[发明专利]一种基于机器学习的无人机航迹跟踪识别方法

说明书

本发明属于导航欺骗领域，具体公开了一种基于机器学习的无人机航迹跟踪识别方法。该方法包括：步骤(1)探测是否存在无人机以及是否处于直线飞行状态；步骤(2)发射卫星导航欺骗信号，迫使无人机偏离规划航线；步骤(3)记录侧偏距误差、侧偏距误差变化率和无人机航向角信息；步骤(4)将侧偏距误差、侧偏距误差变化率作为输入，无人机航向角作为输出，通过支持向量机等机器学习方法，建立输入输出映射关系；步骤(5)基于机器学习建立的模型，通过卫星导航欺骗信号预测无人机航向角变化，实现导航欺骗目的。本发明通用性强，可对管控非法无人机提供技术支持，有效驱离、诱骗非法无人机到指定地点。

技术领域

本发明涉及导航欺骗领域，具体涉及一种基于机器学习的无人机航迹跟踪识别方法。

背景技术

随着卫星导航技术的进步和低空空域的开放，无人机产业迅猛发展，在地质探测、灾难救援、交通管制、农业施肥、污染监控等方面已得到广泛应用。但另一方面，由无人机黑飞或操作不当造成的事故也屡见不鲜。无人机有效管控迫在眉睫，目前主要的处置手段包括：压制干扰、导航欺骗、链路劫持和硬杀伤摧毁，其中导航欺骗手段因通用性强，作用效果好，可将无人机定点诱骗至指定地点而备受关注。

本发明以处置非法无人机这一现实需求出发，旨在提出一种新的利用导航欺骗手段控制无人机的方法，通过以侧偏距误差和侧偏距误差变化率为输入，无人机航向角为输出，基于机器学习获得卫星导航欺骗信号与无人机航向角映射关系，完成对无人机航迹跟踪算法的等效识别，进而实现导航欺骗目的。

发明内容

本发明提出了一种基于机器学习的无人机航迹跟踪识别方法，通过卫星导航欺骗手段，迫使无人机偏离原规划航线，利用偏离航线所产生的侧偏距误差、侧偏距误差变化率、无人机航向角等信息，基于机器学习获得卫星导航欺骗信号与无人机航向角映射关系，完成对无人机航迹跟踪算法的等效识别。该方法可应用于导航欺骗领域，具有较强实用价值。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于机器学习的无人机航迹跟踪识别方法，包括以下步骤：

步骤(1)：首先利用无人机自身或第三方探测设备探测无人机并获取其位置、速度信息，通过跟踪无人机，并拟合外推，确定无人机是否处于直线飞行状态，若没有，持续跟踪，否则执行步骤(2)；

步骤(2)：待无人机处于稳定直线飞行状态时，发射卫星导航欺骗信号，确保无人机机载卫星导航接收机接收到虚假卫星信号，并参与自身位置、速度和姿态解算；

步骤(3)：通过控制卫星导航欺骗信号，利用无人机自身或第三方探测设备判断无人机是否在卫星导航欺骗信号作用下偏离航线，若没有，关闭卫星导航欺骗信号，返回步骤(2)，否则执行步骤(4)；

步骤(4)：记录侧偏距误差、侧偏距误差变化率和无人机航向角信息，执行步骤(5)；

步骤(5)：判断采集的数据量是否足够，若没有，执行步骤(3)，否则执行步骤(6)；

步骤(6)：将侧偏距误差和侧偏距误差变化率作为输入，无人机航向角作为输出，通过支持向量机、神经网络等机器学习方法，建立输入输出映射关系，完成无人机航迹跟踪识别方法。

本发明的有益效果在于：

通用性强：本发明对凡使用卫星导航系统参与导航定位的无人机，均可基于导航欺骗手段，利用机器学习，具有一定回归、预测无人机航向角变化的能力；

对管控非法无人机提供技术支持：可有效驱离、诱骗非法无人机到指定地点。

附图说明

图1是本发明设计的基于机器学习的无人机航迹跟踪识别方法与实现流程图；

图2是本发明涉及的侧偏距、侧偏距误差变化率和无人机航向角等物理量图示；