CN108268052A - 无人机反制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及安全监测技术领域，特别是一种无人机反制方法及系统，包括：在无人机禁飞区域设置监测模块和反制模块；监测模块监测到无人机无线电信号后，将无人机无线电信号发送给控制中心；控制中心收到无人机无线电信号后判断无人机型号及方位；控制中心向反制模块发送指令对无人机进行干扰或控制。本发明通过侦测系统被动式自动侦测无人机的信号并自动识别无人机与遥控的型号，并做出图像和声音告警及保存告警记录，或实时录制侦测数据，以及通过接口告知其他安防系统有无人机入侵，反制系统将会自动根据侦测结果自动进行定向反制，最终达到保障区域的低空空域安全。
Description
技术领域
本发明涉及安全监测技术领域，特别是一种无人机反制方法及系统。
背景技术
随着无人机技术的变革和发展，人们对无人机使用需求的日渐提高，小型商业多轴无人机以其尺寸小、噪音小、携带方便、操纵简便的自身特点已成为一种热门的消费产品。目前国内外无人机市场发展迅猛，越来越多的无人机爱好者拥有了自己的无人机，但由此带来的问题也日渐突出。
无人机虽然在高空拍摄、空中挂载等使用上给使用者带来方便，同时也给群众和执法人员带来很大的麻烦和安全隐患。由无人机带来的窥视他人隐私、无人机私自改装运货、无人机携带过激词语条幅、无人机边境走私等一系列不安全问题已引起各国对无人机隐患的担忧。
在一些特定区域，无人机是被禁止飞行的，无人机的监测和反制主要应用到以下用途，比如地区禁飞区域的防护：机场、核电设施、军事管理区、监狱、卫星发射塔、国家战略资源项目、政府部门等区域，再比如涉密区域的防护：国家保密机构、重要安保场所、大型体育赛事、大型演艺赛事、考古挖掘现场、商业涉密信息、以无人机为载体的违法犯罪行为防控打击运贩毒、走私、违法物品运输、违法信息传递边境破坏等。
为此各国已经对相应的无人机飞行规则进行了限制，并成立了相关管理部门，但这并未有效的防范无人机对社会安全的侵害。在近两年各国无人机擅闯政府办公区、机场起降航线、地标建筑、军事基地等危险事件依然层出不穷。
针对上述问题，需要对无人机进行监测，以便进一步排除非法飞行的无人机。在现有监测无人机技术主要有以下几类：
雷达技术：利用军事雷达对民用无人飞机进行发现和定位，通过多普勒或相控阵等雷达发射无线电波，利用民用无人飞机反射回来的回波进行测量和定位。
然而，对于低、小、慢的目标，由于目标物体的反射面积小，监测距离近时，雷达甚至无法发现目标物体，特别是对于悬停目标，现有的雷达技术无法对目标物体进行有效探测和定位。此外，雷达在探测目标物体的过程中需要不间断开机监测，造成工作成本较高。
光电技术：光电技术主要利用可见光和红外光探测技术对民用无人飞机进行拍摄和跟踪，结合激光测距技术，也可以对民用无人飞机进行测距和定位。然而，单纯地依靠光电技术无法实现对一定范围内的无人机的监测，需要配合其它电子信息技术手段，给光电检测装置一个方位指示，才能实现对无人飞机的跟踪和拍摄。
无线电监测技术：无线电管理部门利用现有的监测技术可以对无人飞机信号进行一定程度的识别和侧向。然而，现有的无线电监测技术只能依靠人工大致识别无人飞机的图传信号和飞控信号等，无法定位无人飞机俯仰角；其次，飞行中的无人机的方位角多变，现有的无线电监测技术不能识别飞控信号；再次，现有的无线电监测技术无法监测、定位多架次的无人飞机；再次，当监测距离近，现有的无线监测技术无法识别图传信号是WIFI的图传信号还是无人机的图传信号；再次，现有的无线电检测技术监测距离只有1公里左右，通常无法自动识别无人飞机的型号等，检测效果差，而且成本高。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种无人机反制方法及系统，通过侦测系统被动式自动侦测无人机的信号并自动识别无人机与遥控的型号，并做出图像和声音告警及保存告警记录，或实时录制侦测数据，以及通过接口告知其他安防系统有无人机入侵，反制系统将会自动根据侦测结果自动进行定向反制，最终达到保障区域的低空空域安全。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种无人机反制方法，包括： 在无人机禁飞区域设置监测模块和反制模块； 监测模块监测到无人机无线电信号后，将无人机无线电信号发送给控制中心； 控制中心收到无人机无线电信号后判断无人机型号及方位； 控制中心向反制模块发送指令对无人机进行干扰或控制。
进一步地，在无人机禁飞区域设置监测模块和反制模块，包括： 在无人机禁飞区域设置多点监测模块和多点反制模块。
进一步地，将无人机无线电信号发送给控制中心，包括： 将无人机无线电信号的频谱信息和信号强度信息发送给控制中心。
进一步地，控制中心收到无人机无线电信号后判断无人机型号及方位，包括： 根据控制中心收录的无人机频谱数据库对比无人机无线电信号的频谱信息，得到无人机型号； 根据无人机无线电信号强度，以及该无人机无线电信号的监测模块位置判断无人机方位。
进一步地，控制中心向反制模块发送指令对无人机进行控制之前，还包括： 控制中心判断无人机靠近或者进入无人机禁飞区域后，发出警报。
进一步地，控制中心向反制模块发送指令对无人机进行干扰或控制，包括： 反制模块发射干扰信号对无人机进行干扰； 反制模块发射控制信号对无人机进行控制。
进一步地，反制模块发射干扰信号对无人机进行干扰，包括： 反制模块发射信道干扰信号干扰或阻断无人机的飞控信号、图传信号或其结合； 反制模块发射卫星导航干扰信号干扰或阻断无人机的GPS信号。
本发明还提供一种无人机反制系统，包括监测模块、反制模块、控制中心和通讯模块，其中： 监测模块用于在禁飞区域监测无人机无线电信号； 反制模块用于对无人机发射干扰信号或控制信号； 控制中心用于收到监测模块的无人机无线电信号后判断无人机型号及方位，并向反制模块发送控制指令； 通讯模块用于实现监测模块与控制中心之间有线或无线通讯，以及用于实现控制中心与反制模块之间的有线或无线通讯。
进一步地，所述控制中心包括控制主机、显示器、无人机频谱数据库、频谱仪和报警装置，其中： 控制主机搭载无人机监测软件，并收录有无人机频谱数据库，用于处理监测模块发送的无人机无线电信号，生成图像信号发送给显示器，生成报警信号发送给报警装置，生成控制信号发送给反制模块； 显示器用于显示无人机监测软件的可视化界面； 无人机频谱数据库用于保存多种无人机无线电信号的频谱信息； 频谱仪用于获取监测模块发来的无人机无线电信号的频谱信息； 报警装置用于收到控制主机的报警信号后报警。
进一步地，所述监测模块包括多个监测天线，多个监测天线分别设置在无人机禁飞区域的不同位置，监测天线用于监测该监测天线的监测区域内的无人机无线电信号。
进一步地，所述反制模块包括反制主机、控制天线、卫星导航干扰发射机和多个频段干扰发射机，其中，反制主机用于接收控制中心的控制信号，并向控制天线、卫星导航干扰发射机和多个频段干扰发射机发送控制信号，所述控制天线用于向无人机发送控制信号以控制无人机，所述卫星导航干扰发射机用于发射卫星导航干扰信号干扰或阻断无人机的GPS信号，所述频段干扰发射机用于发射信道干扰信号干扰或阻断无人机的飞控信号、图传信号或其结合。
本发明提供一种无人机反制方法，具有如下有益效果：
本发明提供一种无人机反制方法，通过侦测系统被动式自动侦测无人机的信号并自动识别无人机与遥控的型号，并做出图像和声音告警及保存告警记录，或实时录制侦测数据，以及通过接口告知其他安防系统有无人机入侵，反制系统将会自动根据侦测结果自动进行定向反制，最终达到保障区域的低空空域安全。
无人机反制系统的有益效果与无人机反制方法类似，不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的无人机反制方法的总体流程示意图；
图2为本发明实施例所提供的无人机反制方法的详细流程示意图；
图3为本发明实施例所提供的无人机反制系统的结构框架图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的无人机反制方法的总体流程示意图；本实施例提供一种无人机反制方法，主要包括以下步骤：
步骤S101、在无人机禁飞区域设置监测模块和反制模块；
步骤S102、监测模块监测到无人机无线电信号后，将无人机无线电信号发送给控制中心；
步骤S103、控制中心收到无人机无线电信号后判断无人机型号及方位；
步骤S104、控制中心向反制模块发送指令对无人机进行干扰或控制。
请参考图2，图2为本发明实施例所提供的无人机反制方法的详细流程示意图；本实施例提供一种无人机反制方法，具体包括以下步骤：
步骤S201、在无人机禁飞区域设置多点监测模块和多点反制模块。
步骤S202、监测模块监测到无人机无线电信号后，将无人机无线电信号的频谱信息和信号强度信息发送给控制中心。
步骤S203、根据控制中心收录的无人机频谱数据库对比无人机无线电信号的频谱信息，得到无人机型号。
步骤S204、根据无人机无线电信号强度，以及该无人机无线电信号的监测模块位置判断无人机方位。
步骤S205、控制中心判断无人机靠近或者进入无人机禁飞区域后，发出警报。
步骤S206、控制中心向反制模块发送对无人机进行反制的指令。
步骤S207、反制模块发射信道干扰信号干扰或阻断无人机的飞控信号、图传信号或其结合。
步骤S208、反制模块发射卫星导航干扰信号干扰或阻断无人机的GPS信号。
步骤S209、反制模块发射控制信号对无人机进行控制。
请参考图3，图3为本发明实施例所提供的无人机反制系统的结构框架图；本发明还提供一种无人机反制系统，包括监测模块、反制模块、控制中心和通讯模块，其中：
监测模块用于在禁飞区域监测无人机无线电信号；
反制模块用于对无人机发射干扰信号或控制信号；
控制中心用于收到监测模块的无人机无线电信号后判断无人机型号及方位，并向反制模块发送控制指令；
通讯模块用于实现监测模块与控制中心之间有线或无线通讯，以及用于实现控制中心与反制模块之间的有线或无线通讯。
进一步地，所述控制中心包括控制主机、显示器、无人机频谱数据库、频谱仪和报警装置，其中：
控制主机搭载无人机监测软件，并收录有无人机频谱数据库，用于处理监测模块发送的无人机无线电信号，生成图像信号发送给显示器，生成报警信号发送给报警装置，生成控制信号发送给反制模块；
显示器用于显示无人机监测软件的可视化界面；
无人机频谱数据库用于保存多种无人机无线电信号的频谱信息；
频谱仪用于获取监测模块发来的无人机无线电信号的频谱信息；
报警装置用于收到控制主机的报警信号后报警。
进一步地，所述监测模块包括多个监测天线，多个监测天线分别设置在无人机禁飞区域的不同位置，监测天线用于监测该监测天线的监测区域内的无人机无线电信号。
进一步地，所述反制模块包括反制主机、控制天线、卫星导航干扰发射机和多个频段干扰发射机，其中，反制主机用于接收控制中心的控制信号，并向控制天线、卫星导航干扰发射机和多个频段干扰发射机发送控制信号，所述控制天线用于向无人机发送控制信号以控制无人机，所述卫星导航干扰发射机用于发射卫星导航干扰信号干扰或阻断无人机的GPS信号，所述频段干扰发射机用于发射信道干扰信号干扰或阻断无人机的飞控信号、图传信号或其结合。
本发明应用在实际中的实施例如下：
本实施例对无人机监测部分的组成包括：测向天线+接收设备+PC+侦测软件，在本实施例中，测向天线即监测天线，接受设备即频谱仪，PC即控制主机，侦测软件采用目前市面上所用的V3系列无人机侦测系统。
本实施例通过测向天线和侦测主机接收无人机图传和遥控飞控的无线电信号，通过侦测软件做数据分析，及结合测向天线的方向，从而判定无人机的方向及大致位置，并通过报警装置发出声音和图像警告；
通过分析无线电的频谱仪特征，对比无人机频谱数据库分析无人机型号；
单点测向天线侦测系统，可判断无人机的来向及大致位置以及相对天线的俯仰角度；
通过多点测向天线侦测结合，每点测向天线测出来向，多点重叠区域，从而判定目标所在的区域。
目前V3系列无人机侦测系统，自动侦测42款无人机型号，并且可不断升级以增加所侦测无人机型号种类，并通过实时地图或插图高清图片实时显示无人机大致位置以及相对测试点的俯仰角度，无人机侦测半径距离2.5至3km，配套8扇区侦测天线，侦测方向精度4-5°，可选配16扇区侦测天线，提高侦测精度高达2-3°。
V3系列无人机侦测系统提供三屏侦测主机和单屏侦测主机配置，标配提供8扇区侦测天线，可升级为16扇区。搭配三屏侦测主机(9kHz-20GHz)+16扇区侦测天线（680MHz-6GHz)Aaronia DDS-Drone Detection System安诺尼无人机侦测系统，还包括三屏便携式RF监测指挥中心Real-Time RF Command Center/Spectrum Analyzer频率范围(9kHz -20GHz)，便携拖箱，16扇区IsoLOG 3D 160侦测天线，频率范围(680MHz-6GHz)，内置16扇区bypass amplifier直通放大器，精度高达2-3度，POE供电，重型三脚架和3mN型射频连接线。
本实施例对无人机反制系统组成包括反制主机和反制天线，反制天线即控制天线，工作原理通过反制控制主机发射无线电信号干扰无人机的飞控、图传或GPS信号，从而导致无人机失控、图传误码或GPS定位失败，从而达到反制无人机目的。无人机在失去信号时的应急状态，不同厂家的应急机制不同，状态会不一致，以大疆无人机为例：
1、无人机失控，但有GPS信号的情况下，如果设定了自动返航，将会自动上升到提前设定的返航高度，通过GPS信号返航到起飞地点自动降落；如果未设定自动返航，无人机将会悬停或缓降。
2、无人机飞控正常，GPS信号不正常，无人机将会进行手动模式操恐无人机，无人机姿态将会左右摆动，不稳定，但可以通过遥控器控制。
3、无人机失控，GPS信号也不正常的情况下，无人机将会失去控制，并且姿态左右摆动，或朝某方向直飞，或缓降，或直接坠毁。
无人机反制频率包括1.5GHz、2.4GHz和5.8GHz频段，反制包括驱离和迫降，通过反制远程控制不同的反射，根据不同的目的通过不同反制达到不同的作用。
反制主机采用标准4U机架式机箱，可装载移动机箱或车载移动使用，220V供电，自带开关切换，可通过RJ45远程控制干扰功能切换，专业散热导流设计，可长时间持续工作。
无人机干扰控制范围覆盖目前所有民用无人机遥控信号频率，民用无人机的遥控信号均使用2.4GHz和5.8GHz频段，主机内置单独两个频段的干扰发射机，可以有效的阻断目前所有的民用无人机的飞控信号；并且内置专业卫星导航干扰发射机，可以对美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的GALILEO以及中国的北斗卫星定位系统的信号进行有效的干扰阻断。可选择对目标进行驱离或迫降操作。根据现场环境及情况由操作者选择驱离或迫降工作模式，在人群密集或其它不便直接迫降的情况下，还可以将目标驱离到安全区域再随时实施迫降。
反制天线选用伺服反制天线，通过固定点或车载架设伺服反制天线，可远程控制反制天线360度旋转以及0-90度俯仰，结合无人机侦测系统侦测到非法入侵的无人机方向和角度，人工控制或系统自动反制伺服反制天线朝非法入侵方向，远程控制主机发射信号，从而达到反制功能。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的具体实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种无人机反制方法，其特征在于，包括： 在无人机禁飞区域设置监测模块和反制模块； 监测模块监测到无人机无线电信号后，将无人机无线电信号发送给控制中心； 控制中心收到无人机无线电信号后判断无人机型号及方位； 控制中心向反制模块发送指令对无人机进行干扰或控制。
2.根据权利要求1所述的无人机反制方法，其特征在于，在无人机禁飞区域设置监测模块和反制模块，包括： 在无人机禁飞区域设置多点监测模块和多点反制模块。
3.根据权利要求1所述的无人机反制方法，其特征在于，将无人机无线电信号发送给控制中心，包括： 将无人机无线电信号的频谱信息和信号强度信息发送给控制中心。
4.根据权利要求3所述的无人机反制方法，其特征在于，控制中心收到无人机无线电信号后判断无人机型号及方位，包括： 根据控制中心收录的无人机频谱数据库对比无人机无线电信号的频谱信息，得到无人机型号； 根据无人机无线电信号强度，以及该无人机无线电信号的监测模块位置判断无人机方位。
5.根据权利要求1所述的无人机反制方法，其特征在于，控制中心向反制模块发送指令对无人机进行控制之前，还包括： 控制中心判断无人机靠近或者进入无人机禁飞区域后，发出警报。
6.根据权利要求1所述的无人机反制方法，其特征在于，控制中心向反制模块发送指令对无人机进行干扰或控制，包括： 反制模块发射干扰信号对无人机进行干扰； 反制模块发射控制信号对无人机进行控制。
7.根据权利要求6所述的无人机反制方法，其特征在于，反制模块发射干扰信号对无人机进行干扰，包括： 反制模块发射信道干扰信号干扰或阻断无人机的飞控信号、图传信号或其结合； 反制模块发射卫星导航干扰信号干扰或阻断无人机的GPS信号。
8.一种无人机反制系统，其特征在于，包括监测模块、反制模块、控制中心和通讯模块，其中： 监测模块用于在禁飞区域监测无人机无线电信号； 反制模块用于对无人机发射干扰信号或控制信号； 控制中心用于收到监测模块的无人机无线电信号后判断无人机型号及方位，并向反制模块发送控制指令； 通讯模块用于实现监测模块与控制中心之间有线或无线通讯，以及用于实现控制中心与反制模块之间的有线或无线通讯。
9.根据权利要求8所述的无人机反制系统，其特征在于，所述控制中心包括控制主机、显示器、无人机频谱数据库、频谱仪和报警装置，其中： 控制主机搭载无人机监测软件，并收录有无人机频谱数据库，用于处理监测模块发送的无人机无线电信号，生成图像信号发送给显示器，生成报警信号发送给报警装置，生成控制信号发送给反制模块； 显示器用于显示无人机监测软件的可视化界面； 无人机频谱数据库用于保存多种无人机无线电信号的频谱信息； 频谱仪用于获取监测模块发来的无人机无线电信号的频谱信息； 报警装置用于收到控制主机的报警信号后报警。
10.根据权利要求8所述的无人机反制系统，其特征在于，所述监测模块包括多个监测天线，多个监测天线分别设置在无人机禁飞区域的不同位置，监测天线用于监测该监测天线的监测区域内的无人机无线电信号；优选地，所述反制模块包括反制主机、控制天线、卫星导航干扰发射机和多个频段干扰发射机，其中，反制主机用于接收控制中心的控制信号，并向控制天线、卫星导航干扰发射机和多个频段干扰发射机发送控制信号，所述控制天线用于向无人机发送控制信号以控制无人机，所述卫星导航干扰发射机用于发射卫星导航干扰信号干扰或阻断无人机的GPS信号，所述频段干扰发射机用于发射信道干扰信号干扰或阻断无人机的飞控信号、图传信号或其结合。
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