CN109471133A - 一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术 - Google Patents

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段章山
王徐华
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Abstract

本发明公开了一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，包括真实GNSS信号的接收、伪GNSS信号的生成、伪GNSS信号的发送和入侵无人机的驯服；本发明相比接触捕获、压制干扰、激光击落等方式的反无人机系统，采用了独特的欺骗式工作原理，通过发射低功率欺骗信号对黑飞无人机进行驱离、防御或迫降，具有对周边电子设备影响小、对人体没有辐射伤害、捕获过程不会误伤人员、不会造成不良社会影响；本发明通过发射一个比真实信号强10dB以上的欺骗GNSS信号对黑飞无人机进行驱离、防御或迫降，从效率、成本、安全等方面对比更加高效实用、经济环保，并可根据综合环境及保护区域大小调节输出欺骗信号的强度，可保证保护区域以外的其他导航系统不受干扰。

Description

一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，具体是一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术。
背景技术
由于无人机成本低廉、操作方便、功能强大、容易获取，易形成“黑飞”。通常这些无人机由于飞行速度较慢，体积小、飞行高度低，导致雷达反射截面积小，不易被发现和拦截。某些无资质、未经审批的个人和组织利用无人机进行飞行活动也易对国家社会、空中航道、重点目标、大型活动等造成严重安全威胁。更为严重的是，一些不法分子可利用无人机携带炸药、相机、毒品等，对诸如监狱、机场、核设施、军用设施基地、边境等重要区域造成极大安全隐患，严重危及国家和社会公共安全。因此，反无人机系统应运而生。目前，反无人机系统主要分为物理打击、强压制干扰和欺骗式诱导三种。
物理空中打击费用较高、准确度低，容易形成碎片，对地面人群可能造成伤害。使用强电磁脉冲对无人机进行压制扰乱，使无人机失控，自动返航，或者坠落，这种强电磁信号极易干扰市民正常生活，另外失控的无人机也易造成二次伤害。最有效的方式是采用全球导航卫星系统(GNSS)欺骗的功能。通过GNSS欺骗将无人机诱骗到指定位置，之后再进行各种针对性处理，不但可以增强处理的效果，同时可以有效降低处置带来的民众影响，可谓是最佳的无人机反制方案。
目前，桂林电子科技大学研制的产品仅能够生成GPS星座的欺骗信号，能够实现对GPS单模导航系统的欺骗，但是现在主流的无人机都升级到GPS、GLONASS双模导航，产品受限很大，不能适应无人机卫星导航欺骗的实际需求，为此我们推出了一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术。
发明内容
1.需要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，在短时间内实现对GPS单模导航系统，以及GPS、GLONASS、北斗(BD)三模导航的无缝欺骗，同时不会对人体、电子设备以及其他导航系统造成伤害和干扰。
2.技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，包括如下步骤：
步骤1，无人机和欺骗系统接收由GNSS星座生成的真实GNSS信号；
步骤2，所述欺骗系统更新同步所述真实GNSS信号；
步骤3，所述欺骗系统初始化欺骗配置，生成伪GNSS信号；
步骤4，所述欺骗系统大功率发送所述伪GNSS信号，侵入所述无人机的GNSS接收终端；
步骤5，所述伪GNSS信号驯服所述无人机时钟，所述无人机捕获、跟踪所述伪GNSS信号，完成所述入侵无人机欺骗。
优选的是，所述欺骗系统由仿真模块、中频信号处理模块和射频模块组成；所述仿真模块通过CPCI端口将仿真得到的数据传给所述中频信号处理模块，合成模拟中频信号；所述模拟中频信号通过所述射频模块变频到相应导航卫星信号的射频段并发射出去。
优选的是，所述射频模块由RF合成器、主控器、正交调制器、电阻网络和数字可调衰减器组成；
优选的是，所述RF合成器型号为Si4133，其RF输出为55MHz至13GHz。
优选的是，所述可调衰减器型号为HMC624LP4，其增益控制范围为0.5dB至31.5dB。
优选的是，所述电阻网络由并联连接的四个120欧的电阻和串联连接的两个100欧的电阻组成。
优选的是，步骤3中，所述仿真模块初始化欺骗配置，并生成所述伪GNSS信号。
优选的是，步骤1中，所述GNSS星座由GPS星座、GLONASS星座和BD星座组成。
优选的是，所述GPS星座由32颗GPS卫星组成，所述GLONASS星座由24颗GLONASS卫星组成。
优选的是，所述伪GNSS信号强度比所述真实GNSS信号强度大10dB。
3.有益效果
综上所述，本发明的有益效果在于：
(1)本发明相比接触捕获、压制干扰、激光击落等方式的反无人机系统，采用了独特的欺骗式工作原理，通过发射低功率欺骗信号对黑飞无人机进行驱离、防御或迫降，具有对周边电子设备影响小、对人体没有辐射伤害、捕获过程不会误伤人员、不会造成不良社会影响、可全天候24小时连续防御等独特优势；
(2)本发明通过发射一个比真实信号强10dB以上的欺骗GNSS信号对黑飞无人机进行驱离、防御或迫降，从效率、成本、安全等方面对比更加高效实用、经济环保，并可根据综合环境及保护区域大小调节输出欺骗信号的强度，可保证保护区域以外的其他导航系统不受干扰。
附图说明
图1为一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术的实施步骤图。
图2为实施例的防护区域示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅附图1所示，一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，包括如下步骤：
步骤1，无人机和欺骗系统接收由GNSS星座生成的真实GNSS信号；
步骤2，所述欺骗系统更新同步所述真实GNSS信号；
步骤3，所述欺骗系统初始化欺骗配置，生成伪GNSS信号；
步骤4，所述欺骗系统大功率发送所述伪GNSS信号，侵入所述无人机的GNSS接收终端；
步骤5，所述伪GNSS信号驯服所述无人机时钟，所述无人机捕获、跟踪所述伪GNSS信号，完成所述入侵无人机欺骗。
优选的是，所述GNSS星座由GPS星座、GLONASS星座和BD星座组成。
优选的是，所述GPS星座由32颗GPS卫星组成，所述GLONASS星座由24颗GLONASS卫星组成。
优选的是，所述伪GNSS信号强度比所述真实GNSS信号强度大10dB。
所述欺骗系统由仿真模块、中频信号处理模块和射频模块组成；所述仿真模块通过CPCI端口将仿真得到的数据传给所述中频信号处理模块，合成模拟中频信号；所述模拟中频信号通过所述射频模块变频到相应导航卫星信号的射频段并发射出去。
所述仿真模块运行于Win7系统下，基于VC++6.0软件开发环境开发，用于数字计算，包括导航电文产生、载体轨迹生成、传播环境仿真和各种控制字的计算等，并通过CPCI端口将计算所得数据传给中频信号处理模块。
所述中频信号处理模块是一块独立的CPCI中频信号扩展卡，用于接收仿真模块的计算信息并最终合成模拟中频信号，由高速数字信号处理器TMS320C6416T、超大规模现场可编程逻辑门阵列XC4VLX60和50MHz高稳定度恒温晶体振荡器为核心，辅以非易失NORFALSH存储DSP和FPGA二进制程序数据、AD9777实现高速数模转换、TC1-1T和LNA实现差分模拟电流信号到模拟电压信号的转换、高精度多路时钟缓冲器实现基准时钟分配。
所述射频模块由RF合成器、微控器、正交调制器、电阻网络、数字可调衰减器组成，实现模拟中频信号上变频到相应导航卫星信号的射频段，并最终通过发射天线发射出去。
优选的是，所述RF合成器型号为Si4133，其RF输出为55MHz至13GHz；所述可调衰减器型号为HMC624LP4，其增益控制范围为0.5dB至31.5dB；所述电阻网络由并联连接的四个120欧的电阻和串联连接的两个100欧的电阻组成。
实施例：上海某养殖场定向驱离无人机
1.需求分析
区域大小：防护核心区域5000亩规则区域，预警探测驱离区域为半径3000m的圆形区域。预警处置距离不小于2000m，如附图2所示。
2.防护目标
将本发明的欺骗系统与国内外同类产品均配置在驱离区域，对常见民用无人机等低慢小飞行器进行驱离(依靠卫星导航系统增稳、巡航)。
3.本方案的实施方式
根据净空情况合理架高布置，将卫星导航欺骗系统配置于防护区域边缘，利用所述欺骗系统，配置定向天线，将欺骗驱离速度投射到目标区域，进入预警处置区域的无人机被定向驱离，实现了对驱离区域的防护。
4.结果比较
通过与国内外同类产品的比较，得到下表：
结果表明，本发明的欺骗方法各项数据均优于国内外同类产品的欺骗方法。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，无人机和欺骗系统接收由GNSS星座生成的真实GNSS信号；
步骤2，所述欺骗系统更新同步所述真实GNSS信号；
步骤3，所述欺骗系统初始化欺骗配置，生成伪GNSS信号；
步骤4，所述欺骗系统大功率发送所述伪GNSS信号，侵入所述无人机的GNSS接收终端；
步骤5，所述伪GNSS信号驯服所述无人机时钟，所述无人机捕获、跟踪所述伪GNSS信号，完成所述入侵无人机欺骗。
2.根据权利要求1所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：所述欺骗系统由仿真模块、中频信号处理模块和射频模块组成；所述仿真模块通过CPCI端口将仿真得到的数据传给所述中频信号处理模块，合成模拟中频信号；所述模拟中频信号通过所述射频模块变频到相应导航卫星信号的射频段并发射出去。
3.根据权利要求2所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：所述射频模块由RF合成器、主控器、正交调制器、电阻网络和数字可调衰减器组成。
4.根据权利要求4所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：所述RF合成器型号为Si4133，其RF输出为55MHz至13GHz。
5.根据权利要求4所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：所述可调衰减器型号为HMC624LP4，其增益控制范围为0.5dB至31.5dB。
6.根据权利要求4所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：所述电阻网络由并联连接的四个120欧的电阻和串联连接的两个100欧的电阻组成。
7.根据权利要求2所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：步骤3中，所述仿真模块初始化欺骗配置，并生成所述伪GNSS信号。
8.根据权利要求1所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：步骤1中，所述GNSS星座由GPS星座、GLONASS星座和BD星座组成。
9.根据权利要求2所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：所述GPS星座由32颗GPS卫星组成，所述GLONASS星座由24颗GLONASS卫星组成。
10.根据权利要求1所述的一种无缝侵入无人机导航系统的欺骗技术，其特征在于：步骤4中，所述伪GNSS信号强度比所述真实GNSS信号强度大10dB。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112596079A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 四川九洲电器集团有限责任公司 一种目标飞行器的导航闭环欺骗方法及系统
CN112904379A (zh) * 2021-01-28 2021-06-04 中国民航大学 一种基于轨迹的gnss诱导式欺骗干扰数据产生方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102662187A (zh) * 2012-05-16 2012-09-12 山东大学 一种多模组合导航防诱骗装置及其工作方法
CN108333600A (zh) * 2018-02-09 2018-07-27 桂林电子科技大学 一种共存式无人机导航诱骗系统及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102662187A (zh) * 2012-05-16 2012-09-12 山东大学 一种多模组合导航防诱骗装置及其工作方法
CN108333600A (zh) * 2018-02-09 2018-07-27 桂林电子科技大学 一种共存式无人机导航诱骗系统及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112596079A (zh) * 2020-12-22 2021-04-02 四川九洲电器集团有限责任公司 一种目标飞行器的导航闭环欺骗方法及系统
CN112596079B (zh) * 2020-12-22 2022-02-01 四川九洲电器集团有限责任公司 一种目标飞行器的导航闭环欺骗方法及系统
CN112904379A (zh) * 2021-01-28 2021-06-04 中国民航大学 一种基于轨迹的gnss诱导式欺骗干扰数据产生方法
CN112904379B (zh) * 2021-01-28 2022-09-23 中国民航大学 一种基于轨迹的gnss诱导式欺骗干扰数据产生方法

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