Drone Navigation Deception Teknologi

Navigationsbedrag rettet mod droner refererer generelt til brugen af ​​visse tekniske midler til at injicere kunstigt indstillet falsk trusselsnavigationsinformation i ulovlige droner, hvilket får dronens eget satellitnavigationssystem til forkert at bestemme sin position og dermed foretage forkert ruteplanlægning og flyvekontrol og derved opnå formålet med at køre dronen væk eller tvangslanding på et anvist sted. På grund af det faktum, at mainstream-droner i øjeblikket brugerGlobalt satellitnavigationssystem(GNSS) som deres vigtigste kilde til navigationsinformation kan navigationsbedragerteknologi næsten påvirke alle droner, især civile droner, og har god anvendelighed. I praktisk brug udsender det jordbaserede drone-navigationsvejledningsudstyr generelt pseudo-navigationssignaler, der har en vis lighed med det rigtige drone-GNSS-signal, hvilket tvinger relevante brugere til at modtage og beregne sådanne pseudo-navigationssignaler ved den modtagende terminal, hvilket får dronen til at opnå falsk position, hastighed og tidsinformation under skjulte forhold og ude af stand til effektivt at detektere det. Det skal påpeges, at navigationsbedrag er forskellig fra navigationsinterferens. Navigationsundertrykkelsesinterferens bruger generelt højeffektsjammere til at transmittere forskellige typer undertrykkelsessignaler, hvilket gør målmodtageren ude af stand til at modtage normale navigationssignaler, og brugere ude af stand til at opnå navigations-, positionerings- og timingresultater, hvilket resulterer i utilgængeligheden af ​​navigationssystemet. På grund af at navigationsbedrag ofte ikke kræver for stærk sendekraft, har god skjul og i et vist omfang kan guide relevante brugere til at navigere på den forkerte måde, gør dette også at navigationsbedrag har gode applikationseffekter i praksis.

I øjeblikket er der to vigtigste navigationsbedragsteknologier til droner:

1） Videresendelsesbedrageri

Som navnet antyder, refererer fremadrettet bedrageri til at placere en GNSS-modtager omkring målet, der skal bedrages, gemme og videresende det rigtige GNSS-signal til målet for at opnå effekten af ​​bedrag. På grund af den uundgåelige forekomst af signalankomstforsinkelser under signalmodtagelse, lagring, bearbejdning og videresendelse kan videresendelsesinterferens generelt opdeles i direkte videresendelsesbedrag og forsinket videresendingsbedrag baseret på tilstedeværelsen af ​​menneskelig forsinkelse i forsinkelsen. På grund af den kendsgerning, at forward deception jamming direkte videresender det rigtige signal, betyder det, at så længe det aktuelle signal kan modtages, kan deception udføres. Derfor er der ingen grund til at kende strukturen af ​​signalpseudokoden på forhånd, især uden at forstå de specifikke implementeringsdetaljer for GPS M (Y)-koden. Derfor kan militære GPS-signaler blive direkte bedraget. Men på grund af det faktum, at forsinkelsen af ​​det videresendte deception-signal, der når modtageren, altid er større end forsinkelsen af ​​det reelle signal, der ankommer. På grund af manglende evne til at ændre pseudokodestrukturen og kun pseudoafstandsmåleværdien under vildledningsprocessen, er kontrolfleksibiliteten ved samtidig fremadrettet vildledningsinterferens relativt dårlig, hvilket ofte kræver mere komplekse fremadforsinkelseskontrolstrategier og har også visse begrænsninger på implementeringssted for videresendelsesenheder. For modtagere, der allerede har opnået stabil sporing af GPS-signaler, er den fremadrettede deception jamming kun effektiv, når forsinkelsen mellem det fremadgående signal og det direkte signal ved fasecentret af målmodtagerantennen er mindre end én chip på grund af dens pseudokodefase. uret halter bagefter det rigtige signal. Derudover har forskning vist, at på grund af det faktum, at GPS-modtagere typisk modtager flere satellitsignaler (normalt mere end 10 kanaler), er det ofte nødvendigt at modtage og videresende flere satellitsignaler under bedrageri. Men i praksis, hvis en enkelt station og en enkelt antennemetode anvendes til videresendelse, er det ofte umuligt at videresende mere end fire kanaler (eksklusive fire kanaler) med satellitsignaler samtidigt, og flere signaler skal videresendes på én videresendingsstation. Dette resulterer ofte i et stort antal videresendelsesstationer, og spoofing-signaler til videresendelse bliver også let registreret. Derfor er brugen af ​​forward spoofing ofte begrænset i praksis.

（2） Generativt bedrag

Det grundlæggende princip for generativt bedrageri er at bruge vildledningsanordninger til i realtid at beregne de nødvendige parametre såsom kodefaseforsinkelse, carrier-doppler, navigationsmeddelelse osv. af det GNSS-signal, som brugeren skal modtage ved den forudbestemte forventede brugerposition . Baseret på dette genereres et falsk GNSS-signal på det punkt og udstråles til bedragerobjektet gennem sendeantennen, hvilket maskerer det sande GNSS-signal med det falske signals effektfordel, gør det gradvist til at spore og fange den specificerede pseudokodefase og bærer Doppler af bedragersignalet, så målet, der skal bedrages, kan opnå forkerte pseudo-afstandsmåleværdier, og derefter beregne den forkerte positionsinformation for i sidste ende at opnå formålet med bedrag. Det grundlæggende princip for denne metode er vist i følgende figur:

Generativt bedrageri kræver en fuldstændig forståelse af data- og frekvensstrukturen af ​​GNSS-signaler, såsom pseudokodestrukturer, navigationsmeddelelser osv., hvilket gør det vanskeligt at implementere generativt bedrag på P(Y)-kodesignaler. På grund af den kendsgerning, at generativ vildledningsjamming anvender sin egen enhed til at generere vildledningssignaler og ikke er afhængig af GNSS-systemet, kan bedrageriparten frit bestemme navigationsmeddelelsen og signaltransmissionstiden, hvilket gør det muligt for bedragerisignalet at nå modtageren enten halter eller foran det rigtige signal. Så generativ interferens kan bedrage målmodtageren på forskellige måder, såsom ændring af de eksperimentelle ankomstmåleværdier og manipulation med satellitephemerier/almanakker. Da GNSS-signaler faktisk er direkte sekvens spredte spektrum-signaler, der gentages i en bestemt kodeperiode, har forskning vist, at generative deception-signaler automatisk kan matche kodefasen med det reelle signal inden for den længste pseudokodeperiode (1ms for GPS L1-signaler) ), og træk modtagerens pseudokodesporingsløkke for at spore bedragerisignalet med en lidt højere effekt end det rigtige signal. På samme tid, på grund af den cykliske gentagelseskarakteristik af pseudokoden i vildledningssignalet, hvis bedraget ikke lykkes inden for en pseudokodecyklus, kan bedragerisignalet også automatisk implementere trækkraft i den næste pseudokodecyklus indtil målmodtageren er guidet med succes. Når først vildledningssignalet med succes trækker målmodtagerens pseudokodesporingsløkke, kan den forstyrrende part kontrollere timing- og positioneringsresultaterne for målmodtageren ved at justere pseudokodefasen af ​​det transmitterede bedragerisignal og derved opnå målet om at bedrage målet modtager. Derfor stiller denne metode ikke høje krav til modtagerens aktuelle tilstand. Det kan bedrage både modtageren i optagelsestilstanden og modtageren i steady-state sporingstilstand. Derfor er det praktiske ved generativt bedrag ofte stærkere.

På grund af den dybe anvendelse af satellitnavigationssystemer i forskellige aspekter af det sociale liv og militære applikationer, kan satellitnavigationsmodtageterminaler, der modtager falske signaler og opnår forkerte timing- og positioneringsresultater, føre til katastrofale konsekvenser. Derfor stiger antallet af drone-modforanstaltninger ved brug af navigationsbedragsteknologi konstant. Den 4. december 2011 hævdede iranske luftforsvarsstyrker, at de havde brugt bedrageriteknologi til at fange et amerikansk "RQ-170" ubemandet rekognosceringsfly langs landets østlige grænse. Hvis denne rapport er sand, vil det være den første anvendelse af navigationsbedrageri teknologi i ubemandede luftfartøjer modforanstaltninger. Ifølge medierapporter, som et stort land inden for teknologi og udstyr til elektronisk krigsførelse, er det højst sandsynligt, at Rusland i udstrakt grad har brugt bedrageriteknologi rettet mod GPS i de seneste år. Ifølge C4ADS, en non-profit organisation i USA, har der været næsten 10.000 forskellige GPS-bedragerier i Rusland i de seneste år, især når den russiske præsident Putin besøger følsomme områder, vil vildledende GPS-signaler dukke op omkring dem. Derudover rapporterede organisationen, at i Moskva, især nær Kreml, har turister gentagne gange fundet deres placering udpeget som en lufthavn 32 km væk. Denne fremgangsmåde fra Ruslands side betragtes bredt som en defensiv foranstaltning for at undgå at blive angrebet af NATO GPS-styrede våben. Analyse tyder på, at det russiske militær gentagne gange har været i stand til at forpurre drone-klyngeangreb rettet mod dets militærbaser i Syrien, muligvis på grund af brugen af ​​delvis GPS-bedragerteknologi.