无人机干扰欺骗系统和无人机防御系统技术方案

本发明专利技术公开了无人机干扰欺骗系统和无人机防御系统，具体包括：无人机干扰欺骗系统，光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机，无人机防御系统；以及，基于本发明专利技术的无人机防御系统所提供的无人机GPS欺骗诱捕方法和无人机飞手定位方法。

【技术实现步骤摘要】
无人机干扰欺骗系统和无人机防御系统
本专利技术涉及电磁对抗
，尤其是无人机干扰欺骗系统和无人机防御系统。
技术介绍
2011年12月，一架美国产生的RQ-170“哨兵”无人侦察机在入侵伊朗领空250千米时被捕获。伊朗的一位工程师描述他们缴获该无人机的过程：先屏蔽无人机的通信线路，切断其与地面控制中心的联系，同时打断它跟GPS卫星之间的安全数据连接，迫使其进入自动导航状态；这是利用转发欺骗干扰技术，把错误的信息包装成看起来可靠的GPS信号，进而掌握精确的降落海拔和经纬度数据，使其降落在指定地点，整个过程中无需破解无人机与指控中心的远程控制及通信信号。目前所有的军用、民用无人机GPS诱骗捕捉方法皆是基于这一基本原理。中国专利公开号为CN206235739U公开了一种GPS干扰欺骗系统，该系统由控制中心、伺服控制系统、干扰器、扫描装置、GPS欺骗器组成，该系统的欺骗方法在无人机防御领域也属于惯用手法。该专利所述系统存在的缺点在于：1、独立的GPS欺骗器成本较高；2、整套系统以控制中心作为数据交互中心，系统实际部署时线路复杂；3、干扰器与GPS欺骗器互相独立，天线上冗余设计；4、目标控制器与GPS干扰欺骗系统整体技术方案无关。中国专利公开号为CN105929417A公开了一种捕获无人机的方法。包括系统初始化阶段，动态调整阶段，迫降无人机阶段。该方法的缺点在于：1、没有切断无人机与遥控器直接的控制信号，针对GPS编程飞行的无人机欺骗有效，针对实时受控的无人机欺骗无效；2、方法存在动态调整阶段，可能存在多个循环过程，实际工程应用中，首先，无人机对欺骗信号的再定位存在一定的反应时间，其次需要观察无人机的位置移动信息，这依赖于雷达或者无线电频谱无人机位置侦测设备，而这些设备只有在无人机飞行一段时间后，才能产生相应的航迹，这两点导致动态调整阶段历时过长，实际使用中，诱骗时间过长导致该方法实用性较低。中国专利公开号为CN107678023A公开了一种民用无人机的无源定位和识别系统。该系统可以对无人机以及飞手所持遥控器信号进行探测定位，在一定程度上解决了飞手抓捕的问题。但是该系统存在以下缺点：1、由于采用无源定位，该系统对编程飞行一类的不发射电磁波的无人机无法探测；2、由于飞手持遥控器通常在地面，遥控信号存在多径传输，其次遥控器发射的遥控信号具有定向性，不一定会被无源雷达侦测到，因此对飞手存在难定位和定位模糊等问题，就算定位到飞手位置区域，实施抓捕时，需要地勤人员手持便携式无线电频谱侦测器进行搜索，给执法带来不便。中国专利公开号为CN107329151A公开了一种电力巡检无人机的GPS欺骗检测方法。使用该方法的无人机通过检测GPS信号强度的异常与否来实现对GPS欺骗的检测。综上所述，反无人机技术的主流方法是通过雷达和无线电频谱无人机位置侦测设备对无人机进行侦测，使用光电设备对无人机进行识别，使用干扰机对无人机进行干扰，或使用GPS欺骗设备对无人机进行诱骗。但是目前普遍存在的问题在于：1、反无人机系统的设备集成度不够高，只是现有设备的简单拼凑；2、无人机飞控系统已经逐渐引入反GPS欺骗算法，GPS诱骗难度逐渐增高；3、对无人机飞手定难、抓捕难的问题始终没有解决。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术提供了无人机干扰欺骗系统和无人机防御系统，具体包括：无人机干扰欺骗系统，光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机，无人机防御系统；以及基于本专利技术的无人机防御系统所提供的无人机GPS欺骗诱捕方法和无人机飞手定位方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：无人机干扰欺骗系统，包括前端设备和后端设备。所述前端设备包括：伺服云台系统、光电视频模块、无线电干扰欺骗单元、前端网络交换机、电源模块；所述后端设备为后端计算机；其中，伺服云台系统通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；光电视频模块通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；无线电干扰欺骗单元通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；无线电干扰欺骗单元包括：定向射频天线、软件无线电发生器；无线电干扰欺骗单元用于产生并通过定向射频天线发射无人机的无线电通信干扰信号、GPS频段干扰信号和GPS欺骗信号；GPS频段干扰信号用于干扰无人机与GPS之间的通信；无线电通信干扰信号用于干扰无人机与遥控端之间的通信；无线电干扰欺骗单元产生的GPS欺骗信号由后端计算机和软件无线电发生器生成；GPS欺骗信号和GPS频段干扰信号通过同一个定向射频天线发射；定向射频天线方向与光电视频模块镜头光轴方向平行。所述无线电干扰欺骗单元的无线电通信干扰信号和GPS频段干扰信号的生成部分，由连接于前端网络交换机的干扰开关控制器、分别连接于干扰开关控制器后的1.5G无线电干扰模块、2.4G无线电干扰模块、5.8G无线电干扰模块组成；所述无线电干扰欺骗单元的GPS欺骗信号的生成部分，由连接于前端网络交换机的软件无线电发生器、连接于软件无线电发生器后的1.5G射频功放模块组成；1.5G射频功放模块和1.5G无线电干扰模块通过功分器连接1.5G定向射频天线；2.4G无线电干扰模块和5.8G无线电干扰模块后接各自对应频段的定向射频天线。所述无线电干扰欺骗单元生成的无线电通信干扰信号分为低频干扰信号和高频干扰信号；其中，低频干扰信号经连接前端网络交换机的软件无线电发生器产生，送至低频功放模块放大，经低频超宽定向射频天线发射；高频干扰信号经连接前端网络交换机的软件无线电发生器产生，送至高频功放模块放大，经高频超宽定向射频天线发射；所述无线电干扰欺骗单元的GPS欺骗信号和GPS频段干扰信号，由连接于前端网络交换机的软件无线电发生器产生，经连接于软件无线电发生器后的1.5G射频功放模块放大，由1.5G定向射频天线发射。所述前端设备组成光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机。无人机位置侦测设备、权利要求4所述光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机；各设备通过外置网络交换机与终端计算机通信互联。利用所述无人机防御系统进行无人机GPS欺骗诱捕，具体包括以下步骤：S21：侦测，利用无人机位置侦测设备探测疑似无人机目标的位置，引导光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机的伺服云台控制各频段定向干扰天线指向疑似无人机目标方位；S22：识别，通过光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机识别确实为无人机，进入下一步骤，否则终止操作；S23：跟踪，利用无人机视频信息和无人机位置侦测设备的侦测信息控制伺服云台，使得各频段天线始终指向无人机；S24：阻断式干扰，干扰无人机通信频段与GPS频段，使无人机与遥控器失联，并丢失GPS卫星定位；S25：自动返航诱骗，关闭GPS频段干扰，同时，发射预诱骗飞行反方向20km以外的经纬度模拟GPS信号给无人机；S26：无人机迫降，待无人机飞至预定地点，发射禁飞区GPS位置模拟信号，或发射无人机返航点位置模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无人机干扰欺骗系统，其特征在于，包括前端设备和后端设备；/n所述前端设备包括：伺服云台系统、光电视频模块、无线电干扰欺骗单元、前端网络交换机、电源模块；所述后端设备为后端计算机；其中，/n伺服云台系统通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；/n光电视频模块通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；/n无线电干扰欺骗单元通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；/n无线电干扰欺骗单元包括：定向射频天线、软件无线电发生器；/n无线电干扰欺骗单元用于产生并通过定向射频天线发射无人机的无线电通信干扰信号、GPS频段干扰信号和GPS欺骗信号；GPS频段干扰信号用于干扰无人机与GPS之间的通信；无线电通信干扰信号用于干扰无人机与遥控端之间的通信；/n无线电干扰欺骗单元产生的GPS欺骗信号由后端计算机和软件无线电发生器生成；GPS欺骗信号和GPS频段干扰信号通过同一个定向射频天线发射；定向射频天线方向与光电视频模块镜头光轴方向平行。/n

【技术特征摘要】
1.无人机干扰欺骗系统，其特征在于，包括前端设备和后端设备；
所述前端设备包括：伺服云台系统、光电视频模块、无线电干扰欺骗单元、前端网络交换机、电源模块；所述后端设备为后端计算机；其中，
伺服云台系统通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；
光电视频模块通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；
无线电干扰欺骗单元通过前端网络交换机与后端计算机进行数据通信；
无线电干扰欺骗单元包括：定向射频天线、软件无线电发生器；
无线电干扰欺骗单元用于产生并通过定向射频天线发射无人机的无线电通信干扰信号、GPS频段干扰信号和GPS欺骗信号；GPS频段干扰信号用于干扰无人机与GPS之间的通信；无线电通信干扰信号用于干扰无人机与遥控端之间的通信；
无线电干扰欺骗单元产生的GPS欺骗信号由后端计算机和软件无线电发生器生成；GPS欺骗信号和GPS频段干扰信号通过同一个定向射频天线发射；定向射频天线方向与光电视频模块镜头光轴方向平行。


2.根据权利要求1所述的无人机干扰欺骗系统，其特征在于，
所述无线电干扰欺骗单元的无线电通信干扰信号和GPS频段干扰信号的生成部分，由连接于前端网络交换机的干扰开关控制器、分别连接于干扰开关控制器后的1.5G无线电干扰模块、2.4G无线电干扰模块、5.8G无线电干扰模块组成；
所述无线电干扰欺骗单元的GPS欺骗信号的生成部分，由连接于前端网络交换机的软件无线电发生器、连接于软件无线电发生器后的1.5G射频功放模块组成；
1.5G射频功放模块和1.5G无线电干扰模块通过功分器连接1.5G定向射频天线；2.4G无线电干扰模块和5.8G无线电干扰模块后接各自对应频段的定向射频天线。


3.根据权利要求1所述的无人机干扰欺骗系统，其特征在于，
所述无线电干扰欺骗单元生成的无线电通信干扰信号分为低频干扰信号和高频干扰信号；其中，低频干扰信号经连接前端网络交换机的软件无线电发生器产生，送至低频功放模块放大，经低频超宽定向射频天线发射；高频干扰信号经连接前端网络交换机的软件无线电发生器产生，送至高频功放模块放大，经高频超宽定向射频天线发射；
所述无线电干扰欺骗单元的GPS欺骗信号和GPS频段干扰信号，由连接于前端网络交换机的软件无线电发生器产生，经连接于软件无线电发生器后的1.5G射频功放模块放大，由1.5G定向射频天线发射。


4.光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机，其特征在于，由权利要求1所述的前端设备组成。


5.无人机防御系统，其特征在于，包括：无人机位置侦测设备、权利要求4所述光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机；各设备通过外置网络交换机与终端计算机通信互联。


6.根据权利要求5所述无人机防御系统，其特征在于，利用所述无人机防御系统进行无人机GPS欺骗诱捕，具体包括以下步骤：
S21：侦测，利用无人机位置侦测设备探测疑似无人机目标的位置，引导光电追踪、无线电干扰、GPS欺骗一体机的伺服云台控制各频段定向干扰天线指向疑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊，任翔，徐明飞，梁魏，许义宝，戴耀辉，
申请(专利权)人：安徽四创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34