CN115426073A - 一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法及系统，通过地面射频探测模块对空中进行实时射频探测，根据空中是否存在未知射频信号，来确定是否启动地面雷达探测模块对空中进行实物探测，当所述地面射频探测模块探测到空中存在射频信号，且所述地面雷达探测模块探测到空中存在不明飞行物，则启动虚拟卫星信号发射模块发送虚拟卫星信号，以诱骗入侵无人机降落，或者发送射频干扰信号，迫使入侵无人机降落，本发明首先进行射频探测，再进行雷达探测，避免了单手段探测的准确率较低的问题，也避免了雷达的长时间应用，进而降低了整体的功耗。

Description

一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法及系统

技术领域

本申请涉及无人机反制领域，更具体地，涉及一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统。

背景技术

近几年来，相关技术的不断发展，以及相关政策支持推动着无人机生产公司的迅猛发展，各类功能丰富的消费级无人机越来越便宜、使用和操作也越来越简单，无人机迅速从军事用途扩展向民事用途，包括航拍、植保、救援、物流等工业和民用等各个方面。

但是，由于无人机的快速发展和广泛的应用也带来了各种各样的隐患， 例如公共安全、人身安全、个人隐私等，无人机的使用人数越来越多，且其 中部分使用者还缺乏自觉，致使无人机引起的事故不断发生。

为了解决上述问题，相关反无人机理论和技术研究也越来越收到重视，反无人机主要是利用技术手段对无人机进行监测甚至捕获或者驱离，其中包括通过探测的各种技术手段对无人机进行定位，跟踪，然后进行反制措施。其中探测手段包括：音频探测、视频探测、热探测、雷达探测和射频被动探测等方法。音频探测受周围环境噪音横向大，探测效果不佳；视频探测则是根据无人机视频图像特征来检测无人机，但是实际应用中很难将无人机和飞行中的鸟类、气球等严格区分开来，且容易收到环境中障碍物的遮挡；热探测主要利用红外探测的方式，但是该方法很难对无人机这种热辐射特征不明显的目标进行探测，且受环境的热辐射影响比较大；雷达的探测主要是利用雷达信号的回波来探测目标，但是针对无人机这种低空慢速飞行的小目标，由于雷达信号的有效反射面积很小，使得雷达很难收到无人机返回的雷达信号；射频探测探测的是无人机通信时的无线信号，但是探测范围相对较小。

发明内容

本发明提供一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，用于解决现有技术中，对入侵无人机实施先行探测过程中，单独探测设备探测不精准或者耗能大的问题。

所述方法包括：

通过地面射频探测模块对空中进行实时射频探测，根据空中是否存在未知射频信号，来确定是否启动地面雷达探测模块对空中进行实物探测；

当所述地面射频探测模块探测到空中存在射频信号，且所述地面雷达探测模块探测到空中存在不明飞行物，则启动虚拟卫星信号发射模块发送虚拟卫星信号，以诱骗入侵无人机降落；

通过地面射频探测模块，对空中进行探测，在发现射频信号后，通过地面雷达探测模块对空中进行探测，二者相结合，同时确定空中具有射频信号和不明飞行物，以此确定空中存在入侵无人机；二者使用过程中，通过地面射频探测模块，实时对空中的射频信号进行探测，在发现未知射频信号后，再启动地面雷达探测模块，避免了长时间启动地面雷达探测模块的高耗能问题。

在本申请的一些实施例中，为了及时确定入侵无人机的所在方位，通过可视化上位机来对总探测区域进行确定，并将总探测区域划分为若干子探测区域，进而能够更加精准的定位入侵无人机的所在位置，并且，避免了地面雷达探测模块的无效启动，进一步节省了能耗；

当入侵无人机进入总探测区域时，所述地面射频探测模块根据入侵无人机发射的射频信号强弱来确定入侵无人机所属的子探测区域；

在发现入侵无人机的子探测区域通过地面射频干扰模块发射射频干扰信号，迫使入侵无人机无法正常接收遥控设备发送的射频信号。

在本申请的一些实施例中，为解决地面射频干扰模块的指向性存在偏差，射频干扰效果较差，或者采用移动式的地面射频干扰模块存在移动速度较慢等的问题，设置追踪无人机，通过追踪无人机对入侵无人机进行精准性的射频干扰，即：

根据所述地面射频探测模块和所述地面雷达探测模块对入侵无人机的位置和高度进行确定；

根据入侵无人机的位置和高度驱动追踪无人机对入侵无人机进行追踪，并通过追踪无人机的机载射频干扰模块对入侵无人机进行射频干扰。

在本申请的一些实施例中，为了保证可视化上位机的显示屏能够展示更加精准易读的信息，通过地面定位模块来对总探测区域和子探测区域进行定位，并配合大地坐标系对总探测区域和子探测区域进行校准，并将校准好的地图和标志坐标展示在可视化上位机的显示屏上。

在本申请的一些实施例中，为了避免虚拟卫星信号发射模块发出的虚拟卫星信号无章可循，进而不便于引导入侵无人机迫降，采取的方案是根据预设规则对定位模块的定位信号进行改编，生成虚拟卫星信号，并经由虚拟卫星信号发射模块发出。

在本申请的一些实施例中，为了避免追踪无人机受到虚拟卫星信号的干扰，追踪无人机机根据虚拟卫星信号预设规则进行解码，确定自己所处真实方位。

一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统，包括可视化上位机、地面射频探测模块、地面雷达探测模块和虚拟卫星信号发射模块；

所述可视化上位机，用于预设总探测区域，接收到所述地面射频探测模块或地面雷达探测模块发送的探测信息后和预设总探测区域进行比对，若探测到位点处于总探测区域内，则进行入侵无人机判断；

所述地面射频探测模块，用于探测空中的射频信号，并将探测信息发送给所述可视化上位机；

所述地面雷达探测模块，用于探测空中的实物，若接收到所述地面射频探测模块发现的未知射频信号，则启动对空中的实物的探测，并将探测信息发送给所述可视化上位机；

所述虚拟卫星信号发射模块，用于发射虚拟卫星信号，当接收到所述可视化上位机的确定信号时，发射虚拟卫星信号。

在本申请的一些实施例中，对可视化上位机展示的位置等信息可能不够精准的问题进行了改进，所述可视化上位机能对总探测区域进行进一步划分成若干子探测区域。

在本申请的一些实施例中，为了能够快速准确地干扰到入侵无人机的射频信号，所述系统还包括：

追踪无人机，用于追踪入侵无人机，所述追踪无人机上包括机载射频干扰模块和虚拟卫星信号解码模块；

所述虚拟卫星信号解码模块用于对虚拟卫星信号进行解码，以确定自身所在方位；

所述机载射频干扰模块，用于对入侵无人机发射射频干扰信号。

在本申请的一些实施例中，为了能够更加准确清晰的展示被探测区域的地形或位置等信息，所述系统还包括：

地面定位模块，用于接收卫星发送的定位信号，并将定位信号传输给所述可视化上位机；

所述可视化上位机对定位信号在地图上进行校准，并将对应总探测区的地图展现于所述可视化上位机的显示屏上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法的流程示意图；

图2为本发明一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

由于无人机的快速发展和广泛的应用也带来了各种各样的隐患，例如公 共安全、人身安全、个人隐私等，无人机的使用人数越来越多，且其中部分 使用者还缺乏自觉，致使无人机引起的事故不断发生。

为了避免上述有害事件的发生，设置一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，用于解决现有技术中，对入侵无人机实施先行探测过程中，单独探测设备探测不精准或者耗能大的问题。

如图1，所述方法包括：

通过地面射频探测模块对空中进行实时射频探测，根据空中是否存在未知射频信号，来确定是否启动地面雷达探测模块对空中进行实物探测；当所述地面射频探测模块探测到空中存在射频信号，且所述地面雷达探测模块探测到空中存在不明飞行物，则启动虚拟卫星信号发射模块发送虚拟卫星信号，以诱骗入侵无人机降落。

通过地面射频探测模块，对空中进行探测，在发现射频信号后，通过地面雷达探测模块对空中进行探测，二者相结合，同时确定空中具有射频信号和不明飞行物，以此确定空中存在入侵无人机；二者使用过程中，通过地面射频探测模块，实时对空中的射频信号进行探测，在发现未知射频信号后，再启动地面雷达探测模块，避免了长时间启动地面雷达探测模块的高耗能问题。

在本申请的一些实施例中，为了及时确定入侵无人机的所在方位，通过可视化上位机来对总探测区域进行确定，并将总探测区域划分为若干子探测区域，进而能够更加精准的定位入侵无人机的所在位置，并且，避免了地面雷达探测模块的无效启动，进一步节省了能耗。

当入侵无人机进入总探测区域时，所述地面射频探测模块根据入侵无人机发射的射频信号强弱来确定入侵无人机所属的子探测区域；在发现入侵无人机的子探测区域通过地面射频干扰模块发射射频干扰信号，迫使入侵无人机无法正常接收遥控设备发送的射频信号。

在本申请的一些实施例中，为解决地面射频干扰模块的指向性存在偏差，射频干扰效果较差，或者采用移动式的地面射频干扰模块存在移动速度较慢等的问题，设置追踪无人机，通过追踪无人机对入侵无人机进行精准性的射频干扰，即：

根据所述地面射频探测模块和所述地面雷达探测模块对入侵无人机的位置和高度进行确定；根据入侵无人机的位置和高度驱动追踪无人机对入侵无人机进行追踪，并通过追踪无人机的机载射频干扰模块对入侵无人机进行射频干扰。

在本申请的一些实施例中，为了保证可视化上位机的显示屏能够展示更加精准易读的信息，通过地面定位模块来对总探测区域和子探测区域进行定位，并配合大地坐标系对总探测区域和子探测区域进行校准，并将校准好的地图和标志坐标展示在可视化上位机的显示屏上。

在本申请的一些实施例中，为了避免虚拟卫星信号发射模块发出的虚拟卫星信号无章可循，进而不便于引导入侵无人机迫降，采取的方案是根据预设规则对定位模块的定位信号进行改编，生成虚拟卫星信号，并经由虚拟卫星信号发射模块发出。

在本申请的一些实施例中，为了避免追踪无人机受到虚拟卫星信号的干扰，追踪无人机机根据虚拟卫星信号预设规则进行解码，确定自己所处真实方位。

为了进一步解释本申请的技术方案，现结合具体的应用场景，对本申请的技术方案进行说明。

考虑到无人机的特性，无人机可以分为遥控类无人机和具有一定自行飞行寻址能力的无人机；其中遥控类无人机主要是依靠射频信号控制飞行，如果射频信号受到干扰，则会触发自身的保护降落功能，进行自行降落，对于这类无人机，以能够干扰器射频信号为主要的反制技术手段；对于具有一定自行飞行寻址能力的无人机，这类无人机主要是依靠卫星定位，通过预定路线飞行，如果卫星信号出现问题，则会触发保护降落功能，自行降落。基于上述原理，本申请的技术方案由如下具体实施方式进行说明，如图1。

步骤S101，预设总探测区域，确定探测范围。

步骤S102，判断空中是否有未知射频信号，若有，则执行S103，若没有继续执行本步骤。

步骤S103，判断空中是否有存在飞行物，若有，则判断有入侵无人机进入并执行S104，若没有则判断未知射频信号不是入侵无人机发出。

步骤S104，发出虚拟卫星信号，诱骗入侵无人机降落，若入侵无人机没有降落（可通过分析入侵无人机高度的变化来判断入侵无人机是否降落），则对无人机发射地面射频干扰信号，若入侵无人机仍旧没有降落，则执行S105。

步骤S105，启动追踪无人机，靠近入侵无人机，由追踪无人机发射射频干扰信号干扰入侵无人机降落。

为了便于工作人员及时发现入侵无人机的所在方位，在S101步骤中，可对总探测区域进一步划分，划分至若干子探测区域，子探测区域划分的多少，根据总探测区域的面积大小和对定位精准度的要求进行确定。

为了减少对雷达模块的性能要求，可以通过射频探测模块探测到的信号强弱来确定入侵无人机所述的子探测区域。

为了保证追踪无人机能够寻址到入侵无人机位置，在追踪无人机上设置虚拟卫星信号的解码模块（将真实卫星信号根据预设规则进行编译成虚拟卫星信号），根据预设规则对虚拟卫星信号进行解码，确定自身位置；追踪无人机内可设置机载雷达，待进入与入侵无人机同一子探测区域后，通过机载雷达确定入侵无人机的具体高度和位置，待追踪无人机靠近入侵无人机，发射射频干扰信号，迫使入侵无人机降落。

如图2，本申请实施例还提出了一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统，包括可视化上位机、地面射频探测模块、地面雷达探测模块和虚拟卫星信号发射模块。

其中，所述可视化上位机，用于预设总探测区域，接收到所述地面射频探测模块或地面雷达探测模块发送的探测信息后和预设总探测区域进行比对，若探测到位点处于总探测区域内，则进行入侵无人机判断。

其中，所述地面射频探测模块，用于探测空中的射频信号，并将探测信息发送给所述可视化上位机。

其中，所述地面雷达探测模块，用于探测空中的实物，若接收到所述地面射频探测模块发现的未知射频信号，则启动对空中的实物的探测，并将探测信息发送给所述可视化上位机。

其中，所述虚拟卫星信号发射模块，用于发射虚拟卫星信号，当接收到所述可视化上位机的确定信号时，发射虚拟卫星信号。

在本申请的一些实施例中，所述地面视频探测模块主要用于探测2.4G或者5G信号。

在本申请的一些实施例中，对可视化上位机展示的位置等信息可能不够精准的问题进行了改进，所述可视化上位机能对总探测区域进行进一步划分成若干子探测区域。

在本申请的一些实施例中，为了能够快速准确地干扰到入侵无人机的射频信号，所述系统还包括追踪无人机，用于追踪入侵无人机，所述追踪无人机上包括机载射频干扰模块和虚拟卫星信号解码模块。

所述虚拟卫星信号解码模块用于对虚拟卫星信号进行解码，以确定自身所在方位。

所述机载射频干扰模块，用于对入侵无人机发射射频干扰信号。

在本申请的一些实施例中，为了能够更加准确清晰的展示被探测区域的地形或位置等信息，所述系统还包括地面定位模块，用于接收卫星发送的定位信号，并将定位信号传输给所述可视化上位机。

所述可视化上位机对定位信号在地图上进行校准，并将对应总探测区的地图展现于所述可视化上位机的显示屏上。

为了能够实现上述各类模块的相互配合，本申请的一些实施例中，还设置有CPU处理模块、PCIE模块和FPGA基带信号生成模块。

其中，所述CPU处理模块，将北斗/GPS/GLONASS多频点坐标数据根据预设规则进行虚拟卫星信号编码。

在所述CPU处理模块接收到射频探测信号的发现未知射频信号的信号后，向地面雷达探测模块发送启动信号，所述地面雷达探测模块探测到入侵无人机后，将入侵无人机所在位置的数据发送给所述CPU处理模块，经由所述CPU处理模块计算，生成虚拟卫星信号，并经增益天线发射，此时所述CPU处理模块时刻监控雷达模块传输的位置数据，若侵入无人机的高度数据在预设时间内下降预设高度，则向所述可视化上位机发送信号，通知工作人员扣留落地的侵入无人机，若没有在预设时间内下降预设高度，则驱动追踪无人机启动，追踪无人机飞行至侵入无人机所在子探测区域，启动机载射频干扰模块，使侵入无人机无法正常接收遥控的射频信号，迫使其降落。

所述CPU处理模块通过所述PCIE模块将虚拟卫星数据传输给FPGA基带信号生成模块，通过FPGA基带信号生成模块对虚拟卫星数据进行扩频调制，实时生成中频卫星信号，通过多通道D/A模块，将所述FPGA基带生成的中频卫星信号分成多路输出，经变频模块，生成射频信号。

所述可视化上位机对总探测区域进行均匀划分，根据要总探测区域的水平面积进行划分，水平面积越大，则所划分的子探测区域也就越多，每个子探测区域均有其固定的编号，例如进行坐标划分，如（a,b），并将这一坐标与真实大地坐标进行绑定，并可将真实大地坐标标记于子探测区域的的坐标标记处，以更加清楚的让工作人员确定入侵无人机所在位置。

根据本申请的第一构思，通过所述可视化上位机，确定总探测区域，然后通过射频探测确定是否启动雷达探测，二者前后搭配，避免了雷达探测的高耗能问题，并且，解决了单独技术手段探测的精准性较差的问题。

根据本申请的第二构思，通过发送虚拟卫星信号，使入侵无人机无法辨别自己所在方位，进而诱骗其降落。

根据本申请的第三构思，通过发送射频干扰信号，是入侵无人机无法正常和遥控相互传递射频信号，进而迫使无人机自行降落。

根据本申请的第四构思，通过启动追踪无人机，靠近追踪无人机，定向发送射频干扰信号，迫使入侵无人机降落。

根据本申请的第五构思，对总探测区域进行进一步划分，划分为若干个子探测区域，以便于工作人员确定入侵无人机所在位置。

本申请通过对侵入无人机进行实时的主动射频信号探测，确定探测区域是否有无人机侵入，在发现无人机侵入后，再启动雷达模块对无人机的位置和高度进行探测，既避免了实时通过雷达模块探测的高耗能问题，还避免了雷达探测模块无法区分飞行活体而导致的频繁警戒问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，其特征在于，包括：

通过地面射频探测模块对空中进行实时射频探测，根据空中是否存在未知射频信号，来确定是否启动地面雷达探测模块对空中进行实物探测；

当所述地面射频探测模块探测到空中存在射频信号，且所述地面雷达探测模块探测到空中存在不明飞行物，则启动虚拟卫星信号发射模块发送虚拟卫星信号，以诱骗入侵无人机降落。

2.根据权利要求1所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，其特征在于，

通过可视化上位机来对总探测区域进行确定，并将总探测区域划分为若干子探测区域；

当入侵无人机进入总探测区域时，所述地面射频探测模块根据入侵无人机发射的射频信号强弱来确定入侵无人机所属的子探测区域；

在发现入侵无人机的子探测区域通过地面射频干扰模块发射射频干扰信号，迫使入侵无人机无法正常接收遥控设备发送的射频信号。

3.根据权利要求2所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，其特征在于，

根据所述地面射频探测模块和所述地面雷达探测模块对入侵无人机的位置和高度进行确定；

根据入侵无人机的位置和高度驱动追踪无人机对入侵无人机进行追踪，并通过追踪无人机的机载射频干扰模块对入侵无人机进行射频干扰。

4.根据权利要求3所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，其特征在于，

通过地面定位模块来对总探测区域和子探测区域进行定位，并配合大地坐标系对总探测区域和子探测区域进行校准，并将校准好的地图和标志坐标展示在可视化上位机的显示屏上。

5.根据权利要求4所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，其特征在于，

根据预设规则对定位模块的定位信号进行改编，生成虚拟卫星信号，并经由虚拟卫星信号发射模块发出。

6.根据权利要求5所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗方法，其特征在于，

追踪无人机机根据虚拟卫星信号预设规则进行解码，确定自己所处真实方位。

7.一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统，其特征在于，包括可视化上位机、地面射频探测模块、地面雷达探测模块和虚拟卫星信号发射模块；

所述可视化上位机，用于预设总探测区域，接收到所述地面射频探测模块或地面雷达探测模块发送的探测信息后和预设总探测区域进行比对，若探测到位点处于总探测区域内，则进行入侵无人机判断；

所述地面射频探测模块，用于探测空中的射频信号，并将探测信息发送给所述可视化上位机；

所述地面雷达探测模块，用于探测空中的实物，若接收到所述地面射频探测模块发现的未知射频信号，则启动对空中的实物的探测，并将探测信息发送给所述可视化上位机；

所述虚拟卫星信号发射模块，用于发射虚拟卫星信号，当接收到所述可视化上位机的确定信号时，发射虚拟卫星信号。

8.根据权利要求7所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统，其特征在于，

所述可视化上位机能对总探测区域进行进一步划分成若干子探测区域。

9.根据权利要求8所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统，其特征在于，还包括：

追踪无人机，用于追踪入侵无人机，所述追踪无人机上包括机载射频干扰模块和虚拟卫星信号解码模块；

所述虚拟卫星信号解码模块用于对虚拟卫星信号进行解码，以确定自身所在方位；

所述机载射频干扰模块，用于对入侵无人机发射射频干扰信号。

10.根据权利要求9所述的一种无人机主、被动探测相结合的无人机诱骗系统，其特征在于，还包括：

地面定位模块，用于接收卫星发送的定位信号，并将定位信号传输给所述可视化上位机；

所述可视化上位机对定位信号在地图上进行校准，并将对应总探测区的地图展现于所述可视化上位机的显示屏上。

Images