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無人機幹擾和反幹擾的原理分析

2019-12-26

  眾所周知,無人駕駛飛行器通常由全球定位係統信號定位。全球定位係統依靠中軌道衛星。一般來說,信號通過數萬公裏到達地球表麵,已經非常微弱。因此,當無人機靠近防禦者時,幹擾全球定位係統信號相對容易。如果你想欺騙它,你需要用更複雜的方法模擬全球定位係統衛星,這將更加困難。


  目前,無人機的控製大多采用無線電通信技術。通過向目標無人機發射大功率幹擾信號並抑製控製信號,無人機可以被迫自行著陸或返回。


  美國正在使用這一原則。這把槍的槍架上安裝了一個電子幹擾機。一旦扣動扳機,幹擾機將向無人機發送一個全波段幹擾信號,使無人機脫離操作者的控製,自動降落在地麵上,而不接收控製信號。


  一旦無人機的信號處於混亂狀態,它通常有三種選擇:落地、回到操作者身邊或穩定降落。這種步槍的有效射程為500至2000米。


  目前,在正常情況下,絕大多數消費者無人機更喜歡使用全球定位係統導航進行飛行控製,而民用全球定位係統信號未加密,留下了使用空間。


    GPS欺騙的主要原理是向無人機的控製係統發送錯誤的地理坐標,從而控製導航係統並誘導無人機飛向錯誤的地方。全球定位係統信號可以由一個發生器產生,也可以預先錄製,然後回放。由於無人機接收的全球定位係統信號總是基於信號強的信號源,地麵上的人工全球定位係統信號隻要強度足夠大,就可以覆蓋從太空發射的真實全球定位係統信號,從而欺騙了無人機的全球定位係統接收模塊。


  目前,所有國家都在核心地區設立了禁飛區。許多無人機製造商已經將它們安裝在無人機的內置固件中。無人機不能在禁飛區起飛,即使到達禁飛區也會自動著陸。因此,隻要地麵人造全球定位係統信號將地理位置模擬為禁飛區的坐標,無人機就可以被迫自己著陸。


  目前無人飛行器使用的控製信號大多在1.2千兆赫、2.4千兆赫和5.8千兆赫等常規民用頻段,隨著Arduino和草莓派等開源硬件的快速發展和軟件無線電(SDR)技術的普及,普通愛好者也可以使用從網絡上購買的硬件和從論壇上獲得的軟件源代碼模擬遙控器向無人飛行器發送控製信號,並覆蓋來自真實遙控器的信號,從而獲得對無人飛行器的控製。


  許多無人駕駛飛行器直接使用無線網絡進行交互,以方便用戶使用手機和平板電腦等移動設備。這樣,一些已經在互聯網上成熟的黑客技術可以直接應用到無人機上。


  例如,進入控製係統可以通過無人機控製係統中的開放端口或密碼猜測來控製無人機。開發“薩米蠕蟲病毒”的傳奇黑客薩米·卡姆卡(Samy Kamkar)利用這一原理編寫了一款名為“SkyJack”的軟件,用於劫持無人駕駛飛行器。該軟件安裝在特殊配置的無人飛行器上。天空傑克(SkyJack)在空中飛行,搜索無線範圍內的其他無人飛行器,然後入侵無人飛行器並獲得控製權。


  從事反無人機行業應用的專業人士表示,目前反無人機技術在中國仍處於探索階段。無線電劫持技術由於各種無人機製造商對無線電信號的加密而難以實現,而黑客技術由於門檻高而難以商業化,因此目前的技術主要采用幹擾阻斷。


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