CN107560503B - 一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，包括：步骤(1)探测是否有无人飞机进入防护区域；步骤(2)对进入防护区域的目标无人机进行链路压制干扰；步骤(3)诱骗目标无人机进入回收区域；步骤(4)对进入回收区域的目标无人机进行欺骗迫降。通过非接触式方式基于卫星导航欺骗信号诱捕无人机，能够快速安全地将民用消费级轻小型无人机诱骗降落至半径范围较小的回收区域内，满足用户诱捕黑飞无人机需求。

Description

一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法
技术领域
本发明涉及无人机反制领域，尤其是一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法。
背景技术
近年来随着国内外低空领域的逐步有序开放，全球消费级小型旋翼无人机迎来了蓬勃发展，据统计，截至2016年底中国消费级轻小型无人机拥有量已经达到数百万架，并且每年有快速增长的趋势。轻小型无人机在诸多行业具有有益应用前景的同时，也正在越来越多地被恶意使用，如危害民航安全、制造恐怖袭击、侵犯公众隐私等，给社会和个人带来了严重的安全隐患。而世界各国针对这种无人机的监管政策法规和反制手段还远落后于无人机的发展速度，各种轻小型无人机安全事故屡屡见诸报端。
目前，市场上主流的轻小型无人机反制解决手段均是基于有源探测雷达探测+无线电监测+光电探测+无线电压制干扰某种或者某几种组合的技术解决方案，探测设备实现对远距离无人机探测和跟踪，并引导反制干扰设备对无人机的遥控链路和导航信号进行无线电干扰，使其迫降或者返航，实现重点区域无人机防护的目的。但是，目前鲜有无人机诱捕的技术手段，现有产品和技术均未能有效满足客户实现无人机诱捕的需求。
发明内容
本发明能够以多种方式实现，包括方法、系统、设备、装置或计算机可读介质，在下面论述本发明的几个实施例。
作为一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，本发明的一个实施例包括：
步骤(1)探测是否有无人飞机进入防护区域；
步骤(2)对进入防护区域的目标无人机进行链路压制干扰；
步骤(3)诱骗目标无人机进入回收区域；
步骤(4)对进入回收区域的目标无人机进行欺骗迫降。
进一步地，步骤(3)诱骗目标无人机进入回收区域的方法为向目标无人机发射卫星导航欺骗定位信号，目标无人机从当前位置沿欺骗定位点至返航点方向返航进入回收区域。
进一步地，所述欺骗定位点位于回收区域中心与目标无人机当前位置的直线连线上。
进一步地，所述欺骗定位点与目标无人机当前位置的距离
其中，r为回收区域的半径，R为防护区域的半径，R0为目标无人机自起飞位置起能够飞行的最大距离。
进一步地，步骤(3)中目标无人机接收到卫星导航欺骗定位信号后，基于低电量返航算法从当前位置沿欺骗定位点至返航点方向返航。
进一步地，步骤(4)中向进入回收区域的目标无人机发射卫星导航欺骗信号，所述卫星导航欺骗信号中的欺骗定位点为该目标无人机禁飞区内的定位点。
进一步地，步骤(4)中目标无人机接收到定位地点位于禁飞区的卫星导航欺骗信号后自动迫降在回收区域内。
本发明的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本发明的原理。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明实施例提供的无人机诱捕方法流程图；
图2为本发明实施例提供的步骤(3)欺骗定位关系图；
图2-1为本发明实施例提供的目标无人机当前位置位于防护区域圆周上时的欺骗定位关系图；
图2-2为本发明实施例提供的目标无人机当前位置位于防护区域圆周内且可能返航点不止一个时的欺骗定位关系图；
图2-3为本发明实施例提供的目标无人机当前位置位于防护区域圆周内且可能返航点只有一个时的欺骗定位关系图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明提供一种非接触式基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，图1为本发明实施例提供的无人机诱捕方法流程图，如图1所示，包括：
步骤(1)探测是否有无人飞机进入防护区域；
步骤(2)对进入防护区域的目标无人机进行链路压制干扰；
步骤(3)诱骗目标无人机进入回收区域；
步骤(4)对进入回收区域的目标无人机进行欺骗迫降。
探测设备探测到无人机进入防护区域后，探测获得该目标无人机的距离、高度、方位、速度等信息，并引导无线电压制干扰设备，对该目标无人机进行链路压制干扰。无人机设置有2.4GHz遥控链路信号，飞手可以通过遥控器控制无人机飞行，因此需要先发射链路干扰信号切断无人机与遥控器的链路。优化地，可先通过探测设备确认进入防护区域无人机的威胁等级再判断是否需要对该无人机进行链路压制干扰。
链路压制干扰目标无人机的同时，诱骗目标无人机进入回收区域，圆形回收区域位于防护区域内部。向目标无人机发射GPS/GLONASS卫星导航欺骗定位信号，卫星导航欺骗定位信号中包含欺骗定位信息，目标无人机接收到卫星导航欺骗定位信号后，将当前位置定位于欺骗定位点。目前市场主流大疆无人机的最远飞行距离为1km左右，欺骗定位点一般会设置在距离无人机返航点较远的距离，目标无人机接收到卫星导航欺骗定位信号后，基于低电量返航算法从当前实际位置沿欺骗定位点至返航点方向返航，目标无人机返航途中经过回收区域。
欺骗定位点位于回收区域中心与目标无人机当前位置的直线连线上，图2为本发明实施例提供的步骤(3)诱捕定位关系图，如图2所示，O为防护区域中心，O1为回收区域中心，O2为目标无人机的当前位置，r为回收区域的半径，R为防护区域的半径，R0为目标无人机自起飞位点(即返航点)起能够飞行的最大距离，L表示欺骗定位点距目标无人机当前位置的距离。以O2为圆心，R0为半径的圆域表示当前位置目标无人机可能的起飞点(返航点)所在的区域，由于无人机不可能在防护区域内起飞，所以图2中画斜线阴影区域表示当前位置(O2点)目标无人机可能的起飞点(返航点)所在的区域。假设目标无人机的欺骗定位点为A点，返航点为B点，目标无人机接收到卫星导航欺骗定位信号，基于低电量算法计算出返航方向为B→A点方向，则该目标无人机的实际返航路线从O2点出发沿B→A点方向返航,返航方向当目标无人机的实际位置O2位于防护区域圆周上时(如图2-1所示)，目标无人机基于低电量算法计算的返航方向tanα可以取到最大值
无人机实际返航路线恰好与回收区域相切时，无人机返航途中不会进入回收区域，此时无人机的返航方向同样当目标无人机的实际位置O2位于防护区域圆周上时(如图2-1所示)，tanβ取到最小值无人机诱捕过程中要求目标无人机实际返航途中进入回收区域，则要求tanα的最大值不大于tanβ的最小值，即要求得到即卫星导航欺骗定位信号中的欺骗定位点距离目标无人机当前位置的距离大于等于作为实施例，当无人机自起飞点(返航点)可以飞行的最大距离R0＝1km，防护区域半径R＝2km，回收区域半径r＝0.05km时，经计算欺骗定位点距离目标无人机当前位置的距离L≥79km。
步骤(4)中向进入回收区域的目标无人机发射卫星导航欺骗信号，卫星导航欺骗信号中的欺骗定位点为该目标无人机禁飞区内的定位点，所述禁飞区为无人机厂商设定的禁飞区。目标无人机接收到定位地点位于禁飞区的卫星导航欺骗信号后，自动迫降在回收区域内，从而完成对目标无人机的诱捕。
本发明的不同方面、实施例、实施方式或特征能够单独使用或任意组合使用。
本发明的优点众多。不同的方面、实施例或实施方式可以产生以下优点中的一个或多个优点。本发明的一个优点是通过非接触式方式基于卫星导航欺骗信号诱捕无人机，能够快速安全地将民用消费级轻小型无人机诱骗降落至半径范围较小的回收区域内，满足用户诱捕黑飞无人机的需求。本发明的另一个优点是：操作简单、成本低、“黑飞”无人机捕获效果理想。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，其特征在于包括：
步骤(1)探测是否有无人机进入防护区域；
步骤(2)对进入防护区域的目标无人机进行链路压制干扰；
步骤(3)诱骗目标无人机进入回收区域；
步骤(4)对进入回收区域的目标无人机进行欺骗迫降；
其中，所述防护区域和回收区域均为圆形，所述回收区域位于防护区域内部；
所述步骤(3)诱骗目标无人机进入回收区域的方法为向目标无人机发射卫星导航欺骗定位信号，目标无人机从当前位置沿欺骗定位点至返航点方向返航进入回收区域；
所述欺骗定位点位于回收区域中心与目标无人机当前位置的直线连线上；
所述欺骗定位点与目标无人机当前位置的距离
其中，r为回收区域的半径，R为防护区域的半径，R0为目标无人机自起飞位置起能够飞行的最大距离。
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，其特征在于，步骤(3)中目标无人机接收到卫星导航欺骗定位信号后，基于低电量返航算法从当前位置沿欺骗定位点至返航点方向返航。
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，其特征在于，步骤(4)中向进入回收区域的目标无人机发射卫星导航欺骗信号，所述卫星导航欺骗信号中的欺骗定位点为该目标无人机禁飞区内的定位点。
4.根据权利要求3所述的一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，其特征在于，步骤(4)中目标无人机接收到定位地点位于禁飞区的卫星导航欺骗信号后自动迫降在回收区域内。
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星导航欺骗信号的无人机诱捕方法，其特征在于，步骤(2)中先通过探测设备确认进入防护区域无人机的威胁等级后再判断是否需要对该无人机进行链路压制干扰。
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