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针对民用小型无人机的干扰与反制技术研究

2021-09-10司广莉

科学与生活 2021年13期
关键词:小型民用无人机

司广莉

摘要: 随着国内私人无人机消费市场的快速发展,在给现代人带去方便的与此同时,还暴露出一系列公共安全隐患,迫切需要给出可行的民用无人机控制设计方案,电磁干扰属私用。它们是无人机响应系统的组成部分。该文依据民用无人机系统的属性,讨论对于无人机导航定位系统及传输网通信系统的欺骗性及威慑性干扰。

关键词:民用;小型;无人机;干扰反制技术

一、民用小型无人机的用途和干扰反制技术应用

1.民用小型无人机应用发展

我们正好身处于民用小型自动无人机制造行业技术发展迅速爆发的前夜。因为智能无人机具备效率高、体形少、续航飞行时间较长、节约资源等等几大特性,现阶段已快速应由传统式军事航空领域逐渐发展到民用航空领域,在普通快递航空物流配送、环保品质监控、航拍航空测绘、巡逻巡检、农牧业等领域也已具有广泛的商业应用发展前景。若无人机通信系统发生通信异常失败或者飞机数量过多时则发生空中交通碰撞甚至爆炸会严重威胁运送到美国民航局的飞机。而是现阶段,有特定选择地也会闯入中小型职业体育竞技联赛及公共体育活动的大型无人机,其安全危害已被初步证明。

2.民用小型无人机干扰发展技术的应用

针对小型击落无人机黑飞机的现象,国内一般都会采用直接进行击落的解决方式。但是,简单的被击落不但容易导致发生重大环境污染和交通安全事故,而且不仅有利于我国无人机应用市场的健康稳定发展。在美国,规定如果居民本身无权擅自击落任何无人机,哪怕是居民有攻击入侵者的嫌疑,因为居民坠机也有可能严重危害国家地面安全。英国2016年coi4反攻击无人机使用信息安全中心在该项目重点领域关注于反无人机使用可能直接引起的危险诸如发生恐怖活动、袭击恐怖事件、抗议、隐私权受侵害、违禁物品以及交通运输危险等相关使用安全问题。在荷蘭,警察部队正在训练警察老鹰如何来回和捕获大型无人机。在日本,大批的小型无人机将被用于快速捕获小型无人机。而相比之下,采用对抗电磁干扰应用技术无疑是应用成本最低的解决方法,尤其特别是在民用无人领域,通过采用调频无线通信、导航卫星定位等多种对抗电磁干扰应用技术,捕获小型民用无人机数据是主要发展趋势。

二、民用小型无人机干扰反制技术原理

1.小型无人机测控通信系统原理

无人机自动测控数据通信控制系统主要是指依托测控数据无线传输以及链路应用来直接完成对大型无人机的自动控制、跟踪以及精确定位。测控控制系统主要功能包括两个部分:一是大型无人机下行数据链接线路实时通信传输系统,主要专门负责实时传输飞机上行数据控制链路信号和传输下行数据图像回传控制信号; 二是中小型无人机自己导航自动定位系统,主要专门机构负责自己导航定位以及现场导航。扩展宽带频谱信号通信控制系统的工作原理主要是将待接收传输视频信息用宽带扩频信号编码进行调制,将宽带频谱信号扩展后在连接宽带的信道中进行传输,接收端可以使用与宽带发射端信号同步的宽带扩频器编码解扩频后恢复到的原始数据。该类测量系统抗干扰强,会在同一频带中与此同时测量保持多个通信装置的独立性,独立性低,隐秘性难,测量精准。导航系统定位器的原理主要是基于gps来对系统的直接进行序列化的扩频。

2.无人机干扰反制技术原理

应该对于大型移动无人机信号展开调频干扰信号反制甚至于干扰控制,就要对于大型无人机接入传输网路的信号状态展开特征分析,进行手机信号调频采集、信号运行时频率等特征分析,针对小型无人机进行调频信号通信不能有意识地躲避手机信号反制干扰的异常行为需要采用信号反制干扰技术。我们已清晰知晓,跳频同步速度会越快,跳频数据带宽会越厚,抗干扰能力会越强,但是跳频速度会越快,同步跳频使用性能便能上升会越多。而且,我国对大型无人机使用跳频器的带宽也仍然有着明显的技术限制。根据此种跳频宽带通信,可以考虑采纳跳频输出功率很大而是选用成本较低的宽带堵塞信道干扰,包括固定的宽带阻塞干扰、部分固定频带上的阻塞载波干扰、梳状频带阻塞等等干扰,在不需要知道整个跳频频率变化时候也可以考虑采用多频连续的载波阻塞干扰。在多次掳获干扰信号之后,还认为可以同时采用其他跟踪手段干扰。由于在电磁干扰中所需需要花费付出的能量功率较大,因此,在不同干扰环境下我们应该分别选择不同的电磁干扰抑制技术。

3.无人机导航系统干扰反制原理

由于目前国际市场上的小型遥控无人机都有的是采用gps自动定位,因此,只要敌机反制它的gps定位信号,就一定可以成功劫持其敌机飞行时的路线。比如,通过利用gps压制信号干扰以强制大功率方式扰乱大型gps接收信号,或者通过利用gps欺骗压制干扰手段让大型无人机通过接收信号系统无法进行错误计算。但是,欺骗电磁干扰系统需要的技术成本相对较高,实施技术难度较大。

三、无人机劫持技术的应用

本文观点认为,针对民用小型监控无人机的应用环境,应该通过大力发展小型无人机安全劫持监控技术,利用手机智能监控技术迅速夺取小型无人机的安全控制权。目前,国家正在要求手机厂商主动提供射频无人机配置信息,需要时,就厂商可以轻松通过根据手机硬件配置信息自动确定一个射频劫持频段,然后通过手机控制射频逻辑自动追踪射频来快速实现射频劫持。比如,在一个建筑物周围设置采用万能射频温度传感器可以设置射频屏障,采用万能射频遥控器可以实施射频劫持。未来,随着移动智能网络技术的广泛应用,在智能网络应用环境中自动追踪、干扰和自动反制使用无人机发送信号越来越可能成为一种可能。这将成为是一个国家重点课题研究的新方向。

结束语

无人机在未来必然也会有着广泛的技术发展性和前途。要尽快实现我国无人机应用市场的健康稳定发展,就要加快研发出抗干扰自动反制系统技术。而移动干扰对抗反制系统技术的一个关键部分就是移动通信控制系统的干扰对抗性反制技术。

参考文献:

[1]丁凯.基于Simulink的跟踪干扰对跳频通信的影响[J].通信电源技术,2016,(3).

[2]彭巍,郝威,陈德志.跳频通信主要干扰模式及抗干扰方法研究[J].船电技术,2013,(3).

[3]管维伟,祝前旺,徐建忠.基于信干比方程的无人机数据链抗干扰分析[J].舰船电子工程,2013,(1).

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