民用卫星导航服务由于其信号体制公开、欺骗信号易于构造,容易受到欺骗攻击。合理规划的欺骗攻击可以较为精确地操纵目标接收机的定位和时间校对输出结果。随着无人驾驶等越来越多与生命安全息息相关的应用开始依赖民用卫星导航及其衍生服务,对欺骗信号的有效检测变得尤为重要。本文以针对民用卫星导航服务的产生式欺骗为目标,从电文正确性认证的角度,通过规划信息源、认证算法和认证协议,设计了多种卫星导航电文认证方案,并分别对它们进行了性能评估。主要的研究成果如下:(1)针对仅包含导航卫星和卫星导航接收机的简单数据链路,设计了卫星导航电文的自认证防伪电文。由于卫星导航电文速率极低,传统数字签名电文认证方法存在认证效率较低的缺陷,而高认证效率的时效密钥序列方法依赖频繁的密钥分发。为了提高认证效率,需要解决数字签名认证效率低下的问题或解决时效密钥序列密钥分发的问题。本文设计的方案通过设置两级认证协议,以数字签名电文认证方案实现认证密钥的可靠分发;以时效密钥序列方案提高认证协议的效率。本文提出的方案在保障算法安全性的前提下,具有低于数字签名认证方案的虚警概率,还克服了这种方案依赖第三方通信链路密钥分发的劣势。(2)针对具备移动通信网络接入能力的卫星导航接收机,设计了移动通信网络辅助的卫星导航电文认证方法。移动通信网络区别于导航卫星、地基增强系统的一大特点是其同时具备上行和下行通信链路,接收机和基站之间可以实现双工通信,每个接收机收到的认证信息具备可定制性。本文设计的卫星导航电文认证方法通过以下三步实现电文认证:接收机首先向移动通信基站申请特定电文数据段落的认证;基站按照接收机所申请电文段落的长度和内容产生电文认证信息,并向接收机回复认证信息;接收机根据认证信息进行电文认证,判断本地电文的正确性。方案在单次认证长度不超过2048bit的电文时,电文正确性判决的分辨率可达到1bit;单次认证长度超过2048bit的电文时,电文正确性判决分辨率为总认证数据长度的八分之一。方案的安全性由LTE通信安全性和数字签名双重保障,且认证时间间隔可根据认证效率要求改变。(3)针对处于地基增强系统支持环境下的卫星导航接收机接收机,设计了地基增强系统辅助的卫星导航电文认证增强信息。地基增强系统以广播方式播发增强电文,所有用户收到的增强信息是相同的。与直接利用导航电文进行的电文自认证类似,地基增强系统的防伪增强电文需要对所有接收机通用。本文通过在地基增强信号中增加导航电文认证信息和增强信号认证信息两个新的数据类型,分别完成对导航电文和增强信号本身的防伪认证。方案在保障算法安全性的前提下,当地基增强系统广播电文认证增强信号的信息速率高于1.28kbps时,可将北斗卫星导航系统初次认证时间缩短至10秒以下,认证时间间隔缩短至6秒。最后,对本文的研究成果进行了总结,并提出了各项研究内容下一步的研究方向,还对卫星导航电文认证领域的研究进行了展望。本文研究的民用卫星导航电文防伪在未来卫星导航与生命安全关系越来越密切时将发挥越来越大的作用。