Аутентификация на основании произвольных бит в спутниковых навигационных сообщениях

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является обеспечение возможности аутентификации устройств клиента, расположенных в средах с низким соотношением сигнал-шум. Упомянутый технический результат достигается тем, что поднабор демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов выбирают синхронизированным с битовыми кадрами клиента для обеспечения синхронизированных битовых кадров сервера, функцию синхронизированных битовых кадров сервера вычисляют для обеспечения набора сигнатур сервера, набор сигнатур клиента и набор сигнатур сервера сравнивают для обеспечения результата сравнения, а местоположение устройства клиента аутентифицируют на основании указанного результата сравнения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты реализации настоящего изобретения относится в целом к системам навигации и радиосвязи. В частности, варианты реализации настоящего изобретения относятся к спутниковым системам для подтверждения местоположения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Значительная часть мощности в секретном сигнальном компоненте сигнала навигационного спутника, такого как сигнал глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), может быть потеряна, когда GNSS сигнал проходит через полосовые фильтры, используемые клиентским устройством GNSS (приемником). Потеря мощности ухудшает эксплуатационные показатели в средах с низким соотношением сигнал-шум (SNR). Ухудшение эксплуатационных показателей в средах с низким соотношением сигнал-шум (SNR) может предотвращать или минимизировать возможность подтверждения системой аутентификации того, что вычисление глобального положения или утверждение, основанное на глобальном положении, является истинным.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложены система и способы аутентификации местоположения. Поднабор демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов синхронизирован с битовыми кадрами клиента для обеспечения синхронизированных битовых кадров сервера. Функцию битовых кадров клиента вычисляют для обеспечения набора сигнатур клиента. Функцию синхронизированных битовых кадров сервера вычисляют для обеспечения набора сигнатур сервера. Набор сигнатур клиента и набор сигнатур сервера сравнивают для обеспечения результата сравнения, а местоположение устройства клиента аутентифицируют на основании указанного результата сравнения.

Таким образом, варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают систему аутентификации, которая обеспечивает возможность аутентификации устройств клиента, расположенных в средах с низким соотношением сигнал-шум (SNR), таких как помещения и центр города.

В определенном варианте реализации способ аутентификации местоположения выбирает поднабор демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов, синхронизированных с битовыми кадрами клиента для обеспечения синхронизированных битовых кадров сервера. Способ дополнительно вычисляет функцию синхронизированных битовых кадров сервера для обеспечения набора сигнатур сервера. Способ дополнительно сравнивает набор сигнатур клиента и набор сигнатур сервера для обеспечения результата сравнения и аутентифицирует местоположение устройства клиента на основании указанного результата сравнения.

В другом варианте реализации система для аутентификации местоположения содержит модуль сервера для выбора кадров данных, модуль сервера для выполнения операций над данными, модуль сервера для коррелирования и модуль аутентификации. Модуль сервера для выбора кадров данных выбирает поднабор демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов, синхронизированных с битовыми кадрами клиента для обеспечения битовых кадров сервера. Модуль сервера для выполнения операций над данными вычисляет функцию синхронизированных битовых кадров сервера для обеспечения набора сигнатур сервера. Модуль сервера для коррелирования сравнивает набор сигнатур клиента и набор сигнатур сервера для обеспечения результата сравнения. Модуль аутентификации аутентифицирует местоположение устройства клиента на основании результата сравнения.

Еще в одном варианте реализации машиночитаемый носитель данных для временного хранения данных содержит машиночитаемые инструкции для аутентификации местоположения. Машиночитаемые инструкции выбирают поднабор демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов для обеспечения битовых кадров клиента. Машиночитаемые инструкции дополнительно вычисляют функцию битовых кадров клиента для обеспечения набора сигнатур клиента. Машиночитаемые инструкции дополнительно передают набор сигнатур клиента на сервер аутентификации для аутентификации местоположения устройства клиента. Данный раздел приведен для введения выбора концепций в упрощенной форме, которые описаны более подробно в разделе «Осуществление изобретения». Данный раздел не предназначен для идентификации ключевых или основных признаков заявляемого объекта и не предназначен для использования для облегчения определения объема заявляемого объекта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более полное понимание вариантов реализации настоящего изобретения может быть получено по ссылке на раздел «Осуществление изобретения» и формулу изобретения при их рассмотрении вместе с приведенными далее чертежами, причем в настоящей заявке аналогичные ссылочные номера относятся к схожим элементам на всех чертежах. Чертежи приведены для облегчения понимания настоящего изобретения без выхода за пределы объема, сущности или применимости настоящего изобретения. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе.

На фиг. 1 показана иллюстративная беспроводная среда связи для аутентификации предполагаемого местоположения на основании сигналов навигационных спутников согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана иллюстративная упрощенная функциональная структурная схема приемника навигационного спутника.

На фиг. 3 показана иллюстративная беспроводная среда связи, иллюстрирующая способы, согласно которым среды типа помещения и центр города могут ослаблять сигналы навигационных спутников.

На фиг. 4 показана иллюстративная схема, иллюстрирующая навигационное сообщение навигационного спутника.

На фиг. 5 показана иллюстративная схема, иллюстрирующая наложение навигационных сообщений от трех навигационных спутников.

На фиг. 6 показана иллюстративная схема, иллюстрирующая то, что навигационные сообщения от трех навигационных спутников, показанных на фиг. 5, дискретизированы в течение продолжительности одного бита, согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 7 показана иллюстративная схема, иллюстрирующая то, что навигационные сообщения от трех спутников, показанных на фиг. 5, дискретизированы в течение продолжительности нескольких бит согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 8 показана иллюстративная схема, иллюстрирующая определенное количество сигнатур местоположения, которые могут быть обеспечены согласно двум вариантам реализации настоящего изобретения.

На фиг. 9 показана иллюстративная функциональная структурная схема системы аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 10 показана иллюстративная функциональная структурная схема системы аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 11 показана иллюстративная функциональная структурная схема системы аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 12 показана иллюстративная функциональная структурная схема системы аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 13 показана иллюстративная блок-схема, иллюстрирующая процесс аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения.

На фиг. 14 показана иллюстративная блок-схема, иллюстрирующая процесс аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Представленное далее подробное описание приведено по существу в качестве примера и не предназначено для ограничения изобретения или применения, и использует варианты реализации настоящего изобретения. Описание конкретных устройств, методик и применений приведено только в качестве примеров. Модификации для примеров, описанных в настоящей заявке, будут полностью очевидны специалистам в области техники, а общие принципы, определенные в настоящей заявке, могут быть применены к другим примерам и применениям без выхода за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Кроме того, отсутствует какое-либо намерение связи с какой-либо выраженной или подразумеваемой теорией, представленной в приведенным выше разделах «Область изобретения», «Уровень техники», «Раскрытие изобретения» и приведенном далее подробном описании. Настоящее изобретение должно соответствовать объему согласно формуле изобретения и не должно быть ограничено примерами, описанными и показанными в настоящей заявке. Варианты реализации настоящего изобретения могут быть описаны в настоящей заявке в терминах функциональных и/или логический блочных компонентов и различных этапов обработки. Следует понимать, что такие блочные компоненты могут быть реализованы посредством любого количества аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или компонентов аппаратно-программного обеспечения, выполненных с возможностью выполнения конкретных функций. Для краткости, обычные методики и компоненты, относящиеся к системам связи, сетевым протоколам, глобальным системам определения положения и другим функциональным особенностям систем (и отдельным функциональным компонентам систем), могут быть подробно не описаны в настоящей заявке.

Варианты реализации настоящего изобретения описаны в настоящей заявке в контексте неограничивающего применения, а именно системы аутентификации для применения в мобильных телефонах. Варианты реализации настоящего изобретения, однако, не ограничены такими применениями для мобильных телефонов, а методики, описанные в настоящей заявке, могут быть также использованы в других применениях. Например, варианты реализации могут быть применены к настольному компьютеру, ноутбуку или карманному компьютеру, iPod™, iPod™, универсальному компьютеру коллективного пользования, серверу, клиенту или любому другому типу вычислительного устройства специального или общего назначения, которое может быть необходимо или предназначено для заданного применения или среды.

Как было бы очевидно специалисту в области техники после прочтения данного описания, далее приведены примеры и варианты реализации настоящего изобретения и они не ограничены функционированием в соответствии с этими примерами. Могут быть применены другие варианты реализации, а изменения могут быть выполнены без выхода за рамки объема иллюстративных вариантов реализации настоящего изобретения. Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают систему аутентификации, которая обеспечивает достаточную силу принимаемых сигналов для сигнала навигационных спутников, которые должны быть приняты в устройстве клиента (клиенте), расположенном в среде с низким соотношением сигнал-шум (SNR), такой как помещения в городском здании. На фиг. 1 показана иллюстративная беспроводная среда связи 100 (среда 100) для аутентификации предполагаемого местоположения на основании сигналов навигационных спутников согласно варианту реализации настоящего изобретения. Среда 100 может содержать навигационные спутники 102, 104 и 106, клиент 108, содержащий приемник 200 спутника (приемник 200 навигационного спутника), и сервер 112 аутентификации, содержащий приемник 200 спутника (приемник 200 навигационного спутника).

Каждый из навигационных спутников 102-106 может содержать спутник глобальной навигационной спутников системы (GNSS), спутник глобальной системы определения положения (GPS™), спутник системы ГЛОНАСС (GLONASS™), спутник навигационной системы BeiDou (COMPASS™), спутник Galileo™ или другой навигационный спутник.

Сигналы 116, 118 и 120 навигационных спутников, переданные соответственно от навигационных спутников 102, 104 и 106, могут быть обработаны в клиенте 108 для определения скорости, времени и местоположения 122 клиента 108. Однако в существующих системах сигналы навигационных спутников могут быть подделаны таким образом, что существующий клиент регистрирует и/или сообщает о ложном положении 124. Спуфинг становится всеобщей проблемой, поскольку навигационные спутники все в большей мере используют для обеспечения поддержки. Операции о местоположениях имеют финансовое значение или вовлечены в обеспечение безопасности жизни.

Каждый из сигналов 116-120 навигационных спутников содержит сигнал 130 на частоте (несущей частоте), такой как GPS LI частота, которую используют в качестве несущей (синфазной несущей 130) для модулирования сигнала данных, который модулирован с использованием кода расширения, такого как код для множественного доступа с разделением кода (DMA), обычно называемый "грубым" (С/А) кодом (код 132 расширения спектра). Что касается GPS системы, то С/А код может быть по-разному известен как "Coarse/Acquisition", "Clear/Access" и "Civil/Access". Каждый из навигационных спутников 102-106 передают по меньшей мере в одном другом сигнале, использующем несущую частоту, которая сдвинута на 90 градусов (квадратурный сигнал, не показан). По меньшей мере один другой сигнал (второй сигнал) модулируют посредством другого кода, известного как зашифрованный "P(Y)" код (не показан). P(Y) код представляет собой "точный" (Р) код, который является открытым, или зашифрованный "Y" код. Многие GNSS спутники используют Y код и, следовательно, результирующий передаваемый сигнал, который закодирован с использованием Y кода, может быть использован только тем, кто имеет алгоритм дешифровки и ключ для Y кода.

Кроме того, навигационное сообщение 134 модулирует (известный) Р код и (неизвестный) Y код, широковещаемые навигационными спутниками 102, 104 и 106.

Например, в коммерческих применениях С/А код является открытым и, соответственно, существующий приемник навигационного спутника может быть уязвим для спуфинга. В существующих системах враждебная сторона может генерировать копии одного или большего количества спутниковых сигналов, которые содержат неправильную информацию. Существующий приемник навигационного спутника в устройстве клиента, который принимает ложные сигналы, может быть подвергнут спуфингу для вычисления неправильного положения и может быть подвергнут спуфингу для вычисления положения, которое необходимо враждебной стороне, для получения вычисления от существующего приемника навигационного спутника. Спуфинг может быть неэффективен на тех, кто использует Y код, поскольку данный код не является открытым, так что враждебная сторона не должна иметь возможности создания сигнала, который кажется истинным.

Однако может быть потеряна значительная часть мощности сигнала в компоненте сигнала с (секретным) Y кодом, когда каждый из сигналов 116-120 навигационных спутников проходит через полосовой фильтр, используемый приемником 200 навигационного спутника в клиенте 108. Потеря мощности сигнала может ухудшать эксплуатационные показатели клиента 108 в средах с низким соотношением сигнал-шум (SNR). Ухудшение эксплуатационных показателей может уменьшить возможность сервера 112 аутентификации в обеспечении достоверности того, что вычисление глобального положения или утверждение, основанное на глобальном положении, является истинным. Варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают средства для аутентификации положения 122 на основании случайной или псевдослучайной информации, содержащиеся в навигационном сообщении 134, широковещаемом навигационными спутниками 102, 104 и 106 или другими навигационными передатчиками. Таким образом, обеспечен улучшенных охват, причем сигналы 116-120 навигационных спутников могут быть заблокированы по сравнению с существующими способами.

Клиент 108 содержит приемник 200 навигационного спутника и выполнен с возможностью отслеживания и определения положения клиента 108 на основании приема навигационного сообщения 134 каждого из сигналов 116-120 навигационных спутников в принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналах 146 (принимаемых клиентом навигационных сигналах 146) посредством антенны 110 клиента. Клиент 108 выполнен с возможностью оценки бит 136 навигационных данных, содержащихся в навигационном сообщении 134 из множества принимаемых клиентом навигационных сигналов 146, для обеспечения битовых кадров 1030 клиента (включая навигационные сообщения 502/504/506, демодулируемые из принимаемых клиентом навигационных сигналов 146, на фиг. 10). В одном варианте реализации клиент 108 вычисляет функцию, такую как исключающее ИЛИ (XOR) 1008 (см. фиг. 10), по битовым кадрам 1030 клиента (например, от навигационных спутников 102, 104, 106) для обеспечения набора 138 сигнатур клиента предполагаемого местоположения клиента для местоположения 122, как пояснено более подробно далее.

Клиент 108 может поддерживать многие потребительские приложения. Например, многие финансовые транзакции используют сотовые телефоны в качестве клиента 108 в помещениях городских зданий. Клиент 108 может содержать, проводные или беспроводные устройства связи, такие как без ограничения, настольный компьютер, ноутбук или карманный компьютер, iPod, iPod, универсальный компьютер коллективного пользования, сервер или другой тип вычислительного устройства специального или общего назначения, которое содержит приемник, такой как приемник 200 навигационного спутника, выполненный с возможностью приема принимаемых клиентом навигационных сигналов 146, и как может быть необходимо или предназначено для заданного применения или среды.

Сервер 112 аутентификации выполнен с возможностью приема или оценки (вычисления) набора 138 сигнатур клиента для местоположения 122. Сервер 112 аутентификации может принимать набор 138 сигнатур клиента посредством проводной линии 126 связи, беспроводного канала 128 связи или их сочетания или может локально оценивать (вычислять) набор 138 сигнатур клиента в сервере 112 аутентификации. Сервер 112 аутентификации содержит приемник 200 навигационного спутника и также выполнен с возможностью приема навигационного сообщения 134 (навигационных сообщений) сигналов 116-120 навигационных спутников через принимаемые сервером навигационные сигналы 148 посредством антенны 114 сервера. Сервер 112 аутентификации также оценивает биты 136 навигационных данных, содержащиеся в навигационном сообщении 134 принимаемых сервером навигационных сигналов 148, синхронизированных с битовыми кадрами 1030 клиента для обеспечения синхронизированных битовых кадров 1032 сервера (см. фиг. 10). Сервер 112 аутентификации вычисляет функцию синхронизированных битовых кадров 1032 сервера для обеспечения набора 140 сигнатур сервера, как пояснено более подробно далее. В одном варианте реализации набор 138 сигнатур клиента и набор 140 сигнатур сервера сравнивают посредством модуля 142 сервера для коррелирования для генерирования сообщения 144 с решением по аутентификации. Сервер 112 аутентификации определяет достоверность предполагаемого местоположения для местоположения 122 клиента 108 на основании навигационного сообщения 134 и генерирует сообщение 144 с решением по аутентификации, характеризующее достоверность или недостоверность предполагаемого местоположения. Достоверность характеризует, что существует приемлемая точность и/или определенность того, что клиент 108 расположен в предполагаемом местоположении, а недостоверность характеризует то, что существует неприемлемая точность и/или определенность того, что клиент 108 расположен в предполагаемом местоположении.

Большинство финансовых транзакций применяют сотовые телефоны в качестве клиента 108 в среде типа "в помещении" или типа "в центре города", причем они возникают на платформах, которые являются низкозатратными и работают в средах с блокируемыми сигналами. Для проектирования такой рентабельной основанной на навигационном спутнике системы аутентификации могут быть важны два критерия. Во-первых, данные должны быть доступны из приемника 200 навигационного спутника, содержащегося в сотовом телефоне. Во-вторых, основанная на навигационном спутнике система аутентификации должна компенсировать принимаемые клиентом навигационные сигналы 146, которые ожидаются в местах, в которых собираются пользователи сотовых телефонов, например "в помещениях" и "центре города". Первый критерий отражен на фиг. 2, на которой показаны этапы обработки сигналов в приемнике 200 навигационного спутника. На фиг. 3 показан второй критерий, основанный на навигационном спутнике системы аутентификации. На фиг. 2 показана иллюстративная упрощенная функциональная структурная схема приемника 200 навигационного спутника, показанного на фиг. 1. Приемник 200 навигационного спутника может содержать, например, без ограничения, GPS приемник или другой приемник спутника. Как показано на фиг. 2, приемник 200 навигационного спутника принимает радиочастотные сигналы, такие как принимаемые клиентом спутниковые навигационные сигналы 146, в антенне 110 клиента. Приемник 200 навигационного спутника затем демодулирует принимаемые клиентом навигационные сигналы 146 из сигналов 116-120 навигационных спутников, принятых в клиенте 108 соответственно от навигационных спутников 102-108. Приемник 200 навигационного спутника демодулирует принимаемые клиентом навигационные сигналы 146 из сигналов 116-120 навигационных спутников, принятых в клиенте 108, путем преобразования с понижением частоты принимаемых клиентов навигационных сигналов 146 из радиочастоты (RF) в полосу частот посредством преобразователя 202 с понижением частоты и путем полосовой фильтрации преобразованных с понижением частоты принимаемых клиентом навигационных сигналов 218 посредством полосового фильтра 204.

Как указано выше, значительная часть мощности в компоненте сигнала с секретным Y кодом из сигналов 116-120 навигационных спутников или принимаемых клиентом навигационных сигналов 146 может быть потеряна, когда принимаемые клиентом навигационные сигналы 146 проходят через полосовой фильтр 204. Что касается GPS сигналов, то сигналы, модулируемые посредством сигналов с секретным Y кодом, имеют эквивалентную ширину шумовой полосы частот, составляющую 10 МГц, а эквивалентная ширина шумовой полосы частот гражданских сигналов с С/А кодом (С/А код) составляет приблизительно 1 МГц. Гражданские сигналы с С/А кодом применяют посредством приемника 200 навигационного спутника в клиенте 108, таком как сотовые телефоны, а не сигналы с Y кодом. Следовательно, полосовой фильтр 204 в сотовых телефонах в целом имеет ширину полосы частот, составляющую только несколько МГц, так что потеряна значительная часть мощности сигнала у сигналов, содержащих секретные Y коды. Потеря мощности сигнала ухудшает эксплуатационные показатели в средах с низким соотношением сигнал-шум (SNR). Ухудшенные эксплуатационные показатели могут предотвратить или минимизировать возможность сервера 112 аутентификации подтвердить то, что вычисление глобального положения или утверждение, основанное на глобальном положении, является истинным.

Приемник 200 навигационного спутника затем преобразовывает отфильтрованные полосовым фильтром принимаемые клиентом навигационные сигналы 220 из аналоговых сигналов в цифровые сигналы посредством аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 206 для выдачи цифровых принимаемых клиентом навигационных сигналов 222. Приемник 200 навигационного спутника затем удаляет код 132 расширения спектра (С/А код) из цифровых принимаемых клиентом навигационных сигналов 222 посредством средств 210 для вытеснения кода. Приемник 200 навигационного спутника затем удаляет синфазную несущую 130 из цифровых принимаемых клиентом навигационных сигналов 222 посредством средств 212 для вытеснения несущей для выдачи чистых цифровых принимаемых клиентом навигационных сигналов 224.

Приемник 200 навигационного спутника затем коррелирует очищенные цифровые принимаемые клиентом навигационные сигналы 224 с копией чистых цифровых принимаемых клиентом навигационных сигналов 224 в клиенте 108 с использованием модуля 214 для коррелирования для оценки местоположения 122, скорости и временной компенсации клиента 108 на выходе 216 на основании пика 226 корреляции. Местоположение 122 может быть вычислено с использованием большего количества спутников, чем минимальное количество спутников (4 спутника для вычисления широты, долготы, возвышения и времени навигационного спутника и/или GPS).

На фиг. 3 показана иллюстративная беспроводная среда связи (среда 300), иллюстрирующая, что среды типа помещения или типа центра города могут ослаблять сигналы 116-120 навигационных спутников. Номинальная сила 304 принимаемого сигнала у принятого GPS сигнала составляет приблизительно -130 дБм (или 10Е-16 Вт). Приемник 200 навигационного спутника в клиенте 108 под открытым небом может быть настроен на номинальную силу 304 принимаемого сигнала. Однако, клиент 108, такой как сотовый телефон, может работать в помещениях в городском здании, причем сила 302 ослабляемого принимаемого сигнала падает до -140 дБм или -160 дБм или даже менее. Таким образом, сервер 112 аутентификации должен работать на этих низких уровнях силы 302 ослабляемого принимаемого сигнала. На фиг. 4 показана иллюстративная схема 400, иллюстрирующая структуру сигналов навигационных сообщений 134 навигационного спутника 102. Навигационные сообщения 134 модулирует известный (Р) код и неизвестный (Y) код (не показан), широковещаемые посредством, например, навигационного спутника 102, посредством сигнала 116 навигационного спутника. Варианты реализации настоящего изобретения основаны на случайной (псевдослучайной) информации, содержащейся в навигационных сообщениях 134, широковещаемых посредством навигационного спутника 102 или других навигационных передатчиков. Что касается GNSS, то навигационное сообщение или навигационные сообщения 134 являются широковещательными на 50-1000 бит в секунду (бит/с) и, поэтому, отличаются от кодов расширения спектра, таких как неизвестный (Y) код (не показан) и С/А код (код 132 расширения спектра), которые также модулируют сигналы 116 навигационных спутников от навигационного спутника 102. Навигационные сообщения 134 изменяются медленно на 50-1000 бит в секунду по сравнению с (основным) кодом 132 расширения спектра на 10,23 МГц (С/А код) или кодом расширения спектра на 10,23 МГц (Y код, не показан).

Навигационное сообщение или навигационные сообщения 134 для навигационного спутника 102 содержат информацию, такую как местоположение и время навигационного спутника 102, неточное местоположение навигационных спутников 104, 106, отличных от навигационного спутника 102, или другую информацию. В отличие от неизвестного или секретного кода (Y), навигационные сообщения 134 не ослабляются полосовым фильтром 204 (см. фиг. 2), а проходят через полосовой фильтр 204, когда сигнал 116 навигационного спутника проходит через полосовой фильтр 204. Таким образом, с использованием навигационных сообщений 134 в средах с низким соотношением сигнал-шум (SNR) обеспечивают достоверность подтверждения спутниковой системой аутентификации того, что вычисление глобального положения или утверждение, основанное на глобальном положении, является истинным.

По сравнению с существующими способами, варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают лучший охват помещений и зданий в центре города, поскольку навигационное сообщение 134 наложено на гражданские С/А кода и секретные Y коды, широковещаемые посредством навигационных спутников 102. Как пояснено выше, значительная часть мощности в компоненте сигналов с секретным Y кодом может быть потеряна, когда сигнал 116 навигационного спутника проходит через полосовой фильтр 204. Что касается GPS, то сигналы, модулируемые посредством сигналов с секретным Y кодом, имеют эквивалентную ширину шумовой полосы частот, составляющую 10 МГц, а эквивалентная ширина шумовой полосы частот гражданских сигналов с С/А кодом составляет 1 МГц. Гражданские сигналы с С/А кодом применяют посредством приемника 200 навигационного спутника в клиенте 108, таком как сотовый телефон, а не сигналы с секретным Y кодом. Следовательно, полосовой фильтр 204 (например, сотового телефона) имеет ширину полосы частот, составляющую только несколько МГц, так что потеряна значительная часть мощности сигнала у сигналов с секретным Y кодом.

По сравнению с существующими способами, варианты реализации настоящего изобретения существенно улучшают покрытие в помещениях и центре города спутниковой аутентификации на основании приемника 200 навигационного спутника, содержащегося в клиенте 108, таком как мобильный телефон или другие относительно недорогие платформы.

Варианты реализации достигают данное улучшение путем использования произвольной (псевдо произвольной) природы битов 136 навигационных данных в навигационном сообщении или навигационных сообщениях 134, а не произвольной (псевдо произвольной) природы сигналов с Y кодом. Навигационное сообщение 134 модулирует гражданский С/А код и секретные Y коды, поэтому не возникают вышеуказанные потери от полосовой фильтрации. Данная экономия мощности может составлять приблизительно 6 дБ.

Кроме того, объем сообщения (например, количество бит данных), занятый сигнатурой местоположения (например, 138 на фиг. 1 и 606 на фиг. 6), основанной на гражданском С/А коде, приблизительно в 10 раз меньше, чем объем сообщения, занятый сигнатурой местоположения, которая обязательно должна содержать полосу пропускания сигналов с секретным Y кодом (Y код). Например, если сигнатура местоположения, содержащая ширину полосы частот сигналов с секретным Y кодом, занимает приблизительно 24 Кбайт, то набор 138/606 сигнатур местоположения клиента согласно вариантам реализации настоящего изобретения может занимать приблизительно 2,4 Кбайт. В альтернативном варианте варианты реализации могут заполнять сообщение объемом 24 Кбайт и могут использовать увеличенную длину бит данных для улучшения эксплуатационных показателей в средах с низким соотношением сигнал-шум (SNR).

Навигационные сообщения 134, которые модулируют код 132 расширения спектра, изменяются на 50-1000 бит в сек. Кроме того, большинство навигационных сообщений 134 могут быть предварительно спрогнозированы. Низкая скорость и прогнозируемость указывает на то, что поток данных навигационного сообщения 134 может представлять собой низкокачественный источник сигнатур аутентификации. Однако конкретные части навигационного сообщения 134 может быть сложно предсказать. Кроме того, варианты реализации получают сигнатуры аутентификации на основании наложения навигационного сообщения 134 для нескольких, предпочтительно многих, спутников, таких как навигационные спутники 102, 104 и 106.

На фиг. 5 показана иллюстративная схема 500, отображающая наложение навигационных сообщений 502, 504 и 506 соответственно от навигационных спутников 102, 104 и 106. Как показано на фиг. 5, такое наложение не имеет сложной структуры, поскольку границы 508, 510 и 512 навигационных битов каждого из навигационных битов 520, 522 и 524 в навигационных сообщениях 502, 504 и 506 сдвинуты во времени 514 от спутника к спутнику. Сдвиг во времени 514 от спутника к спутнику может возникать вследствие того, что, например, диапазон от каждого из навигационных спутников 102-106 до клиента 108 может существенно различаться. Временной сдвиг от спутника к спутнику, такой как временной сдвиг 516, может быть оценен с использованием различных методик. Продолжительность 518 навигационного бита у навигационных битов 520, 522 и 524 в навигационных сообщениях 502, 504 и 506 может содержать, например, 20 мс ~= 6000 км/скорость света.

На фиг. 6 показана иллюстративная схема 600, иллюстрирующая то, что навигационные сообщения 502-506 от навигационных спутников 102-106, показанных на фиг. 5, дискретизированы в течение немного большего времени, чем продолжительность 518 одного навигационного бита (например, 20 мс на фиг. 5) согласно варианту реализации настоящего изобретения. Стробирующий импульс 602, например, в 25 мс немного дольше, чем продолжительность 518 навигационного бита (например, составляющая 20 мс) для одного навигационного бита каждого из навигационных сообщений 502-506. Продолжительность стробирующего импульса 602, превышающая продолжительность 518 навигационного бита, может гарантировать, что стробирующий импульс 602 охватывает границу навигационного бита, такую как границы 508, 510 и 512 навигационных битов, показанных на фиг. 5. Например, четыре возможных последовательности могут существовать для каждого из навигационных спутников 102, 104 и 106, что отражает два навигационных бита в стробирующем импульсе 602 для каждого из навигационных спутников 102-106. Они отличаются двухбитными полярностями "+-;-","-+-","-;-" и "--". Если в пределах видимости существует К спутников, то затем количество элементов сигнатуры 606 местоположения, содержащее все спутниковые комбинации для одной охваченной границы навигационных бит, составляет 22K. Если стробирующий импульс 602 имеет большую продолжительность для охвата большего количества границ навигационных битов, то затем количество элементов набора 606 сигнатур местоположения быстро увеличивается (например, для 3 границ навигационных битов составляет 24K, для 4 границ навигационных битов составляет 25K и т.д.) В одном варианте реализации набор 606 сигнатур местоположения содержит исключающее ИЛИ (XOR) строк отсчетов в битах, таких как кадры 616, 618 и 620 отсчетов в битах, содержащие биты 136 навигационных данных (например, навигационные биты 520, 522 и 524) каждого из навигационных сообщений 502-506 соответственно от навигационных спутников 102-106. Например, столбцы 608, 610, 612 и 614 отсчетов в битах для кадров 616, 618 и 620 отсчетов в битах подвергнуты операции исключающего ИЛИ (XOR) для создания набора 606 сигнатур местоположения. Набор 606 сигнатур местоположения может быть создан посредством любой подходящей функции, такой как без ограничения, функция логического исключающего ИЛИ, функция логического ИЛИ, функция логического И или другая подходящая функция. Что касается клиента 108, то кадры 616, 618 и 620 отсчетов в битах содержат битовые кадры 1030 клиента (см. фиг. 10), а набор 606 сигнатур местоположения содержит набор 138 сигнатур клиента. Что касается сервера 112 аутентификации, то кадры 616, 618 и 620 отсчетов в битах содержат синхронизированные битовые кадры 1032 сервера (см. фиг. 10), а набор 606 сигнатур местоположения содержит набор 140 сигнатур сервера.

Таким образом, размер набора 606 сигнатур местоположения уменьшен от размера сочетания кадров 616, 618 и 620 отсчетов в битах. Если стробирующий импульс 602 выбран для охвата только одной границы навигационных бит, то затем набор 606 сигнатур местоположения, получаемых в результате исключающего ИЛИ (XOR), имеет количество элементов, составляющее 2K+1. Как показано в таблице 604 (N=K+1), количество элементов 2K+1 для исключающего ИЛИ (XOR) увеличивается намного более медленно, чем количество элементов 22K (то есть, 22K=4K) для всех сочетаний спутников для одной границы навигационных бит. Таким образом, количество элементов для исключающего ИЛИ (XOR) границ бит спутниковой навигации увеличивается намного более медленно, чем количество элементов для всех сочетаний границ бит спутниковой навигации.

На фиг. 7 показана иллюстративная схема 700, иллюстрирующая то, что навигационные сообщения 502-506 от навигационных спутников 102-106, показанных на фиг. 5, дискретизированы в течение нескольких продолжительностей бит согласно варианту реализации настоящего изобретения. В варианте реализации, показанном на фиг. 7, набор 706 сигнатур местоположения содержит исключающее ИЛИ (XOR) (например, вдоль столбца 708 отсчетов в битах) строк отсчетов в битах, таких как кадры 710, 712 и 714 отсчетов в битах, содержащие биты 136 навигационных данных (например, навигационные биты 520, 522 и 524) каждого из навигационных сообщений 502-506 от навигационных спутников 102-106.

Например, столбцы отсчетов в битах (например, столбец 708 отсчетов в битах) кадров 710, 712 и 714 отсчетов в битах подвергнуты операции исключающего ИЛИ (XOR) для создания набора 706 сигнатур местоположения. Набор 706 сигнатур местоположения может быть создан посредством любой подходящей функции, такой как, без ограничения, функция логического исключающего ИЛИ, функция логического ИЛИ, функция логического И или другая подходящая функция. Что касается клиента 108, то кадры 710, 712 и 714 отсчетов в битах содержат битовые кадры 1030 клиента (см. фиг. 10), а набор 706 сигнатур местоположения содержит набор 138 сигнатур клиента. Что касается сервера 112 аутентификации, то кадры 710, 712 и 714 отсчетов в битах содержат синхронизированные битовые кадры 1032 сервера (см. фиг. 10), а набор 706 сигнатур местоположения содержит набор 140 сигнатур сервера.

Стробирующий импульс 702, составляющий 65 мс, немного дольше, чем 60 мс (три навигационных бита по 20 мс каждый). В данном случае стробирующий импульс 702 охватывает по меньшей мере три границы бит, а количество элементов набора сигнатур составляет 24K. В целом, набор 138 сигнатур содержит 2KCeiling[T/TB] возможных сигнатур, причем Т представляет собой продолжительность стробирующего импульса 602/702, а ТВ представляет собой продолжительность 518 навигационного бита (см. фиг. 5) навигационного бита 520. Данный результат нанесен на график на фиг. 8. Как показано на фиг. 8, набор 802 сигнатур увеличивается очень быстро в размере, как Т увеличивается за пределы ТВ. На фиг. 8 показана иллюстративная схема, иллюстрирующая определенное количество сигнатур 802/804 местоположения (набор 802/804 сигнатур местоположения, схожий с набором 138 сигнатур клиента), выполненных согласно двум вариантам реализации настоящего изобретения для K=10 спутников в пределах видимости. На фиг. 8 показано определенное количество сигнатур местоположения по отношению к стробирующему импульсу 602/702. Набор 802 сигнатур нанесен на график на основании приведенного далее соотношения: DataCombos[T_,TB,K_]:=2KCeiling[T/TB]. Как показано на фиг. 8, набор 802 сигнатур очень быстро увеличивается в размере, как Т увеличивается за пределы ТВ. При этом DataCombos отражает набор 802 сигнатур местоположения в качестве функции Т, ТВ и K. Набор 804 сигнатур нанесен на график для исключающего ИЛИ (XOR). Количество элементов, основанное на приведенном далее соотношении: XORCombos[T_,TB,K_]=2KFloor[T/TB]. Причем XORCombos отражает набор 804 сигнатур в качестве функции Т, ТВ и K. Таким образом, комбинация XOR данных сигнатур достигает упрощения в возможной стоимости защиты. Использование комбинации XOR зависит от применения. Каждое применение может определять, является ли это производство целесообразным на основании примера необходимого уровня защиты.

На фиг. 9 показана иллюстративная функциональная структурная схема системы 900 аутентификации (системы 900) согласно варианту реализации настоящего изобретения. Некоторые варианты реализации системы 900 могут содержать дополнительные компоненты и элементы, выполненные с возможностью поддержания известных или обычных функциональных особенностей, которые не обязательно должны быть подробно описаны в настоящей заявке, В варианте реализации, показанном на фиг. 9, система 900 может быть использована для передачи и приема данных в беспроводной среде 100 связи. Система 900 может иметь функции, материал и конструкции, которые выполнены похожими на варианты реализации, показанные на фиг. 1-8. Таким образом, общие особенности, функции и элементы могут быть повторно не описаны в настоящей заявке.

Система 900 в целом содержит клиент 108 и сервер 112 аутентификации. Клиент 108 может содержать модуль 942 клиента для демодуляции, содержащий преобразовать 202 с понижением частоты и АЦП 206. Клиент 108 может дополнительно содержать модуль 902 данных выборки, модуль 904 шифрования, процессорный модуль 906 клиента (процессорный модуль 906) и модуль 908 памяти клиента (модуль 908 памяти). Набор 138 сигнатур клиента, отправляемый от клиента 108 на сервер 112 аутентификации, содержит RF/IF сигнатуру 208. RF/IF сигнатура 208 содержит образцы принимаемых клиентом навигационных сигналов 146 (радиочастотный (RF) сигнал или сигнал промежуточной частоты (IF)), захваченных антенной 110 клиента в клиенте 108. Модуль 902 данных выборки дискретизирует цифровые принимаемые клиентом навигационные сигналы 222 на полосе частот С/А кода (BWCA) для обеспечения набора 138 сигнатур клиента. В варианте реализации, показанном на фиг. 9 нет необходимости в отслеживании клиентом 108 принимаемых клиентом навигационных сигналов 146 или в демодулировании бит 136 навигационных данных навигационного сообщения 134. Как показано на фиг. 9, отслеживание и демодуляцию бит выполняют посредством модуля 928 для отслеживания и демодуляции бит, расположенного в сервере 112 аутентификации.

Сервер 112 аутентификации может содержать антенну 114 сервера, модуль 950 сервера для демодуляции, модуль 924 решения по аутентификации, модуль 922 для отслеживания и демодуляции бит, модуль 930 дешифрования, процессорный модуль 932 сервера (процессорный модуль 932) и модуль 934 памяти сервера (модуль 934 памяти).

Модуль 950 сервера для демодуляции содержит преобразователь 912 с понижением частоты, выполненный с возможностью выполнения преобразования радиочастоты (RF) в полосу частот, полосовой фильтр 914, выполненный с возможностью выполнения полосовой фильтрации, АЦП 916, выполненный с возможностью выполнения аналого-цифрового преобразования, средства 918 для вытеснения кода, выполненные с возможностью удаления кода 132 расширения спектра (С/А кода), и средства 920 для вытеснения несущей, выполненные с возможностью удаления синфазной несущей 130.

Модуль 922 для отслеживания и демодуляции бит выполнен с возможностью оценки битов 136 навигационных данных навигационного сообщения 134 из принимаемых сервером навигационных сигналов 148 для выдачи набора 140 сигнатур сервера.

Модуль 928 для отслеживания и демодуляции бит выполнен с возможностью оценки битов 136 навигационных данных навигационного сообщения 134, содержащегося в RF/IF сигнатуре 208 от клиента 108, для выдачи набора 138 сигнатур клиента.

Модуль 924 решения по аутентификации сравнивает набор 138 сигнатур клиента и набор 140 сигнатур сервера для генерирования сообщения 144 с решением по аутентификации на основании сравнения. Данное сравнение может быть выполнено на основании сравнения данных от спутника к спутнику или на основании любого количества промежуточных функций, таких как, без ограничения, функция логического исключающего ИЛИ, функция логического ИЛИ, функция логического И или другая функция, подходящая для работы системы 900, как подробно пояснено далее в контексте решения по фиг. 10. Модуль 904 шифрования и модуль 930 дешифрования используют для дополнительного усиления параметров аутентификации. Уникальный ключ клиента (или сигнатура устройства) связан с GNSS набором сигнатур от клиента (набором 138 сигнатур клиента). Уникальный ключ клиента может быть основан, например, без ограничения, на симметричной криптографии (например, AES), ассиметричной криптографии (например публично-приватная криптографии), физически неклонируемых функциях (PUF) или другой криптографии. Уникальный ключ клиента используют для модификации набора 138 сигнатур клиента таким образом, что верификация положения в сервере 112 аутентификации требует копии уникального ключа клиента. Модуль 930 дешифрования может быть использован для дешифрования передачи данных от модуля 904 шифрования. В альтернативном варианте уникальный ключ клиента может быть использован для модификации набора 140 сигнатур сервера таким же самым образом, как и набора 138 сигнатур клиента. Таким образом, сравнение и аутентификация набора 138 сигнатур клиента с набором 140 сигнатур сервера обычно успешны только в том случае, если клиент 108 и сервер 112 аутентификации используют тот же самый уникальный ключ клиента.

Сигнатуры навигационного спутника могут быть рассмотрены в качестве незашифрованного текста для шифрования устройством. Сигнатуры навигационного спутника могут также содержать основную информацию о положении, скорости, времени, прямой связи (PVTF) клиента, которая будет также проверена путем коррелирования сигнатур навигационного спутника, захваченных клиентом 108, с соответствующими данными в обычном приемнике навигационного спутника. Таким образом, создана связанная система безопасности.

Процессорные модули 906/932 могут быть реализованы или выполнены с использованием процессора общего назначения, ассоциативной памяти, процессора для цифровой обработки сигналов, специализированной интегральной схемы, логической матрицы с эксплуатационным программированием, любого подходящего программируемого логического устройства, схемы на дискретных компонентах или транзисторной логической схемы, дискретных компонентов аппаратного обеспечения или их любого сочетания, выполненного с возможностью выполнения функций, описанных в настоящей заявке. Таким образом, процессор может быть выполнен в качестве микропроцессора, контроллера, микроконтроллера, конечного автомата и т.п.

Процессор может быть также реализован в качестве сочетания вычислительных устройств, например сочетания процессора для цифровой обработки сигналов и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или большего количества микропроцессоров вместе с ядром процессора для цифровой обработки сигналов или любого другого такого сочетания. На практике процессорные модули 906/934 содержат логическую схему для обработки данных, которая выполнена с возможностью выполнения функций и методик и с возможностью обработки задач, связанных с работой системы 900.

В частности, логическая схема для обработки данных выполнена с возможностью поддержания способа аутентификации, описанного в настоящей заявке. Например, процессорный модуль 906 клиента может быть подходящим образом выполнен с возможностью отправки набора 138 сигнатур сервера от клиента 108 на сервер 112 аутентификации посредством передающей антенны клиента (не показана). В качестве другого примера, процессорный модуль 932 сервера может быть подходящим образом выполнен с возможностью отправки сообщения 144 с решением по аутентификации на другой сервер или клиент 108 посредством передающей антенны сервера (не показана). Кроме того, этапы способа или алгоритма, описанного согласно вариантам реализации, приведенным в настоящей заявке, могут быть реализованы непосредственно в аппаратном обеспечении, аппаратно-программном обеспечении, в модуле программного обеспечения, выполняемом процессорными модулями 906/932, или в их сочетании.

Модули 908/934 памяти могут быть выполнены в качестве энергонезависимого запоминающего устройства (долговременной полупроводниковой памяти, устройства с жестким диском, устройства с оптическим диском и т.п.), запоминающего устройства с произвольным доступом (например статической оперативной памяти (SRAM), динамической оперативной памяти (DRAM)) или любой другой формы носителя данных, известного в области техники. Модуль 908/934 памяти может быть соединен соответственно с процессорными модулями 906/932 таким образом, что процессорные модули 906/932 могут считывать информацию из модулей 908/934 памяти и записывать в них информацию.

В качестве примера, процессорный модуль 906 и модуль 908 памяти, процессорный модуль 932 и модуль 934 памяти могут находиться в их соответствующих специализированных интегральных схемах (ASIC). Модули 908 и 934 памяти могут быть также встроены в соответствующие процессорные модули 906 и 932. В определенном варианте реализации модуль 908/934 памяти может содержать кэш-память для хранения временных переменных или другой промежуточной информации во время выполнения инструкций, которые должны быть выполнены процессорными модулями 906/932. Модули 908/934 памяти могут также содержать долговременную память для хранения инструкций, которые должны быть выполнены процессорными модулями 906/932.

Например, модули 908/934 памяти могут содержать базу данных местоположений (не показана) для хранения набора 802/804 сигнатур местоположения и других данных в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения. В качестве другого примера, модуль 908 памяти клиента может хранить копию цифровых принимаемых клиентом навигационных сигналов 222 в клиенте 108. Специалистам в области техники будет понятно, что различные иллюстративные блоки, модули, схемы и логические схемы для обработки данных, описанные согласно вариантам реализации, приведенным в настоящей заявке, могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, машиночитаемом программном обеспечении, аппаратно-программном обеспечении или их сочетании. Для понятной иллюстрации этой взаимной заменяемости и совместимости аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы описаны в целом в терминах их функциональных возможностей.

В некоторых вариантах реализации система 900 может содержать любое количество процессорных модулей, любое количество модулей памяти, любое количество модулей передатчика и любое количество модулей приемника, подходящих для их работы, описанной в настоящей заявке. Показанная система 900 изображает простой вариант реализации для упрощения описания. Эти и другие элементы системы 900 соединены друг с другом, что обеспечивает возможность связи между различными элементами системы 900. В одном варианте реализации эти и другие элементы системы 900 могут быть соединены друг с другом посредством шины передачи данных (не показана).

Модуль передатчика (не показан) и модуль приемника (не показан) могут быть расположены в каждом процессорном модуле 906/932, соединенном с их соответствующей совместно используемой антенной (не показана). Несмотря на то, что в простом модуле может быть использована только одна совместно используемая антенна, могут быть выполнены более сложные модули с множеством и/или более сложными конфигурациями антенн. Кроме того, несмотря на то, что это не показано на фиг. 9, специалисты в области техники поймут, что передатчик может передавать на более чем на один приемник и что множество передатчиков могут передавать на тот же самый приемник. Реализована ли такая функциональность в качестве аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения или программного обеспечения, зависит от конкретного применения и проектных ограничений, накладываемых на всю систему. Лица, хорошо знающие концепции, описанные в настоящей заявке, могут реализовывать такие функциональные возможности подходящим образом для каждого конкретного применения, однако такие решения по реализации не должны быть интерпретированы как выход за рамки объема настоящего изобретения.

На фиг. 10 показана иллюстративная структурная схема, иллюстрирующая систему 1000 аутентификации (систему 1000) согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 1000 может содержать модуль 1006 клиента для выбора кадров данных, модуль 1102 клиента для выполнения операций над данными, модуль сервера 1010 для выбора кадров данных и модуль 1004 сервера для выполнения операций над данными. Модуль 1006 клиента для выбора кадров данных и модуль 1102 клиента для выполнения операций над данными могут быть реализованы в клиенте 108 или сервере 112 с тем, чтобы принимать множество демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов 1020, таких как навигационные сообщения 502/504/506, в качестве входных данных и генерировать набор 138 сигнатур клиента в качестве выходных данных. В различных вариантах реализации модуль 1006 клиента для выбора кадров данных и/или модуль 1102 клиента для выполнения операций над данными могут быть расположены, например, в модуле 924 решения по аутентификации, модуле 928 для отслеживания и демодуляции бит, модуле 1104 для выбора бит (см. фиг. 11), модуле 1102 для отслеживания и демодуляции бит (см. фиг. 12) или другом подходящем местоположении.

В различных вариантах реализации модуль сервера 1010 для выбора кадров данных и/или модуль 1004 сервера для выполнения операций над данными может быть расположен, например, в модуле 924 решения по аутентификации, модуле 922 для отслеживания и демодуляции бит или другом подходящем местоположении.

Например, без ограничения, демодулируемые принимаемые клиентом навигационные сигналы 1020 могут быть созданы посредством модуля 928 для отслеживания и демодуляции бит. Модуль сервера 1010 для выбора кадров данных и модуль 1004 сервера для выполнения операций над данными могут быть реализованы в модуле 924 решения по аутентификации системы 900 с тем, чтобы принимать множество демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов 1022, таких как навигационные сообщения 502/504/506, в качестве входных данных и генерировать набор 140 сигнатур сервера в качестве выходных данных. Например, без ограничения, демодулируемые принимаемые сервером навигационные сигналы 1022 могут быть созданы и синхронизированы с демодулируемыми принимаемыми клиентом навигационными сигналами 1020 посредством модуля 922 для отслеживания и демодуляции бит.

Модуль 1006 клиента для выбора кадров данных выполнен с возможностью выбора поднабора демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов 1020 для обеспечения множества битовых кадров 1030 клиента. Поднабор может содержать, например, без ограничения, субкадр, случайную выборку и выборку бит из наиболее динамических бит или другой поднабор.

Модуль 1102 клиента для выполнения операций над данными выполнен с возможностью вычисления функции, такой как исключающее ИЛИ (XOR) 1008 битовых кадров клиента 1030 для обеспечения набора 138 сигнатур клиента. Функция может содержать, например, без ограничения, функцию логического исключающего ИЛИ, функцию логического ИЛИ, функцию логического И или другую подходящую функцию.

Модуль сервера 1010 для выбора кадров данных выполнен с возможностью выбора поднабора демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов 1022, синхронизированных с битовыми кадрами 1030 клиента для обеспечения множества синхронизированных битовых кадров 1032 сервера.

Модуль 1004 сервера для выполнения операций над данными выполнен с возможностью вычисления функции, такой как исключающее ИЛИ 1012 синхронизированных битовых кадров 1032 сервера, для обеспечения набора 140 сигнатур сервера.

Модуль 142 сервера для коррелирования выполнен с возможностью сравнения набора 138 сигнатур клиента и набора 140 сигнатур сервера для выдачи результата сравнения, такого как сообщение 144 с решением по аутентификации. Модуль 924 решения по аутентификации выполнен с возможностью генерирования сообщения 144 с решением по аутентификации для аутентификации местоположения 122 клиента 108 на основании результата сравнения. Данное сравнение может быть выполнено на основе сравнения данных от спутника к спутнику или основано на любом количестве промежуточных функций, таких как, без ограничения, функция логического исключающего ИЛИ, функция логического ИЛИ, функция логического И или другая подходящая функция.

На фиг. 11 показана иллюстративная функциональная структурная схема системы 1100 аутентификации (системы 1100) согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 1100 может иметь функции, материал и конструкции, которые выполнены похожими на варианты реализации, показанные на фиг. 1-9. Таким образом, общие особенности, функции и элементы могут быть не полностью описаны в настоящей заявке.

Система 1100 может содержать клиент 108 и сервер 112 аутентификации (серверное устройство). Клиент 108 может содержать модуль 1108 клиента для демодуляции, содержащий преобразователь 202 с понижением частоты, выполненный с возможностью выполнения преобразования радиочастоты (RF) в полосу частот, полосовой фильтр 204, выполненный с возможностью выполнения полосовой фильтрации, АЦП 206, выполненный с возможностью выполнения аналого-цифрового преобразования, средства 210 для вытеснения кода, выполненные с возможностью удаления кода 132 расширения спектра (С/А код), и средства 212 для вытеснения несущей, выполненные с возможностью удаления синфазной несущей 130. Клиент 108 может также содержать модуль 1102 для отслеживания и демодуляции бит и модуль 1104 для выбора бит.

Модуль 1104 для выбора бит выполнен с возможностью выбора битов 136 навигационных данных из частей навигационных сообщений 134, которые известны тем, что изменяются непредсказуемым образом. Модуль 1104 для выбора бит идентифицирует кадры, субкадры и слова в навигационном сообщении 134 и выбирает множество слов, которые известны тем, что содержат переменные данные. Модуль 1104 для выбора бит избегает поля, которые изменяют редкость и, поэтому, могут быть легко предсказаны. Например, поля данных, которые описывают эфемериды навигационных спутников 102-106, были бы задействованы посредством модуля 1104 для выбора бит. Преимущество системы 1100 состоит в том, что клиент 108 может использовать модуль 1104 для выбора бит для выбора бит 136 навигационных данных из частей навигационных сообщений 134, которые известные тем, чем изменяются непредсказуемым образом. Некоторая часть навигационных сообщений 134 может быть очень предсказуемой и может быть подвержена спуфингу. Использование отсчетов навигационных сообщений 134, которые являются динамическими, где биты 136 навигационных данных часто изменяются, располагает в случайном порядке набор 138 отличительных характеристик клиента. Система 1100 обеспечивает использование модуля 1102 для отслеживания и демодуляции бит, который в целом представлен во множестве GPS приемников, которые могут быть представлены в различных GPS приемниках для сотовых телефонов. Клиент 108 отслеживает принимаемые клиентом навигационные сигналы 146 и демодулирует биты 136 навигационных данных навигационного сообщения 134 с использованием модуля 1102 для отслеживания и демодуляции бит для оценки бит 136 навигационных данных. Оцениваемые биты 1110 навигационных данных затем используют посредством модуля 1104 для выбора бит для выбора бит навигационных данных из частей навигационных сообщений 134, которые известны тем, что изменяются непредсказуемым образом для обеспечения набора 138 сигнатур клиента. Небольшой набор 138 сигнатур клиента затем отправляют на сервер 112 аутентификации для сравнения с набором 140 сигнатур сервера.

На фиг. 12 показана иллюстративная функциональная структурная схема системы 1200 аутентификации (системы 1200) согласно варианту реализации настоящего изобретения. Система 1200 может иметь функции, материал и конструкции, которые выполнены похожими на варианты реализации, показанные на фиг. 1-11. Таким образом, общие особенности, функции и элементы могут быть не полностью описаны в настоящей заявке. На фиг. 12 показан вариант реализации, в котором сервер 112 аутентификации выдает тестовый колебательный сигнал 1208 на клиент 108. Другими словами, сервер 112 аутентификации выталкивает подходящую сигнатуру из клиента 108. Тестовый колебательный сигнал 1208 может представлять собой двоичную последовательность или может представлять собой операцию исключающего ИЛИ бита 136 навигационных данных для спутников, в отношении которых известно, что они расположены в пределах видимости клиента 108. Клиент 108 коррелирует или сравнивает тестовый колебательный сигнал 1208 в коррелирующем устройстве 1204 клиента с навигационными битами 1206, демодулированными в клиенте 108 посредством модуля 1120 для отслеживания и демодулирования, и отправляет информацию 1210 корреляции по данной корреляции (или сравнению) обратно на сервер 112 аутентификации. Сервер 112 аутентификации принимает окончательное решение по аутентификации на основании информации 1210 корреляции от клиента 108. В вариантах реализации, показанных на фиг. 9-12 и описанных выше, действие по аутентификации может быть запущено посредством любого из приведенных далее событий:

- Клиент 108 хочет завершить транзакцию или запрос.

- Клиент 108 проинструктирован на поиск аутентификации на основании его взаимодействия с терминалом торговой точки или беспроводной связью ближнего радиуса действия (NFC).

- Клиент 108 расположен в предварительно созданной области безопасности, такой как дом или работа, и хочет предварительно выполнить аутентификацию для планируемых транзакций или запроса.

- Клиент 108 расположен в предварительно созданной области безопасности и хочет выполнить пост-аутентификацию транзакции или запроса, который был выполнен в недавнем прошлом.

- Клиент 108 определяет, что GNSS сигналы становятся слабее и, поэтому, хочет предварительно выполнить аутентификацию для потенциальных локальных транзакций или запроса.

- Сервер 112 аутентификации (серверное устройство) запрашивает действие по аутентификации.

На фиг. 13 показан иллюстративный процесс аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения. Различные задачи, выполняемые вместе с процессом 1300, могут быть выполнены посредством программного обеспечения, аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения, машиночитаемого носителя, содержащего выполняемые компьютером инструкции для выполнения способа процесса, или их любое сочетание. Процесс 1300 может быть записан на машиночитаемый носитель, такой как полупроводниковая память, магнитный диск, оптический диск и т.п., а также к нему может быть получен доступ и он может быть выполнен, например, посредством центрального процессорного блока (CPU) компьютера, такого как процессорные модули 906/932, в которых сохранен указанный машиночитаемый носитель.

Следует понимать, что процесс 1300 может содержать любое количество дополнительных или альтернативных задач, причем задачи, показанные на фиг. 13, не обязательно должны быть выполнены в показанном порядке, а процесс 1300 может быть встроен в более общую процедуру или процесс, имеющий дополнительную функциональность, которая подробно не описана в настоящей заявке. В некоторых вариантах реализации части процесса 1300 могут быть выполнены посредством различных элементов систем 900-1200, таких как: клиент 108, сервер 112 аутентификации и т.д. Процесс 1300 может иметь функции, материал и конструкции, которые выполнены похожими на варианты реализации, показанные на фиг. 1-12, Таким образом, общие особенности, функции и элементы могут быть не полностью описаны в настоящей заявке.

Процесс 1300 может начаться с приема принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов, такие как принимаемые клиентом спутниковые навигационные сигналы 146 в устройстве клиента, таком как устройство 108 клиента (задача 1302).

Процесс 1300 может затем продолжиться с демодулирования демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов, таких как навигационные сообщения 502/504/506 из принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов 146, принятых в устройстве 108 клиента от множества навигационных спутников, таких как соответственно навигационные спутники 102-106 (задача 1304). В некоторых вариантах реализации демодулирование демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов из принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов 146 может включать преобразования радиочастоты (RF) в полосу частот и аналого-цифровое преобразование. В некоторых вариантах реализации демодулирование демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов из принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов 146 дополнительно включает средства для вытеснения кода и средства для вытеснения несущей. Навигационные спутники могут содержать, например, без ограничения, спутник глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), спутник глобальной системы определения положения (GPS1M), спутник глобальной спутниковой навигационной системы (GLONASS™), спутник навигационной системы BeiDou (COMPASS™), спутник Galileo™ или другую спутниковую навигационную систему. Демодулируемые принимаемые клиентом навигационные сигналы 502/504/506 и навигационные сообщения 502/504/506 могут быть использованы в данной заявке с возможностью взаимной замены.

Процесс 1300 может затем продолжиться с выбора поднабора из множества демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов для обеспечения множества битовых кадров клиента, таких как битовые кадры клиента 1030 (задача 1306). Поднабор может содержать, например, без ограничения, субкадр, случайную выборку, выборку бит из наиболее динамических бит или другой поднабор. Процесс 1300 может затем продолжиться с приема принимаемых сервером спутниковых навигационных сигналов, таких как принимаемые сервером спутниковые навигационные сигналы 148 в антенне сервера, такой как антенна 114 сервера (задача 1308).

Процесс 1300 может затем продолжиться с демодулирования демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов, таких как навигационные сообщения 502/504/506 из принимаемых сервером спутниковых навигационных сигналов 148, принятых в антенне 114 сервера соответственно от навигационных спутников 102-104 (задача 1310). В некоторых вариантах реализации демодулирование демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов, таких как навигационные сообщения 502/504/506 от сервера, принимающего сигналы 148 навигационных спутников, включает преобразование радиочастоты (RF) в полосу частот, полосовую фильтрацию, аналого-цифровое преобразование, средства для вытеснения кода и средства для вытеснения несущей Демодулируемые принимаемые сервером навигационные сигналы 502/504/506 и навигационные сообщения 502/504/506 могут также выполнены в настоящей заявке с возможностью взаимной замены.

Процесс 1300 может затем продолжиться с выбора поднабора демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов, таких как навигационные сообщения 502/504/506, синхронизированные с битовыми кадрами 1030 клиента для обеспечения множества синхронизированных битовых кадров сервера, таких как синхронизированные битовые кадры 1032 сервера (задача 1312).

Процесс 1300 может затем продолжиться с вычисления функции битовых кадров клиента 1030 для обеспечения набора сигнатур клиента, таких как набор 138 сигнатур клиента (задача 1314). Функция может содержать, например, без ограничения, функцию логического исключающего ИЛИ, функция логического ИЛИ, функцию логического И или другую функцию. Процесс 1300 может затем продолжиться с вычисления функции синхронизированных битовых кадров 1032 сервера для обеспечения набора сигнатур сервера, таких как набор 140 сигнатур сервера (задача 1316).

Процесс 1300 может затем продолжиться со сравнения набора 138 сигнатур клиента и набора 140 сигнатур сервера для выдачи результата сравнения, такого как сообщение 144 с решением по аутентификации (задача 1318).

Процесс 1300 может затем продолжиться с аутентификации местоположения, такого как местоположение 122 устройства 108 клиента, на основании результата сравнения (задача 1320). Аутентификация характеризует достоверность того, что существует приемлемая точность и/или определенность того, что клиент 108 расположен в местоположении 122, или характеризует недостоверность того, что не существует приемлемой точности и/или определенности того, что клиент 108 расположен в месте 122.

На фиг. 14 показан иллюстративный процесс аутентификации согласно варианту реализации настоящего изобретения. Различные задачи, выполняемые вместе с процессом 1400, могут быть выполнены посредством программного обеспечения, аппаратного обеспечения, аппаратно-программного обеспечения, машиночитаемого носителя, имеющего выполняемые на компьютере инструкции для выполнения способа процесса, или их любого сочетания. Процесс 1400 может быть записан в машиночитаемый носитель, такой как полупроводниковая память, магнитный диск, оптический диск и т.п., а к нему может быть получен доступ и он может быть выполнен, например, посредством центрального процессора (CPU) компьютера, такого как процессорные модули 906/932, в которых сохранен указанный машиночитаемый носитель.

Следует понимать, что процесс 1400 может содержать любое количество дополнительных или альтернативных задач, причем задачи, показанные на фиг. 14, не обязательно выполнять в показанном порядке, а процесс 1300 может быть встроен в более общую процедуру или процесс, имеющий дополнительную функциональность, подробно не описанную в настоящей заявке. В некоторых вариантах реализации, части процесса 1300 могут быть выполнены посредством элементов систем 900-1200, таких как: клиент 108, сервер 112 аутентификации и т.д. Процесс 1400 может иметь функции, материал и конструкции, которые выполнены похожими на варианты реализации, показанные на фиг. 1-12. Таким образом, общие особенности, функции и элементы могут быть не полностью описаны в настоящей заявке.

Процесс 1400 может начаться с приема принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов, таких как демодулируемые принимаемые клиентом навигационные сигналы 146 в устройстве клиента, таком как устройство 108 клиента (задача 1402). Процесс 1400 может затем продолжиться с демодулирования демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов, таких как навигационные сообщения 502/504/506 из принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов, принятых в устройстве 108 клиента от множества навигационных спутников, таких как соответственно навигационные спутники 102-108 (задача 1404).

Процесс 1400 может затем продолжиться с отправки тестового колебательного сигнала, такого как колебательный сигнал 1208 от серверного устройства, такого как серверное устройство 112, на устройство 108 клиента (задача 1406). Процесс 1400 может затем продолжиться со сравнения тестового колебательного сигнала 1208 в устройстве 108 клиента с демодулируемыми принимаемыми клиентом навигационными сигналами в устройстве 108 клиента для обеспечения информации о корреляции, такой как информация 1210 о корреляции (задача 1408). Процесс 1400 может затем продолжиться с отправки информации 1210 о корреляции обратно на серверное устройство 112 для выдачи сообщения с решением по аутентификации, такого как сообщение 144 с решением по аутентификации (задача 1410).

Таким образом, варианты реализации настоящего изобретения обеспечивают систему аутентификации, которая обеспечивает достаточную чувствительность к сигналу навигационных спутников, который должен быть принят в устройстве клиента, расположенном в среде с низким соотношением сигнал-шум (SNR), такой как помещения и центр города. Несмотря на то, что представленном выше описании был представлен по меньшей мере один иллюстративный вариант реализации, следует понимать, что существует огромное количество вариантов. Следует также понимать, что иллюстративный вариант реализации или варианты реализации, описанные в настоящей заявке, не предназначены для ограничения объема, применимости или конфигурации настоящего изобретения каким бы то ни было образом. Скорее приведенное выше подробное описание предоставит специалистам в области техники удобную дорожную карту для реализации описанного варианта реализации или вариантов реализации. Следует понимать, что могут быть выполнены различные изменения в функции и конструкции элементов без выхода за пределы объема изобретения, заданного формулой изобретения, которая содержит известные эквиваленты и прогнозируемые в будущем эквиваленты во время подачи данной патентной заявки.

В данной заявке, термин "модуль", как использован в настоящей заявке, относится к программному обеспечению, аппаратно-программному обеспечению, аппаратному обеспечению и любому сочетанию этих элементов для выполнения связанной функции, описанной в настоящей заявке. Кроме того, для цели решения, различные модули описаны в качестве дискретных модулей; однако, как было бы понятно специалисту в области техники, два или большее количество модулей могут быть объединены для формирования одного модуля, который выполняет связанные функции согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

В данной заявке термины "компьютерный программный продукт и "машиночитаемый носитель" и т.п. могут быть использованы в целом для приведения ссылки на носитель, такой как память, запоминающие устройства или запоминающий блок. Эти и другие формы машиночитаемого носителя могут быть вовлечены в хранение одной или большего количества инструкций для использования процессорными модулями 906/932 с тем, чтобы вызвать выполнение процессорными модулями 906/932 конкретных операций. Такие инструкции, в целом называемые "компьютерным программным кодом" или "программным кодом" (который может быть сгруппирован в форме компьютерных программ или других структур), при их выполнении обеспечивают способ использования системы, такой как система 900-1200.

Приведенное выше описание относится к элементам или узлам, или особенностям, "соединённым" или "связанных" вместе. Как использовано в настоящей заявке, если только однозначно не указано иное, "соединенный" означает, что один элемент или узел или особенность соединена непосредственно с (или взаимодействует непосредственно с) другим элементом или узлом или особенностью и не обязательно механически. Аналогичным образом, если только однозначно не указано иное, "связанный" означает, что один элемент или узел или особенность прямо или косвенно соединена с (или прямо или косвенно взаимодействует с) другим элементом или узлом или особенностью и не обязательно механически. Таким образом, несмотря на то, что фиг. 1-12 показаны иллюстративные конструкции элементов, дополнительные промежуточные элементы, устройства, особенности или компоненты могут быть приведены в варианте реализации настоящего изобретения.

Термины и фразы, используемые в настоящей заявке, и их вариации, если только однозначно не указано иное, должны быть истолкованы как неограничительные, то есть как противоположность ограничительным. В качестве примеров приведенного выше: термин "включающий" следует истолковывать как "включающий, но без ограничения" или т.п.; термин "пример" используют для обеспечения иллюстративных отдельных случаев объекта в описании, а не исчерпывающего или ограничивающего его перечня; а прилагательные, такие как "обычный", "традиционный", "нормальный", "стандартный", "известный" и термины схожего значения не следует толковать как ограничивающие объект, описанный для заданного периода времени или объект, доступный по состоянию на заданное время, однако вместо этого их следует истолковывать таким образом, чтобы охватить обычных, традиционных, нормальных или стандартных технологий, которые могут быть доступны или известны в настоящее время или в любое время в будущем.

Аналогичным образом, группу объектов, соединённых с использованием связующего "и", не следует истолковывать в качестве требования того, что каждый и любой из этих объектов должен быть представлен в группе, а скорее следует истолковывать как "и/или", если только однозначно не указано иное. Схожим образом, группу объектов, соединенных с использованием связующего "или", не следует истолковывать в качестве требования взаимного исключения среди этой группы, а скорее следует истолковывать как "и/или", если только однозначно не указано иное.

Кроме того, несмотря на то, что объекты, элементы или компоненты настоящего изобретения могут быть описаны или заявлены в единственном числе, в пределах их объема предусмотрена форма множественного числа, если только четко не обозначено ограничение формой единственного числа. Наличие широких слов и фраз, таких как "один или большее количество", "по меньшей мере один", "но не ограничен" или других подобных фраз в некоторых отдельных случаях не следует истолковывать так, что они подразумевают то, что более узкий случай предполагается или требуется в отдельных случаях, в которых такие широкие фразы могут отсутствовать. Термин "приблизительно", когда относится к числовому значению или диапазону, предназначен для охвата значений, возникающий в результате экспериментальной ошибки, которая может возникать при выполнении измерений.

Как использовано в настоящей заявке, если только однозначно не указано иное, "выполненный с возможностью" означает возможность использования, пригодность или готовность к использованию или обслуживанию, возможность использования для конкретной цели и возможность выполнения указанной или необходимой функции, описанной в настоящей заявке. В отношении систем и устройств, термин "выполненный с возможностью" означает, что система и/или устройство является полностью функциональным и отрегулированным, содержит элементы и удовлетворяет применяемым требованиям к функционированию для выполнения указанной функции, когда приведено в действие. В отношении систем и схем, термин "выполненный с возможностью" означает, что система и/или схема является полностью функциональной и отрегулированный, содержит логическое устройство и удовлетворяет применяемым требования к функциональности для выполнения указанной функции, когда приведено в действие.

1. Способ аутентификации местоположения, согласно которому:

выбирают поднабор из множества демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов для обеспечения множества битовых кадров клиента,

выбирают поднабор из множества демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов, синхронизированных с указанным множеством битовых кадров клиента для обеспечения множества синхронизированных битовых кадров сервера,

вычисляют функцию указанного множества битовых кадров клиента для обеспечения набора сигнатур клиента,

вычисляют функцию синхронизированных битовых кадров сервера для обеспечения набора сигнатур сервера,

сравнивают набор сигнатур клиента и набор сигнатур сервера для обеспечения результата сравнения и

аутентифицируют местоположение устройства клиента на основании указанного результата сравнения.

2. Способ по п. 1, согласно которому функция содержит: функцию логического исключающего ИЛИ, функцию логического ИЛИ или функцию логического И.

3. Способ по п. 1, дополнительно включающий демодулирование демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов из множества принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов, принятых в устройстве клиента соответственно от множества навигационных спутников.

4. Способ по п. 3, согласно которому демодулирование демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов из принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов включает:

преобразование радиочастоты (RF) в полосу частот,

полосовую фильтрацию и

аналого-цифровое преобразование.

5. Способ по п. 4, согласно которому демодулирование демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов из принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов дополнительно включает:

вытеснение кода и

вытеснение несущей.

6. Способ по п. 4, согласно которому этап аутентификации дополнительно включает:

отправку тестового колебательного сигнала от серверного устройства на устройство клиента,

сравнение тестового колебательного сигнала в устройстве клиента с демодулируемыми принимаемыми клиентом навигационными сигналами в указанном устройстве клиента для обеспечения информации о корреляции и

отправку информации о корреляции обратно на серверное устройство для выдачи сообщения с решением по аутентификации.

7. Способ по п. 3, дополнительно включающий прием принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов в устройстве клиента.

8. Способ по п. 3, дополнительно включающий демодулирование демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов из множества принимаемых сервером спутниковых навигационных сигналов, принятых в антенне сервера соответственно от навигационных спутников.

9. Способ по п. 8, согласно которому демодулирование демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов из спутниковых навигационных сигналов включает:

преобразование радиочастоты (RF) в полосу частот,

полосовую фильтрацию,

аналого-цифровое преобразование,

вытеснение кода и

вытеснение несущей.

10. Способ по п. 1, согласно которому поднабор содержит: субкадр, случайную выборку или выборку бит из наиболее динамических бит.

11. Система для аутентификации местоположения, содержащая:

модуль клиента для выбора кадров данных, выполненный с возможностью выбора поднабора из множества демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов для выдачи множества битовых кадров клиента,

модуль сервера для выбора кадров данных, выполненный с возможностью выбора поднабора из множества демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов, синхронизированных с указанным множеством битовых кадров клиента, для выдачи множества синхронизированных битовых кадров сервера,

модуль клиента для выполнения операций над данными, выполненный с возможностью вычисления функции указанного множества битовых кадров клиента для выдачи набора сигнатур клиента,

модуль сервера для выполнения операций над данными, выполненный с возможностью вычисления функции синхронизированных битовых кадров сервера для выдачи набора сигнатур сервера,

модуль сервера для коррелирования, выполненный с возможностью сравнения набора сигнатур клиента и набора сигнатур сервера для выдачи результата сравнения, и

модуль аутентификации, выполненный с возможностью аутентификации местоположения устройства клиента на основании указанного результата сравнения.

12. Система по п. 11, дополнительно содержащая модуль клиента для демодуляции, выполненный с возможностью:

приема множества принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов в устройстве клиента соответственно от множества навигационных спутников, и

демодулирования демодулируемых принимаемых клиентом навигационных сигналов из указанных принимаемых клиентом спутниковых навигационных сигналов.

13. Система по п. 12, в которой модуль клиента для демодуляции дополнительно выполнен с возможностью:

выполнения преобразования радиочастоты (RF) в полосу частот,

полосовой фильтрации и

выполнения аналого-цифрового преобразования.

14. Система по п. 12, в которой модуль клиента для демодуляции дополнительно выполнен с возможностью:

выполнения вытеснения кода и

выполнения вытеснения несущей.

15. Система по п. 11, дополнительно содержащая модуль сервера для демодуляции, выполненный с возможностью:

приема множества принимаемых сервером спутниковых навигационных сигналов в серверном устройстве соответственно от навигационных спутников, и

демодулирования демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов из указанных принимаемых сервером спутниковых навигационных сигналов.

16. Система по п. 15, в которой модуль сервера для демодуляции дополнительно выполнен с возможностью:

выполнения преобразования радиочастоты (RF) в полосу частот,

полосовой фильтрации,

выполнения аналого-цифрового преобразования,

выполнения вытеснения кода и

выполнения вытеснения несущей.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к устройству приема радионавигационных сигналов, многорежимному приемнику для содействия навигации летательного аппарата, гибридной системе содействия навигации.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи.

Изобретение относится к области слежения за полетом космических аппаратов (КА) и может быть использовано в командно-измерительной системе (КИС) спутниковой связи. Способ включает передачу с наземного сегмента управления КИС по линии «Земля - КА» сигналов, содержащих команды управления КА.

Изобретение относится к антеннам. Совмещенная антенна включает: антенну глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) с фазовым центром антенны ГНСС; и лучеобразующую антенну с фазовым центром лучеобразующей антенны.

Изобретение относится к области радиолокации и радионавигации. Сущность изобретения заключается в совместной обработке сигналов двух навигационных космических аппаратов с различными литерами несущих частот в одном канале аппаратуры приема сигналов системы ГЛОНАСС.

Изобретение относится к области активных антенн с регулировкой фазы. Предложен способ калибровки фазового центра активной антенны (20), содержащей множество субэлементов (21), способных принимать полезный сигнал, испускаемый спутником (25).

Изобретение относится к спутниковым навигационным системам, а именно к оборудованию наземного комплекса управления данных систем. Технический результат состоит в повышении качества контроля навигационных систем.

Изобретение относится к способам навигации по спутниковым радионавигационным системам (СРНС) и может быть использовано для определения координат навигационных спутников.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке малогабаритных носимых комплексов радиозондирования атмосферы. Технической результат состоит в снижении массогабаритных характеристик аппаратуры радиозондирования при сохранении точности получения вертикального профиля метеорологической информации.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиозондирования атмосферы на основе использования сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).

Изобретение относится к области дифференциальных навигационных систем и применимо для высокоточной навигации, геодезии, ориентации объектов в пространстве по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС – ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Bei Dou и другие), в которых осуществляется измерение псевдодальности до навигационных спутников по фазе несущих колебаний. Достигаемый технический результат – повышение точности и надежности определения взаимного положения объектов при сокращении времени соответствующих вычислений. Указанный результат достигается за счет того, что в дифференциальных системах точное определение взаимного положения объектов производится по разностям псевдофазовых измерений, получаемых в разнесенных на местности навигационных приемниках. 2 ил.

Изобретение представляет способ вспомогательного захвата приемником объединенной навигационной системы, при этом приемник объединенной навигационной системы способен принимать и обрабатывать сигналы нескольких спутников при захвате и отслеживании сигналов по меньшей мере одного спутника. Достигаемый технический результат – уменьшение времени захвата спутников и увеличение точности захвата. Для достижения указанного технического результата способ включает этапы формирования вспомогательной информации и этапы захвата и отслеживания спутников. Вспомогательная информация представляет собой систематическую ошибку часов приемника объединенной навигационной системы, используется для корректировки псевдодальности целевого спутника при захвате и отслеживании целевого спутника и точного предсказания фазы целевого спутника. Она уменьшает время захвата и увеличивает точность захвата, при этом не только выполняют вспомогательный захват спутников из одной спутниковой системы, но также выполняют совместный вспомогательный захват спутников из нескольких спутниковых систем. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде. Устройство автоматической активации оповещения о ситуации «человек за бортом» содержит спасательный жилет и устройство оповещения о ситуации «человек за бортом». В устройство автоматической активации дополнительно введены приемопередатчик, который выполнен по технологии ZigBee и находится в постоянном взаимодействии с датчиком ZigBee, расположенным на поясе спасательного жилета, и встроенный в него считыватель RFID с автономным источником питания. Считыватель RFID и автономный источник питания размещены в верхней части спасательного жилета в непосредственной близости от устройства оповещения о ситуации «человек за бортом» с встроенной пассивной меткой RFID, которая взаимодействует со считывателем RFID при отсутствии постоянного радиоконтакта с датчиком ZigBee. Достигается повышение автономности и надежности работы. 1 ил.

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для определения погрешности оценки времени прохождения ионосферы сигналом вдоль вертикальной оси видимости. Технический результат состоит в повышении точности оценки прохождения ионосферы сигналом вдоль вертикальной оси видимости. Для этого способ содержит первый этап определения по меньшей мере двух точек пронзания ионосферы двумя осями видимости между спутником и по меньшей мере двумя наземными станциями. Способ также включает второй этап определения по меньшей мере одного угла, образованного отрезком, идущим от упомянутой интересующей точки к одной из упомянутых точек пронзания, и отрезком, идущим от упомянутой интересующей точки к другой из упомянутых точек пронзания. Способ также включает в себя третий этап определения пространственного разброса упомянутых точек пронзания относительно упомянутой интересующей точки на основе упомянутого угла, посредством разности с предопределенным углом и получения среднего значения, упомянутой или упомянутых разностей. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в точности навигации позиционирования ToF внутри помещения, которыми может управлять сетевая точка доступа (АР) и для которых не требуется инициирование со стороны клиента, прерывания, вмешательства и которые не требуют передачи ответов. Описаны варианты осуществления системы и способа для инициированного точкой доступа позиционирования по времени распространения в беспроводной сети. Инициируемое сетью точное масштабируемое решение по времени распространения (ToF) для позиционирования внутри помещения и навигации предназначено для окружающих сред, где сигналы спутниковых систем глобальной навигации недоступны. ToF между инициирующей АР и отвечающим устройством измеряют и преобразуют в расстояние путем деления измеренного времени на два и умножения его на скорость света. АР, а не устройство-клиент, полностью управляет временем и руководит общей процедурой определения местоположения внутри помещения. Участок точного измерения времени протокола, инициированного точкой доступа позиционирования ToF, представляет собой симметричный протокол, что измерение ToF можно легко переключать между устройством-клиентом и АР. В некоторых вариантах осуществления сообщение запроса, инициирующее точное измерение времени точкой доступа, инициирует измерение ToF и обмен сообщениями расчета местоположения между инициирующей АР и отвечающим устройством. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к способу и автоматизированной системе для компенсации задержки в динамической системе. Для компенсации задержки вычислительной системой принимают два массива параметрических данных от двух датчиков, вырабатывают первый параметр регулировки компенсации задержки, связанный со вторым массивом, на основе дополнительного массива параметрических данных от дополнительного датчика, вырабатывают отфильтрованные параметры на основе первого и второго массивов и параметра регулировки компенсации задержки, вырабатывают выходные данные для автоматизированной системы управления самолета на основе отфильтрованных параметров. Автоматизированная система содержит процессор и машиночитаемый носитель, на который сохранены логические команды для реализации вышеуказанного способа. Обеспечивается компенсация задержки данных датчиков при передаче их вычислительной системе автоматизированной системы управления. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

В данном изобретении описаны способы для определения местоположения потребителей спутниковых навигационных систем и использующие их системы. Способы основаны на том факте, что в локальной области пространства потребители, определяющие свое местоположение по рабочему созвездию навигационной системы, будут иметь одинаковые погрешности, связанные с движением спутников и распространением радиосигналов. Другими словами, в каждый момент времени они будут иметь приблизительно одинаковые коррекционные поправки, обусловленные неточностью орбит спутников и условием распространения радиосигналов. Компенсация этих поправок позволит повысить точность определения местоположения потребителей, оставив лишь индивидуальные для каждого устройства погрешности, в частности, многолучевость при распространении радиосигналов и внутренние шумы приемника. Обеспечивается повышение точности определения координат одночастотных навигационных приемников, встроенных в пользовательские мобильные устройства и не имеющих технических возможностей для получения и применения коррекционных поправок от различных существующих дифференциальных подсистем. 8 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения летательных аппаратов и морских судов. Технический результат состоит в повышении точности выработки параметров ориентации объекта при сокращении длины антенной базы до уровня длины волны несущей частоты спутникового сигнала, расширении возможностей по калибровке на подвижном объекте смещений нулей акселерометров и гироскопа. Для этого предложенная система содержит антенный модуль приёмной аппаратуры спутниковой навигационной системы, содержащий, например, две приёмные антенны, разнесённые на расстоянии менее длины волны несущей частоты, устанавливается жёстко в осях измерительного блока инерциального модуля в плоскости палубы объекта; измерительный блок инерциального модуля вместе с антенным модулем приёмной аппаратуры спутниковой навигационной системы устанавливается на вращающееся основание, снабженное приводом для обеспечения модуляционного вращения относительно корпуса бескарданного инерциального измерительного модуля вокруг оси, ортогональной палубе; привод снабжен датчиком угла, измеряющим значения угла поворота измерительного блока с антенным модулем относительно корпуса бескарданного инерциального измерительного модуля, привязанного к осям объекта. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для определения взаимного местоположения подвижных объектов и позволяет повысить помехоустойчивость, точность в полносвязных радиосетях за счет систем вычисления взаимных скоростей и ускорений. Способ определения взаимного местоположения основан на том, что на каждом объекте формируют запросные сигналы, измеряют задержку распространения радиосигналов и величины корреляционных откликов, соответствующие этим измерениям внутри каждой пары объектов, по окончании кадра полносвязного обмена измеренной информацией на каждом объекте вычисляют взаимные дальности между всеми объектами, используя задержки, измеренные при наибольшей величине автокорреляционных откликов, вычисляют взаимные скорости и ускорения. 1 ил.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является повышение точности измерений. Объектом изобретения является способ контроля достоверности значения навигационных данных, выдаваемых устройством объединения/консолидации, содержащим множество модулей обработки, каждый из которых вырабатывает навигационное решение на основании измерений, поступающих от одного или нескольких независимых навигационных устройств. В способе контроля для каждого модуля обработки определяют радиус безопасности, соответствующий заданной вероятности отказа, определяют по меньшей мере одну консолидированную зону, которая объединяет зоны безопасности с центром, соответствующим значениям решений, сформированным на выходе модулей обработки, и зоны безопасности соответствуют радиусам безопасности, определенным для этих модулей, при этом радиус безопасности указанного устройства объединения/консолидации для указанной вероятности отказа определяют таким образом, чтобы он соответствовал указанной консолидированной зоне. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области радионавигации. Техническим результатом является обеспечение возможности аутентификации устройств клиента, расположенных в средах с низким соотношением сигнал-шум. Упомянутый технический результат достигается тем, что поднабор демодулируемых принимаемых сервером навигационных сигналов выбирают синхронизированным с битовыми кадрами клиента для обеспечения синхронизированных битовых кадров сервера, функцию синхронизированных битовых кадров сервера вычисляют для обеспечения набора сигнатур сервера, набор сигнатур клиента и набор сигнатур сервера сравнивают для обеспечения результата сравнения, а местоположение устройства клиента аутентифицируют на основании указанного результата сравнения. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 14 ил.

Наверх