[发明专利]一种组合导航模式下的无人机欺骗方法

说明书

一种组合导航模式下的无人机欺骗方法，其步骤包括：步骤S1：攻击方利用第三方测量设备设备观测估算无人机的飞行状态信息，包括其位置速度和加速度信息；步骤S2：根据估算的飞行状态信息攻击方采用PID控制算法，计算出迫使无人机跟踪欺骗轨迹的控制输入量a^s；步骤S3：结合步骤S1获取的无人机估计飞行状态信息和步骤S2获取的欺骗控制输入量a^s，攻击方计算求得虚假卫星信号的加速度分量a^*；步骤S4：攻击方通过积分运算，求解得到各个时刻虚假卫星信号的位置x^*和速度v^*信息。本发明具有易实现、适用范围广、控制精度高等优点。

技术领域

本发明主要涉及到无人机控制技术领域，特指一种组合导航模式下的无人机欺骗方法。

背景技术

随着科学技术的进步和经济的飞速发展，由于无人技术在持久性、机动性以及降低生命危险性等方面具有独特的优势，为此无人机在各行各业的应用即为广泛，有的属于正常的应用，有的属于非正常应用，而有的应用环境下反无人机技术也分为正常应用和非正常应用。一些干扰技术能够对正常应用下的无人机实现压制，从而影响到正常应用。例如涉及到安全问题。隐蔽性欺骗是指无人机在接收到虚假GPS信号后，虽然其真实飞行状态跟踪欺骗轨迹。

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)/惯性导航系统(InertialNavigation System,INS)的组合导航是无人机系统导航、制导与控制的核心技术之一。但是由于导航卫星信号十分微弱，故应用卫星导航终端的无人机GPS/INS组合导航系统容易受到压制式干扰或欺骗式干扰等恶意干扰。

与压制式干扰不同，欺骗式干扰信号的功率水平、信号格式及频谱结构均与真实卫星信号相似，旨在迫使接收机在毫无意识的情况下锁定在欺骗式干扰信号上，产生看似可靠、其实错误的导航定位结果，进而达到卫星接收机的目的。由于受到欺骗式干扰时，接收机往往对此没有察觉，因此欺骗式干扰的危害比压制式干扰更加严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种易实现、适用范围广、控制精度高的组合导航模式下的无人机欺骗方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种组合导航模式下的无人机欺骗方法，其步骤包括：

步骤S1：攻击方利用第三方测量设备设备观测估算无人机的飞行状态信息，包括其位置速度和加速度信息；

步骤S2：根据估算的飞行状态信息攻击方采用PID控制算法，计算出迫使无人机跟踪欺骗轨迹的控制输入量a^s；

步骤S3：结合步骤S1获取的无人机估计飞行状态信息和步骤S2获取的欺骗控制输入量a^s，攻击方计算求得虚假卫星信号的加速度分量a^*；

步骤S4：攻击方通过积分运算，求解得到各个时刻虚假卫星信号的位置x^*和速度v^*信息。

作为本发明的进一步改进：在所述步骤S1中，采用线性估计器，即：

其中，A_e为状态观测器系统矩阵，且：

L^s为估计器的稳态增益矩阵，可由连续黎卡提方程：

A_eP^s+P^sA_e+Q^s-P^sC^T(R^s)^-1CP^s＝0