号频率差信息和到达角信息，得到估计结果；对估计结果进行分析，得到与移动消息相关联的安全验证结果。

16、根据本公开的实施例，对估计结果进行分析处理，得到与移动消息相关联的安全验证结果，包括：确定估计结果和移动消息之间的差值信息；在差值信息满足预设阈值的情况下，安全验证结果表征移动消息为安全信息。

17、根据本公开的实施例，对估计结果进行分析处理，得到与移动消息相关联的安全验证结果，还包括：在差值信息不满足预设阈值的情况下，安全验证结果表征移动消息为虚假信息。

18、本公开的第二方面提供了一种临近空间平台的移动消息安全验证装置，包括：获取模块，用于获取多个验证点各自的空间状态消息和临近空间平台的移动消息，其中，验证点表征飞行器或地面站，多个验证点包括基准验证点与参考验证点，移动消息是由临近空间平台向验证点发送的；第一处理模块，用于利用时间差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的时间差信息；第二处理模块，用于利用到达角度算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到与每个验证点接收移动消息的到达角信息；第三处理模块，用于利用频率差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的信号频率差信息；以及第四处理模块，用于根据目标函数处理时间差信息、信号频率差信息和到达角信息，得到与移动消息相关联的安全验证结果。

19、本公开的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述临近空间平台的移动消息安全验证方法。

20、本公开的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述临近空间平台的移动消息安全验证方法。

21、本公开的第五方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述临近空间平台的移动消息安全验证方法。

22、根据本公开的实施例，获取多个验证点各自的空间状态消息和临近空间平台的移动消息，其中，验证点表征飞行器或地面站，多个验证点包括基准验证点与参考验证点，移动消息是由临近空间平台向验证点发送的；利用时间差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的时间差信息；利用到达角度算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到与每个验证点接收移动消息的到达角信息；利用频率差算法处理多个空间状态消息和移动消息，得到每个基准验证点与参考验证点之间接收移动消息的信号频率差信息；根据目标函数处理时间差信息、信号频率差信息和到达角信息，得到与移动消息相关联的安全验证结果。通过采用了结合时间差信息、信号频率差信息和到达角信息，以得到估计结果的技术手段，避免了单一定位方法不符合临近空间平台的运动特性的问题，进而实现了提高定位精度，以及对临近空间平台的移动消息的验证准确率的技术效果。