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    无人机容易被干扰的原理解析

    发布日期:2019-03-20我要投稿我要评论

      设备由手?#36136;?#20027;机和电池组组成。手?#36136;?#20027;机为三频段发射机天线一体化设计,可以同时产生2.4GHz/5.8GHz频段无人机飞控干扰信号以及卫星定位干扰信号,通过对无人机的上行飞控信道和卫星定位信道进行阻塞式干扰,从而使其失去飞控指令和卫星定位信息,使之无法正常飞行,根据无人机的设计不同会产生返航、降落以及坠落的管控效果。

      在攻防态势上,通常无人机的操纵者和需要设防的敏感区域之间有一定距离。无人机从操纵者附近起飞,然后逐渐飞临设防区域。当无人机到达设防区域附近,能够开展?#34892;?#30340;侦查或破坏活动?#20445;?#26080;人机到设防区域的距离,通常?#20154;?#21040;操纵者的距离要近得多。

      在上述态势中,操纵者发送的一切上行信号(从地面向无人机发送)都会因为距离远而比较微弱。采用同样的功率,防御者由于距离无人机更近,信号将比操纵者强。防御者收到的下行信号也会比操纵者强。但是对下行信号的防御目标是让操纵者收不到,而此时无人机到操纵者的距离,和防御者到操纵者的距离是差不多的。所以对下行信号的阻断不占地形优势。

      ?#30001;?#38754;分析可以看出干扰上行信号更为有利。恰巧上行信号通常是遥控信号,直接关系到对无人机的操控,如果上行信号被干扰,无人机将失去?#35789;?#25511;制,只能按照程序预设的步骤运行(通常是降落或者悬停)。而下行信号主要是遥测和图像等,虽然?#37096;?#33021;存在敏感信息,但相比控制信号而言就不那么重要了,再?#30001;?#38450;御者在态势上不占优势,通常对下行信号采取放任态?#21462;?/p>

      GPS依靠中轨道卫星。通俗而言就是信号经过上万公里到达地球表面,已经非常微弱。所以要在无人机离防御者很近的情况下干扰GPS信号是比较容易的。如果想欺骗它就需要用比较复杂的手段来模拟GPS卫星,会困?#35757;?#22810;。

      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,?#28034;梢云?#20351;无人机自行降落或返航。

      美国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。

      一旦无人机的信号处于混?#26131;?#24577;,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?#26893;?#26538;的?#34892;?#23556;程达到了500~2000米。

      目前,在正常情况下绝大多数消费级无人机都会首选GPS导航来进行飞行控制,而民用GPS信号是非?#29992;?#30340;,这?#22303;?#19979;了可利用的空间。

      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,?#37096;?#20197;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,?#28034;?#20197;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。

      当前,各个国家都在核心区域设置了禁飞区,许多无人机制造厂商在无人机内置固件中进行了设置,在禁飞区内无人机无法起飞,?#35789;?#21040;达了禁飞区也会自动降落。因此,只要地面人造的GPS信号将地理位置模拟为禁飞区的坐标,?#28034;梢云?#20351;无人机自行降落。

      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?#24067;?#30340;快速发?#36141;?#36719;件无线电(SDR)技术的流行,普通爱好者?#37096;?#20197;利用从网络买到的?#24067;?#21644;从论坛获得的软件源码模拟遥控器向无人机发?#28034;?#21046;信号,并覆盖真正遥控器的信号,从而获得无人机的控制权。

      很多无人机为方便用户使用手机和?#26728;?#30005;脑等移动设备进行操控,直接使用Wi-Fi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?#28034;梢灾?#25509;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(Samy Kamkar)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Wi-Fi?#27573;?#20869;的其他无人机,然后入?#25351;?#26080;人机并取得控制权。

      ?#30340;?#20174;事反无人机应用的专业人士表示,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?#29992;?#22788;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。

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