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怎么干扰无人机_无人机干扰器原理

发布时间:2019-06-18 13:01 来源:未知 编辑:admin

  天敌,是自然界生物链条发展过程中必不可少的一部分,一些快速崛起的物种必须要产生天敌来抑制其疯狂且无序的生长带来的危害性。这个道理也许也适合某些科技领域,比如说无人机。

  近年来无人机(本文指民用多轴飞行器)正以空前的速度普及,由此引发的关于安全的忧虑日益增多。许多有关部门甚至个人都希望采取一些措施,阻止无人机飞临敏感区域。为了达到这个目的可以采用很多方法,比如训练老鹰飞去抓捕。

  设备由手持式主机和电池组组成。手持式主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,能够开展有效的侦查或破坏活动时,无人机到设防区域的距离,通常比它到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。

  从上面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,无人机将失去即时控制,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,虽然也可能存在敏感信息,但相比控制信号而言就不那么重要了,再加上防御者在态势上不占优势,通常对下行信号采取放任态度。

  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,会困难得多。

  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讨论,谈谈如何利用信息技术手段对消费级无人机进行反制。

  目前所有的民用无人机都需要用到无线电技术来实现定位、遥控、图像传输等功能。当然某些特殊用途的无人机可以采用诸如地形匹配、图像识别以及高精度惯性导航的办法来确定自己的位置,并且自主的完成任务,但在民用领域尚未普及。既然无人机必须使用无线电技术,就可以对无线电进行干扰,从而达到使无人机失控或折返的目地。

  短短几年,无人机就从小众走向了流行,因其快速发展,由于无人机“黑飞”造成的安全隐患和事故也屡禁不止,所以反无人机系统也应运而生。那么这些无人机的“天敌”们都是用什么样的方法来围剿无人机的呢?

  该类型是比较适用于目前无人机泛滥、应用在广的反无人机方式。干扰阻断型反无人机策略应用较为广泛的主要是向目标无人机发射定向的声波或射频,干扰无人机的硬件或切断无人机与遥控器之间的通讯, 从而迫使无人机自行降落或者返航。

  一般来说,干扰阻断的最简单直接的方式是信号干扰,这种方式技术含量相对较低,成本较少。目前市面上大多数无人机均采用GPS卫星导航系统与惯性导航系统相结合的方式,要想让GPS信号受到干扰并不是一件难事,反无人机系统只需向目标无人机发射一定功率的定向射频即可,无人机GPS信号受到干扰后无法获得精确的自身坐标数据,就会导致无人机在一定程度上失控,以至于作业失败。不过这种方式也是诸多“围剿”无人机方式中最温和的一种,不至于让无人机坠落,是一种通过干扰降低无人机“有害目的性”的方式。

  去年8月,韩国先进科学技术研究院(KAIST)的研究人员发表报告称,研制了一种新型的“声波干扰反无人机系统”,与信号干扰不太相同的是,这种方式是用声波来干扰无人机的硬件,使其丧失工作能力。

  无人机内部有一个重要的组件陀螺仪,它可以为无人机提供机体倾斜、旋转及方向角度等信息,以保持机体平衡。韩国的研究人员研究证明,当声波频率与无人机陀螺仪的固有频率一致的时候,就会发生共振,使陀螺仪无法正常工作,从而导致无人机坠落。通过干扰硬件的方式虽然更暴力、更直接,但相对信号干扰不足的地方是,声波干扰的瞄准和跟踪性不如GPS干扰稳定,且造价昂贵,目前不适合投入到大众的反无人机系统使用。

  说到干扰阻断型反无人机系统,不得不提一下AUDS系统,这个又英国布莱特监控系统公司(Blighter Surveillance Systems)、切斯动力公司(Chess Dynamics)和恩特普赖斯控制系统公司(Enterprise Control Systems)共同研发的反无人机系统算得上是去年最为著名的反无人机装置了,该系统主要采用一种高功率射电波来消灭无人机。简单的说,这种射电波能有效阻断无人机通讯,并能够在半空中关闭无人机。该防卫系统的攻击距离也非常远,可以攻击1.6公里以外的威胁无人机,瞄准目标只需10-15秒,还能对无人机发动“蜂群攻击”,一次性击落多架无人机,对黑飞的无人机威胁很大。

  相对于电波干扰这种温柔的反无人机方式,暴力反无人机方式多用于军事方面,其特点就一个字:暴力!目的性也很直接:斩草除根,不留余地。

  美国波音公司在去年提出了一个反无人机的解决方案,并推出了该方案的主要工具激光炮。

  这个激光炮带有波音公司自己研发的高能激光移动发射器,经过测试,这个发射器在全功率情况下发出的激光,在无人机外壳上烧个洞只需要两秒钟的时间。如此的破坏力对于正在飞行的无人机来说是一个致命的打击。这个激光炮还有个优势,就是它运行成本极低,可以使用220V电源来工作,也就是说,随便插个电,就能把无人机从空中打下来。

  为了整治这些无人机,武器制造商也没闲着。美国Snake River公司曾经推出了一款特殊的无人机专用子弹,这种子弹配合他们公司的设备能够轻松的把无人机击落。无独有偶,战斗民族俄罗斯在今年年初推出一款专用于反无人机的装备肩扛式反无人机装置SkyWall100,该装备是通过压缩气体进行驱动,能够向无人机发射网状捕捉器,实现对非法入侵的无人机进行捕获。不过相对美国的无人机子弹而言,战斗民族略显温柔了一下,他们的SkyWall100炮弹上内置了降落伞,所以无人机被打下来之后也许不会没命。

  用枪对于爱好和平的中国人民来说确实是一个过分的要求,不过没关系,在今年年初,美国密歇根理工大学成功开发出了一款无人机空中捕捉器,专门用于“缉拿”无人机。这款无人机捕捉器也是一架无人机,它可以像发射导弹一样发射出一张大网,把黑飞的无人机逮住,这个让无人机同类相残的方式真是美如画

  无论是干扰阻断还是直接摧毁,都容易造成无人机的坠机并带来额外的影响。为了避免这种情况的发生,就必须用更安全的方式。

  在去年的DefCon黑客大会上,研究人员演示了通过WiFi劫持并让Parrot公司生产的无人机从天空中坠落,其原理要利用了无人机内BusyBox实时操作系统中内置的WiFi功能和开放的telnet端口来侵入并操作无人机。在去年的GeekPwn 2015嘉年华会上,也有黑客展示了类似利用无人机漏洞的攻击手段。

  这些手段虽然是无人机自身漏洞使然,但是我们逆向思考一下,如果一些“白帽子”通过这种手段取得“有害无人机”的控制权,不仅能让无人机停止产生危险,还能避免无人机坠机带来的其他影响。

  除了黑客的反无人机方式之外,其他方式都需要一些识别、定位无人机的方法来保证能够准确的瞄准无人机,所以还需要一些其他的技术。

  上面说过的ADUS系统就集成了布莱特A400系列Ku波段电子扫描防空雷达,切斯公司的光电指示器(electro-optic director)、可见光相机、红外相机和目标跟踪软件,能够对8千米范围内的无人机进行探测、跟踪、识别。

  由此看来,雷达、调频无线电以及摄像头等科技都可以用于侦测无人机。除此之外还有其他方式。

  澳大利亚反无人机企业DroneShield采用了声音感知技术,该技术可以记录下几处地点的噪音,然后利用他们的专利技术去除背景杂音,随后就可以辨识出是否为无人机的声响,目前该企业的技术可以实现的声音识别距离达到了1公里。

  无人机作为一项精尖科技,为人们带来了很多便利,那为什么还催生了这么多反无人机的方式呢?其实说到底,“黑飞”才是原罪。由于无人机的泛滥,导致了很多事故,这个老生常谈的问题就不着重介绍了。想要减少无人机的危害,反无人机系统只能作为无人机行业中的“警察”,只能治标,想要杜绝危险,还得加强管控,这才是“法律”,才能治本。

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