[发明专利]基于北斗定位及无线组网的无人机侦测系统及侦测方法

权利要求书

1. 基于北斗定位及无线组网的无人机侦测方法，其特征在于，包括基于北斗定位及无线组网的无人机侦测系统，所述系统包括一组结构相同的单节点阵列，其中，每个单节点包括顺序连接的数据采集传输及识别模块、北斗定位及组网模块、管控及反击模块，所述数据采集传输及识别模块设有电连接的AD9361射频前端单元、FPGA板、AD9361数据处理单元和多通道DDR3异步防冲突读写单元，FPGA板设有飞控信号识别、图传信号识别、识别结果仲裁、GPMC总线、千兆网口和ARM处理器功能单元，所述北斗定位及组网模块设有电连接的北斗授时定位单元、北斗通信单元和无线组网连接单元，所述管控及反击模块设有电连接的PC总控制端和软件无线电设备，其中数据采集传输及识别模块设有接收天线，管控及反击模块设有发射天线，发射天线连接可调节功率的信号功率放大器，所述FPGA板为黑金开发板AX7325，AX7325内部集成有XC7K325TIFFG900的FPGA、DDR3内存条、FMC扩展接口、串口和温度传感器LM75，所述AD9361为ADI公司评估板，所述北斗定位及组网模块为DM910型模块，所述北斗定位及组网模块为DM910型模块，所述软件无线电设备为Hackrf One开源无线电设备及发射天线，

所述方法包括如下步骤：

1）数据采集存储及传输：经由FPGA控制AD9361板卡链接高增益天线对无人机飞控及图传信号进行双源侦收，实现数据的采集存储及传输，过程包括：

1-1）初始化：FPGA控制SPI时序对AD9361配置相关寄存器使寄存器初始化；

1-2）定频、扫频模式采集：外接控制终端控制FPGA板进入双通道扫频模式，FPGA通过SPI时序对AD9361进行配置，实现对2.3Ghz-2.5Ghz、5.7Ghz-5.9Ghz频段快速扫频采集，其中，2.3Ghz-2.5Ghz、5.7Ghz-5.9Ghz频段为无人机飞控及图传信号所在频段；

1-3）数据存储及传输：步骤1-2）采集到的数据通过AD9361数据处理单元传输至DDR3异步防冲突读写单元，步骤1-2）采集到的数据分为5路多通道数据，两路数据用于进行飞控信号处理识别，两路数据用于图传信号处理识别，一路数据送往信号识别模块的千兆网口单元用于PC上位机频谱显示，此过程完成数据跨时钟处理；

2）信号识别：信号识别中由于飞控信号采用跳频方式进行传输、图传信号采用OFDM调制方式进行传输，首先对探测频段信号功率进行检测并设置阈值判断是否有突发信号出现，之后对信号进行相应算法识别，其中飞控信号识别为基于跳频信号特征的识别算法，根据跳频信号频率点随时间变化这一特点，对频段内信号进行时频分析提取时频脊线特征与无人机飞控信号进行对比；OFDM信号为带宽10M的宽带信号，频谱近似矩形，通过宽带信号特征对图传信号进行识别；双源信号的识别算法均由FPGA板实现，双源信号的识别结果经过内部仲裁单元进行裁决，裁决结果通过GMPC总线传输至ARM单元中；

3）目标定位：ARM单元获得步骤2)前级处理的结果及数据源，经北斗DM910模块中的BD2B1/GPS L1 小型化导航定位模块实现目标定位，并将定位数据及频谱数据进行发送；

4）无线组网连接：步骤1）-步骤3）完成无人机目标的单节点探测，为扩大探测范围，将经步骤3)所得目标定位信息及数据通过无线组网单元进行汇总连接，发送至管控及反击模块的总控制PC端，总控制PC端对每一节点设置有其对应的上位机实时共享显示界面，若出现异常情况该节点对应界面将出现警告提醒，多个节点共享界面组成总控制端的实际探测情景图；

5）GPS诱骗信号生成：PC总控制端获得步骤4）所得数据，发送反击命令至各单节点ARM，每个单节点ARM将该数据传输至带软件的无线电设备，依据无人机内部设置的相关禁飞设置，采用软件代码方式生成包含禁飞区坐标的虚拟GPS信号，虚拟GPS信号生成过程为：

5-1）仿真器获取编译：虚拟GPS信号的生成于Linux环境下实现，采用clone指令获取开源软件GPS信号仿真器代码gps-sdr-sim，将仿真器代码gps-sdr-sim保存在指定路径，采用gcc编译器对仿真器代码gps-sdr-sim编译得到可执行文件；

5-2）确定坐标信息：查找到禁飞区位置坐标信息记录禁飞区位置坐标经纬度，通过单节点上位机进行坐标参数输入，设置8为采样精度，生成的数据文件；

5-3）文件保存备份：步骤5-2）生成的数据文件即为通过GPS信号仿真器生成的虚拟GPS信号数据，将虚拟GPS信号数据保存为后缀.bin的文件；

6）诱骗信号发送：步骤5)生成后缀.bin的文件数据经发射天线发送给反击目标，反击目标接收到虚拟GPS信号被定位至禁飞区内，返航点刷新开始自动降落，实现对无人机目标的反击。