一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统，无人机防御系统包括服务器、以及无人机，无人机防御系统还包括嗅探模块、控制模块、预警模块，服务器分别与无人机、嗅探模块、预警模块和控制模块连接，嗅探模块用于对无人机所经受的电磁干扰进行嗅探，并根据嗅探的数据对无人机所处的环境进行评估，控制模块用于对无人机进行控制，以使无人机不会受到干扰而坠落，预警模块根据嗅探模块的结果触发预警，以触发控制模块对无人机飞行路线的控制。本发明专利技术通过所述嗅探模块和所述控制模块的配合使用，使得所述无人机在电磁干扰的状态下能主动的进行防御，以远离受控区域提升所述无人机的飞航安全。述无人机的飞航安全。述无人机的飞航安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统


[0001]本专利技术涉及用于优化操作环境的装置
，尤其涉及一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统。

技术介绍

[0002]当前，无人机侦测系统多采用主动雷达侦测、被动雷达侦测(辐射源定位)、视频处理侦测等方式，以及以上几种方式的组合，这几种方式各有优缺点。
[0003]如CN108198402B现有技术公开了一种区域智能无人机侦测系统，除去成本因素，还有以下缺点，主动雷达侦测和视频处理侦测方式只能侦测无遮挡的空旷区域，必然会有盲区和死角，会造成漏报警，被动雷达侦测在民用频段复杂电磁环境下很难区分侵入信号与正常民用信号。无人机侦测是对抗性行为，侦测的同时要防范对方反侦测。
[0004]另一种典型的如CN111800205B的现有技术公开的一种无人机载的无线通信干扰信号检测方法，现有的无线通信干扰检测技术基于频谱检测技术，依赖无线电管理机构的专业人员手持或车载专业设备，依据设备显示的环境频谱等信息，判断是否存在干扰及对干扰源进行定位，对重点区域周边进行扫描排查，工作量大、耗时长。这种手段更大的缺陷在于，若无线通信干扰器的天线为定向天线，当天线朝向为空中，则地面接收信号依然微弱，地面排查手段会有失效风险。另外，现有的基于无人机的无线通信干扰信号检测方法没有考虑现有无人机大多依赖ISM频段通信，一旦其无线通信信号受到干扰时，无法正常操控与通信，存在无人机失联、检测被迫中断的风险。
[0005]为了解决本领域普遍存在无人机存在电磁干扰、极易引起无人机飞行安全、无法主动嗅探危险、智能程度低和自我防护性能差等等问题，作出了本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统。
[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统，所述无人机防御系统包括服务器、以及无人机，所述无人机防御系统还包括嗅探模块、控制模块、预警模块，
[0009]所述服务器分别与所述无人机、所述嗅探模块、所述预警模块和所述控制模块连接，
[0010]所述嗅探模块用于对所述无人机所经受的电磁干扰进行嗅探，并根据嗅探的数据对所述无人机所处的环境进行评估，所述控制模块用于对所述无人机进行控制，以使所述无人机不会受到干扰而坠落，所述预警模块根据所述嗅探模块的结果触发预警，以触发所述控制模块对所述无人机飞行路线的控制；
[0011]所述嗅探模块包括嗅探采样单元、以及评估单元，所述嗅探采样单元用于对所述无人机所处的电磁环境进行采样，形成电磁采样数据，所述评估单元根据所述电磁采样数
据对无人机所处的环境进行评估；
[0012]所述嗅探采样单元包括辐射检测仪、频谱分析仪、检测雷达、以及数据存储器，所述辐射监测仪用于对所述无人机所处环境的电磁环境频谱进行检测，所述频谱分析仪用于对所述干扰源的状态进行采样，以获得干扰源的采样数据，所述检测雷达用于对所述无人机所处环境的电磁环境强度进行检测，所述数据存储器用于对所述辐射检测仪的电磁辐射数据、频谱分析仪、以及所述检测雷达的检测数据进行存储；
[0013]所述评估单元获取所述辐射检测仪的电磁辐射数据、频谱分析仪的采样数据、以及所述检测雷达的检测数据，并根据所述辐射检测仪的电磁辐射数据、频谱分析仪的采样数据、以及所述检测雷达的检测数据计算电磁干扰指数Disturbance：
[0014][0015]式中，k为干扰调整系数，S
in
(t)为无人机的机载天线接收的电磁工作信号，D
out
(t)为所述无人机的机载天线接收到的电磁干扰信号，A为工作信号的电压幅值，B为电磁干扰信号的电压幅值,ω
c
为工作信号的角速率，ω
j
为干扰信号的角速率，θ
n
为工作信号的相位，θ
j
为干扰信号的相位，t为时间，P
j
为干扰源的发射功率，G
j
为干扰源的估算增益，G
t
为无人机的天线的增益，R
j
为无人机和干扰源的预估距离，λ
j
为干扰源的干扰信号的波长，μ
j
为天线之间的极化匹配因子；
[0016]若所述电磁干扰指数Disturbance超过设定的调整阈值Adjustment，表明所述无人机受到干扰，则触发所述控制模块对所述无人机飞行路线的控制。
[0017]可选的，所述控制模块包括控制单元、以及辅助飞行单元，所述控制单元用于对所述无人机的飞行进行控制，所述辅助飞行单元用于对所述无人机电磁强度超过设定监控阈值的环境下，对所述无人机进行辅助调整，以调整所述无人机远离当前的位置；
[0018]所述控制单元获取当前无人机的飞行姿势、以及电磁干扰方向，并控制所述无人机朝向电磁干扰低的方向飞行。
[0019]可选的，所述预警模块包括预警单元、以及提示单元，所述预警单元根据所述评估单元的评估结果，向无人机发出不同等级的预警提示；
[0020]其中，若所述预警提示的预警等级超过设定的监控预警等级，则触发对所述辅助飞行单元的转换。
[0021]可选的，所述无人机防御系统还包括屏蔽模块，所述屏蔽模块用于对所述无人机的信号接收模块进行防护，所述屏蔽模块包括屏蔽层、以及动作单元，所述屏蔽层用于对外壁环境的电磁干扰进行屏蔽，所述动作单元将屏蔽层的位置进行调整，以封堵无人机的通信缝隙；
[0022]其中，所述动作单元设置在所述无人机的本体内；
[0023]所述动作单元包括滑动轨道、滑动驱动机构、连接座，所述滑动轨道设置在所述无
人机的本体内部，且所述连接座与所述滑动轨道滑动连接，所述连接座用于对所述屏蔽层进行支撑，所述滑动驱动机构用于对所述连接座进行驱动，且所述滑动驱动机构设置在所述连接座上，使所述连接座沿着所述滑动轨道的方向进行滑动。
[0024]可选的，所述辅助飞行单元包括任务监控器、飞行控制器、以及偏离分析子单元，所述任务监控器用于对所述无人机的任务进行监控，所述偏离分析子单元根据所述预警单元或所述评估单元的结果触发对无人机飞行距离的分析，所述飞行控制器根据所述偏离分析子单元的数据控制所述飞行控制器进行驶离，以远离当前的干扰环境；
[0025]其中，若所述任务监控器监测到所述无人机的任务已经完成或已经终止，则飞行控制器直接控制无人机在预定为降落位置降落；
[0026]若所述任务监控器监测到所述无人机的任务未完成，则所述偏离分析子单元用于对无人机飞行距离进行分析，以使所述无人机远离干扰区域。
[0027]可选的，所述偏离分析子单元根据下式计算偏移距离d：
[0028][0029]式中，B为调整距离值，C为调整基础值，取值范围为[28.24,36]，f0为所述无人机工作信号频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统，所述无人机防御系统包括服务器、以及无人机，其特征在于，所述无人机防御系统还包括嗅探模块、控制模块、预警模块，所述服务器分别与所述无人机、所述嗅探模块、所述预警模块和所述控制模块连接，所述嗅探模块用于对所述无人机所经受的电磁干扰进行嗅探，并根据嗅探的数据对所述无人机所处的环境进行评估，所述控制模块用于对所述无人机进行控制，以使所述无人机不会受到干扰而坠落，所述预警模块根据所述嗅探模块的结果触发预警，以触发所述控制模块对所述无人机飞行路线的控制；所述嗅探模块包括嗅探采样单元、以及评估单元，所述嗅探采样单元用于对所述无人机所处的电磁环境进行采样，形成电磁采样数据，所述评估单元根据所述电磁采样数据对无人机所处的环境进行评估；所述嗅探采样单元包括辐射检测仪、频谱分析仪、检测雷达、以及数据存储器，所述辐射监测仪用于对所述无人机所处环境的电磁环境频谱进行检测，所述频谱分析仪用于对所述干扰源的状态进行采样，以获得干扰源的采样数据，所述检测雷达用于对所述无人机所处环境的电磁环境强度进行检测，所述数据存储器用于对所述辐射检测仪的电磁辐射数据、频谱分析仪、以及所述检测雷达的检测数据进行存储；所述评估单元获取所述辐射检测仪的电磁辐射数据、频谱分析仪的采样数据、以及所述检测雷达的检测数据，并根据所述辐射检测仪的电磁辐射数据、频谱分析仪的采样数据、以及所述检测雷达的检测数据计算电磁干扰指数Disturbance：式中，k为干扰调整系数，S
in
(t)为无人机的机载天线接收的电磁工作信号，D
out
(t)为所述无人机的机载天线接收到的电磁干扰信号，A为工作信号的电压幅值，B为电磁干扰信号的电压幅值,ω
c
为工作信号的角速率，ω
j
为干扰信号的角速率，θ
n
为工作信号的相位，θ
j
为干扰信号的相位，t为时间，P
j
为干扰源的发射功率，G
j
为干扰源的估算增益，G
t
为无人机的天线的增益，R
j
为无人机和干扰源的预估距离，λ
j
为干扰源的干扰信号的波长，μ
j
为天线之间的极化匹配因子；若所述电磁干扰指数Disturbance超过设定的调整阈值Adjustment，表明所述无人机受到干扰，则触发所述控制模块对所述无人机飞行路线的控制。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的分布式电磁嗅探的无人机防御系统，其特征在于，所述控制模块包括控制单元、以及辅助飞行单元，所述控制单元用于对所述无人机的飞行进行控制，所述辅助飞行单元用于对所述无人机电磁强度超过设定监控阈值的环境下，对所述无人机进行辅助调整，以调整所述无人机远离当前的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹世鹏，
申请(专利权)人：众芯汉创北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：