无人机定位导航欺骗及其控制方法技术

本发明专利技术公开无人机定位导航欺骗及其控制方法，所述无人机定位导航欺骗方法是产生式干扰，所述产生式干扰基于欺骗位置，所述欺骗位置符合GPS标准的虚假卫星信号，进行产生式干扰，需要如下几步：第一步，需要产生符合的导航信号与电文；第二步，根据接收机欺骗位置P(X,Y,Z)，以及星历数据，计算出当前位置的可见卫星，通过方程组解算出各可见卫星信号的相对延时Di，并根据Di产生相应时序的信号；第三步，在地球固连坐标系，通过星座位置、运行速度和接收机位置，修正传输延时和载波频移。加入了导航欺骗，对目标无人机实现了方向上的可控性；能够减少维护，降低成本。

Location and Navigation Deception of UAV and Its Control Method

The invention discloses positioning and navigation deception of UAV and its control method. The positioning and navigation deception method of UAV is production interference. The production interference is based on deception position. The deception position conforms to the GPS standard false satellite signal and carries out production interference, which requires the following steps: first, the navigation signal and message conforming to the requirement are generated; second, according to reception, the production interference is based on deception position. Computer deception position P (X, Y, Z) and ephemeris data are used to calculate the visible satellites in the current position, and the relative delay Di of each visible satellite signal is calculated through the equations, and the corresponding time sequence signals are generated according to Di. The third step is to correct the transmission delay and carrier frequency shift in the earth fixed coordinate system through the constellation position, operation speed and receiver position. Navigation deception is added to realize the direction controllability of the target UAV, which can reduce maintenance and cost.

【技术实现步骤摘要】
无人机定位导航欺骗及其控制方法
本专利技术涉及卫星导航领域，特别涉及无人机定位导航欺骗及其控制方法。
技术介绍
无人机的出现给我们带来了许多便利，但一些黑飞或者恶意飞行的无人机存在一些潜在危害，如干扰航班飞行、测绘泄密、被恐怖分子利用搞破坏等。某地机场就接连发生多次无人机干扰航班飞行事件，造成航班备降、数百个航班延误、数万旅客出行受阻滞留机场。因此，从城市空域安全、防恐、维护公共治安等方面考虑，急需对黑飞或者恶意飞行无人机采取强有力的管控手段，GPS欺骗式干扰，通过产生并发射导航卫星标准电文和信号，并对相关星的伪距等参数进行精确、并符合标准的控制。目的是修改当前无人机接收的GPS，使其接收错误定位信息，从而达到诱骗抓捕。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了无人机定位导航欺骗及其控制方法，加入了导航欺骗，对目标无人机实现了方向上的可控性；能够减少维护，降低成本。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：无人机定位导航欺骗及其控制方法，其特征在于，所述无人机定位导航欺骗方法是产生式干扰，所述产生式干扰基于欺骗位置，所述欺骗位置符合GPS标准的虚假卫星信号，进行产生式干扰，需要如下几步：第一步，需要产生符合的导航信号与电文；第二步，根据接收机欺骗位置P(X,Y,Z)，以及星历数据，计算出当前位置的可见卫星，通过方程组解算出各可见卫星信号的相对延时Di，并根据Di产生相应时序的信号；第三步，在地球固连坐标系，通过星座位置、运行速度和接收机位置，修正传输延时和载波频移。进一步，GPS卫星系统的星座均匀分布在6个轨道面上，不间断发射GPS信号，供接收机接收，信号的传播延迟x光速等于卫星到接收机的距离，在空间坐标中，对于第i颗卫星信号，可将上面公式可写为：(Ti-T0)*C=P(Xi,Yi,Zi)–P(X,Y,Z)，其中Ti=T+Di，T为基准接收时刻，Di为接收到第i颗卫星相对基准时刻的时延，P(Xi,Yi,Zi)为卫星i的空间坐标，P(X,Y,Z)为GPS接收机的空间坐标，两者向量相减为距离，则公式又可写为：(T+Di-T0)*C=P(Xi,Yi,Zi)–P(X,Y,Z)，对于四颗卫星，则有方程组：1、(T+D1-T0)*C=P(X1,Y1,Z1)–P(X,Y,Z)，2、(T+D2-T0)*C=P(X2,Y2,Z2)–P(X,Y,Z)，3、(T+D3-T0)*C=P(X3,Y3,Z3)–P(X,Y,Z)，4、(T+D4-T0)*C=P(X4,Y4,Z4)–P(X,Y,Z)，可知，知道每颗卫星的坐标位置，以及测得每颗卫星信号的相对传播延时，即可求解此4元方程，得到接收机坐标P(X,Y,Z)，而信号的时间信息和卫星坐标信息，包含在GPS的导航电文中。本专利技术的有益效果为：本专利技术GPS欺骗式干扰，通过产生并发射导航卫星标准电文和信号，并对相关星的伪距等参数进行精确、并符合标准的控制，目的是修改当前无人机接收的GPS，使其接收错误定位信息，从而达到诱骗抓捕，避免了使用传统的拦截网、激光器等硬杀伤拦截方式造成的二次伤害。附图说明图1为本专利技术的GPS卫星系统的星座图一；图2为本专利技术的GPS卫星系统的星座图二；图3为本专利技术的GPS接收机和卫星的拓扑关系图；图4为本专利技术的接收机接收的时序图；图5为本专利技术的GPS的导航电文图；图6为本专利技术的导航信号与电文的原理图。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。GPS卫星系统的星座如图1、2所示，均匀分布在6个轨道面上，不间断发射GPS信号，供接收机接收，GPS接收机和卫星的拓扑关系图如图3所示，接收机接收到的时序图如图4所示，由于信号的传播延迟x光速等于卫星到接收机的距离，在空间坐标中，对于第i颗卫星信号，可将上面公式可写为：(Ti-T0)*C=P(Xi,Yi,Zi)–P(X,Y,Z)，其中Ti=T+Di，T为基准接收时刻，Di为接收到第i颗卫星相对基准时刻的时延，P(Xi,Yi,Zi)为卫星i的空间坐标，P(X,Y,Z)为GPS接收机的空间坐标，两者向量相减为距离，则公式又可写为：(T+Di-T0)*C=P(Xi,Yi,Zi)–P(X,Y,Z)，对于四颗卫星，则有方程组：1、(T+D1-T0)*C=P(X1,Y1,Z1)–P(X,Y,Z)，2、(T+D2-T0)*C=P(X2,Y2,Z2)–P(X,Y,Z)，3、(T+D3-T0)*C=P(X3,Y3,Z3)–P(X,Y,Z)，4、(T+D4-T0)*C=P(X4,Y4,Z4)–P(X,Y,Z)，可知，知道每颗卫星的坐标位置，以及测得每颗卫星信号的相对传播延时（时差），即可求解此4元方程，得到接收机坐标P(X,Y,Z)，而信号的时间信息和卫星坐标信息，就包含在GPS的导航电文图如图5所示。产生式干扰可以产生基于欺骗位置（任意位置）的符合GPS标准的虚假卫星信号，进行产生式干扰，需要大致需要如下几步：第一步，需要产生符合的导航信号与电文，原理如图6所示；第二步，即为根据接收机欺骗位置P(X,Y,Z)，以及星历数据，计算出当前位置的可见卫星，通过方程组解算出各可见卫星信号的相对延时Di，并根据Di产生相应时序的信号；第三步，在地球固连坐标系，通过星座位置、运行速度和接收机位置，修正传输延时和载波频移（多普勒频移）。以上所述仅为本专利技术专利的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术专利，凡在本专利技术专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术专利的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无人机定位导航欺骗及其控制方法，其特征在于，所述无人机定位导航欺骗方法是产生式干扰，所述产生式干扰基于欺骗位置，所述欺骗位置符合GPS标准的虚假卫星信号，进行产生式干扰，需要如下几步：第一步，需要产生符合的导航信号与电文；第二步，根据接收机欺骗位置P(X, Y, Z)，以及星历数据，计算出当前位置的可见卫星，通过方程组解算出各可见卫星信号的相对延时Di，并根据Di产生相应时序的信号；第三步，在地球固连坐标系，通过星座位置、运行速度和接收机位置，修正传输延时和载波频移。

【技术特征摘要】
1.无人机定位导航欺骗及其控制方法，其特征在于，所述无人机定位导航欺骗方法是产生式干扰，所述产生式干扰基于欺骗位置，所述欺骗位置符合GPS标准的虚假卫星信号，进行产生式干扰，需要如下几步：第一步，需要产生符合的导航信号与电文；第二步，根据接收机欺骗位置P(X,Y,Z)，以及星历数据，计算出当前位置的可见卫星，通过方程组解算出各可见卫星信号的相对延时Di，并根据Di产生相应时序的信号；第三步，在地球固连坐标系，通过星座位置、运行速度和接收机位置，修正传输延时和载波频移。2.根据权利要求1所述的无人机定位导航欺骗及其控制方法，其特征在于：GPS卫星系统的星座均匀分布在6个轨道面上，不间断发射GPS信号，供接收机接收，信号的传播延迟x光速等于卫星到接收机的距离，在空间坐标中，对于第i颗卫星信号，可将上面公式可写为：(Ti-T0)*C=P(Xi,Yi,Zi)–P...

【专利技术属性】
技术研发人员：文乐，文作能，
申请(专利权)人：深圳中翼特种装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44