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無人機容易被幹擾的原理分析

2020-11-03

  該設備由手持主機和電池組組成。手持主機是三頻段發射機和天線的一體化設計,可以同時產生2.4GHz/5.8GHz頻段的無人機飛控幹擾信號和衛星定位幹擾信號。通過阻斷無人機的上行飛控信道和衛星定位信道,會丟失其飛控指令和衛星定位信息,使其無法正常飛行。根據無人機的設計,它會產生返回、著陸和


  在攻防情況下,無人機的操作人員與需要設防的敏感區域通常有一定的距離。無人機從操作者附近起飛,然後逐漸飛向設防區域。當無人機到達設防區附近並能進行有效偵察或破壞活動時,無人機與設防區的距離通常比無人機與操作者的距離近得多。


  在上述情況下,運營商發送的所有上行信號(從地麵到無人機)都會因距離較遠而變弱。同樣的功率,因為防禦者離無人機更近,信號會比操作者更強。防禦者也會收到比操縱者更強的下行信號。而防禦下行信號的目標是操作者收不到,無人機與操作者的距離和防禦者與操作者的距離差不多。所以下行信號的阻斷並沒有利用地形。


  從以上分析可以看出,幹擾上行信號更有利。恰好上行信號通常是遙控信號,直接關係到無人機的控製。如果上行信號受到幹擾,無人機將失去即時控製,隻能按照程序預設的步驟運行(通常是著陸或懸停)。下行信號主要是遙測和圖像,雖然可能有敏感信息,但不如控製信號重要。此外,上防帝國在這種情況下並不占優勢,通常對下行信號采取自由放任的態度。


  GPS依靠中軌衛星。一般來說,信號在幾萬公裏後到達地表,已經很弱了。因此,無人機靠近防守方時,相對容易受到GPS信號的幹擾。如果你想欺騙它,你需要用更複雜的手段來模擬GPS衛星,難度會大得多。


  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,可以迫使無人機自行著陸或返回家園。


  美國利用了這一原則。在這種槍中,電子幹擾機安裝在步槍的框架上。一旦扣動扳機,幹擾器就會向無人機發出全波段幹擾信號,使無人機脫離操作者的控製,在沒有收到控製信號的情況下自動降落在地麵。


  無人機的信號一旦處於混沌狀態,通常有三種選擇:落地、返回操作者或平穩下降。這種步槍的有效射程為500-2000米。


  目前一般情況下,大部分消費級無人機會偏向於GPS導航進行飛行控製,而民用GPS信號是不加密的,這就留下了利用的空間。


  GPS欺騙的主要原理是向無人機的控製係統發送虛假的地理坐標,從而控製導航係統,誘使無人機飛向錯誤的地方。GPS信號可以由一個發生器產生,也可以預先記錄,然後重放。由於無人機接收到的GPS信號總是基於信號強的信號源,地麵的人工GPS信號隻要強度足夠強,就可以覆蓋從太空傳來的真實GPS信號,從而欺騙了無人機的GPS接收模塊。


  目前每個國家都在核心區域設立了禁飛區,很多無人機廠商都在無人機的內置固件中設置了禁飛區。在禁飛區,無人機無法起飛,即使到達禁飛區,也會自動降落。因此,隻要地麵上的人工GPS信號模擬地理位置作為禁飛區的坐標,無人機就可以自行迫降。


  目前無人機使用的控製信號多在1.2GHz、2.4GHz、5.8GHz等常規民用頻段,隨著Arduino、rubber Pi等開源硬件的快速發展和SDR技術的普及,普通愛好者也可以利用從網絡上購買的硬件和從論壇獲得的軟件源代碼模擬遙控器向無人機發送控製信號,覆蓋真實遙控器的信號,從而獲得對無人機的控製。


  很多無人機為了方便用戶使用手機、平板電腦等移動設備,直接使用Wi-Fi進行交互。這樣一些在互聯網上已經成熟的黑客技術就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。開發出“薩米worm”的傳奇黑客薩米卡姆卡爾,利用這一原理編寫了一個名為“SkyJack”的無人機劫持軟件,並將該軟件安裝在一個專門配置的無人機上。SkyJack在空中飛行,在Wi-Fi範圍內搜索其他無人機,然後入侵無人機,獲得控製權。


  業內從事反無人機應用的專業人士表示,我國目前的反無人機技術還處於探索階段,無線電劫持技術由於各種無人機廠商對無線電信號進行加密,難以實現,而黑客技術由於門檻高,難以商業化,所以目前的技術主要是幹擾阻斷。


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