基于航迹的无人机GNSS欺骗检测方法技术

本发明专利技术公开一种基于航迹的无人机GNSS欺骗检测方法，主要解决现有技术更改任务航线而增加被攻击风险及依赖传感器易受干扰的问题。其方案是：借助制导系统得出的期望航向角及导航系统得出的飞行速度和导航位置计算制导位置；依据这两个位置得出导航航迹和制导航迹；分别判断导航与制导位置的距离偏差是否持续大于其门限值，判断所述两个航迹的距离偏差平均值是否大于其门限值，并判断这两个航迹终点的距离偏差是否大于其门限值：若是，则判断受到欺骗攻击，无人机不再使用GNSS数据并结束检测，否则，继续使用该数据实现无人机的循环检测，本发明专利技术降低了无人机受欺骗攻击的风险，增强无人机系统的安全性，可用于检测无人机系统的外部攻击。

【技术实现步骤摘要】
基于航迹的无人机GNSS欺骗检测方法
本专利技术属于信息安全
，特别是涉及一种基于航迹的无人机GNSS欺骗检测方法，可用于检测无人机系统的外部攻击。
技术介绍
全球导航卫星系统GNSS，包括GPS、北斗卫星导航系统、Glonass和Galileo，是无人机系统定位的重要信息来源。无人机导航系统常使用多传感器数据融合算法，以融合多传感器的冗余信息，其包括GNSS传感器、磁航向传感器、加速度计和陀螺仪等传感器采集的数据，有效的提高了状态估计的精确性和鲁棒性。但是，基于多传感器融合的定位系统仍然会受到GNSS欺骗攻击，例如，文献“DriftwithDevil:SecurityofMulti-SensorFusionbasedLocalizationinHigh-LevelAutonomousDrivingunderGPSSpoofing，Proceedingsofthe29thUSENIXSecuritySymposium，2020”分析了无人汽车基于多传感器数据融合的定位系统，并成功的对定位系统实施了GPS欺骗攻击。无人机在自动驾驶飞行模式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于航迹的无人机GNSS欺骗检测方法，其特征在于，包括如下：/n(1)无人机进入自动驾驶飞行模式时，依据航线与周围障碍物的距离、飞行边界和飞行速度设置检测周期T，并按照检测周期T开始计时t，t的初始值为0；/n(2)将制导系统计算出的期望航向角和时间分别记为

【技术特征摘要】
1.一种基于航迹的无人机GNSS欺骗检测方法，其特征在于，包括如下：
(1)无人机进入自动驾驶飞行模式时，依据航线与周围障碍物的距离、飞行边界和飞行速度设置检测周期T，并按照检测周期T开始计时t，t的初始值为0；
(2)将制导系统计算出的期望航向角和时间分别记为和t1，将无人机在按期望航向角执行后的时间记为当前时间t2，并记录导航系统计算出的飞行速度v和导航位置Pnav；
(3)依据期望航向角飞行速度v及时间t1和t2，计算t2时刻的制导位置Pgid；
(4)计算导航位置Pnav和制导位置Pgid之间的距离偏差d：
(5)根据无人机的抗风能力和姿态控制精度设置距离偏差门限值Kd和持续偏离时间门限值Tc，并将距离偏差d与设置的门限值进行比较：
如果d大于Kd且持续Tc秒，则判断无人机受到GNSS欺骗攻击并反馈给导航系统，无人机不再使用GNSS数据进行导航并结束检测；
否则，无人机继续使用GNSS数据进行导航，执行(6)；
(6)将无人机GNSS欺骗攻击检测的计时时间t与检测周期T进行比较：
如果t小于T，则返回(2)；否则，执行(7)；
(7)依据导航位置Pnav和制导位置Pgid分别得出导航航迹Nav和制导航迹Gid：
Nav＝{(x1，y1，t1)，(x2，y2，t2)...，(xi，yi，ti)，...，(xn，yn，tn)}
Gid＝{(x′1，y′1，t1)，(x′2，y′2，t2)，...，(x′i，y′i，ti)，...，(x′n，y′n，tn)}
其中，(xi，yi，ti)表示ti时刻的导航位置，(x′i，y′i，ti)表示ti时刻的制导位置，i的取值范围为1到n，n表示记录的位置数量；
(8)计算导航航迹Nav和制导航迹Gid在ti时刻距离偏差di的平均值，并将该平均偏差与门限值Kd进行比较：
如果大于Kd，则判断无人机受到GNSS欺骗攻击...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓敏，马建峰，杨超，孙聪，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61