面向无人机的逐点偏移式卫星导航欺骗干扰方法

摘要

针对无人机在失控肇事、干扰航管等方面的危害，本文提出一种基于逐点拉偏式卫星导航欺骗方法，通过重构错误的导航坐标系诱骗目标无人机飞离敏感区域保护地面安全。该方法将整个无人机欺骗过程看作是单步位置欺骗拉偏的时间迭代过程，首先，根据无人机的运动学模型以及外部量测信息估算出无人机的真实位置点以及真实控制输入量；然后，考虑无人机飞行控制器对欺骗效果的影响，在真实控制输入量中抵消掉预先设置的欺骗控制力矩效果，设计构造虚假卫星信号使得GNSS/INS组合导航模式下的滤波估计无人机位置点仍靠近原始期望目标点，但发生了偏差；最后，这种偏差产生的无人机轨迹跟踪控制输入量会导致无人机真实状态点往欺骗目标点偏移，实现单步卫星导航欺骗效果。单步欺骗过程在时间上的迭代运用，可实现无人机位置的逐点偏移式欺骗。仿真结果表明，利用逐点偏移式卫星导航欺骗方法能使得目标无人机慢慢偏离原始轨迹而跟踪欺骗轨迹，且组合导航滤波器估计轨迹仍跟踪原始参考轨迹，达到了卫星导航欺骗的目的。本文提出的基于逐点拉偏式卫星导航欺骗干扰技术可用于保障重点区域/人员的低空安全防护。

关键词

无人机 / 单步位置偏移 / 逐点偏移 / 卫星导航欺骗 / GNSS/INS组合导航

基金资助

国家自然科学基金青年科学基金项目（62103424）; 国防科技大学智能科学学院青年教师创新研究项目（ZN2019-16）