反无人机系统技术分析
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反无人机系统技术分析
近年来,经过大疆、parrot、3d robotics等公司不断的努力,具有强大功能的消费级无人机价格不断降低,操作简便性不断提高,无人机正快速地从尖端的军用设备转入大众市场,成为普通民众手中的玩具。
然而,随着消费级无人机市场的快速增长,功能越来越先进的新式无人机的不断涌现,也带来了安全和隐私方面的忧患。美国曾发生过业余无人机操作员操作无人机飞入白宫引发恐慌;英国也发生过不法分子通过无人机为监狱内的囚犯运送毒品、枪支等事件。由于无人机的负面影响逐渐显现,相应的反无人机产业正在悄然兴起。全球第二大市场研究咨询公司markets and markets预测,到2022年,全球反无人机市场的规模将达到11亿美元。
◆反无人机关键技术
当前,各国反无人机技术主要分为三类。一是干扰阻断类,主要通过信号干扰、声波干扰等技术来实现。二是直接摧毁类,包括使用激光武器、用无人机反制无人机等。三是监测控制类,主要通过劫持无线电控制等方式实现。第二类技术主要应用于军事领域,下面针对第一类和第三类反无人机技术进行讨论。
信号干扰
目前,对无人机的控制多使用无线电通信技术,通过向目标无人机发射大功率干扰信号,对控制信号进行压制,就可以迫使无人机自行降落或返航。
美国battelle公司推出的用于迫降无人机的drone defender电子枪就是利用了这个原理。这款枪把一个电子干扰器安装在步枪的框架上,一旦扣动扳机,干扰器会向无人机发射全频段的干扰信号,使无人机脱离操作者的控制,接收不到控制信号而自动降落到地面。battelle 公司发言人凯迪·德兰尼表示,一旦无人机的信号处于混乱状态,它通常有3种选择:跌落到地面、返回操作者身边或平稳下降。这种步枪的有效射程为400米。
gps欺骗
gps欺骗的主要原理就是向无人机的控制系统发送虚假的地理位置坐标,从而控制导航系统,诱导无人机飞向错误的地点。gps信号可以由发生器来产生,也可以是事先录制然后重放。由于无人机接收gps 信号总是以信号最强的信号源为准,因此在地面人造的gps信号只要强度足够大,就可以覆盖真正的从太空中传来的gps信号,从而欺骗无人机的gps接收模块。
无线电劫持
现在,无人机使用的控制信号大多在1.2ghz、2.4ghz、5.8ghz等常规民用频段,随着arduino和树莓派等开源硬件的快速发展和软件无线电(sdr)技术的流行,普通爱好者也可以利用从网络买到的硬件和
从论坛获得的软件源码模拟遥控器向无人机发送控制信号,并覆盖真正遥控器的信号,从而获得无人机的控制权。
黑客技术
很多无人机为方便用户使用手机和平板电脑等移动设备进行操控,直接使用wifi进行交互。这样一来,一些在互联网中已经很成熟的黑客技术就可以直接应用在无人机上。例如,通过无人机控制系统中开放的端口或密码猜解等手段,进入控制系统实现对无人机的控制。开发出“萨米蠕虫病毒”的传奇黑客萨米·卡姆卡尔就利用这个原理编写了一个名为“skyjack”的无人机劫持软件,并将软件安装到经过特殊配置的无人机中,skyjack在空中飞行并寻找wifi范围内的其他无人机,然后入侵该无人机并取得控制权。
当前国内的反无人机技术还处在摸索阶段,无线电劫持技术由于各无人机厂家对无线电信号进行了加密处理很难实现,而黑客技术由于门槛较高不易商业化,因此当前所采用的技术主要以干扰阻断为主。