2025年第九届深圳国际无人机展览会
世界数字城市大会
全国无人机行业协会联席会议机制
协会公告
您当前所在位置:首页 > 行业资讯 > 资讯速递 > 正文

如何识别您的无人机在飞行过程中是否被干扰或被欺骗?

2025-01-16 18:59:35来源:无人系统创新 作者:深无协 点击次数:354次字号:|
如何识别您的无人机在飞行过程中是否被干扰或被欺骗?
首先,我们想强调一个事实,如果没有详细的频谱分析,就很难判断您是否目睹了干扰或欺骗。然而,有间接证据将有助于理解这个问题并确定无人机“奇怪”或“逃跑”行为的原因。
本文的灵感来自新年后不久在流行的社交媒体渠道上出现的几篇帖子:“奥兰多无人机展中断”,“数百架无人机坠入水中”“昨天下午5点左右在鲁米亚(波美拉尼亚),DJI Mini4 Pro。起飞约15秒后,无人机开始以非常高的速度向任何方向飞行。距离地面30米左右,几乎没有风,没有雨,Kp指数低,起飞前无人机连接了所有卫星,信号很好,温度在冰点以上。它没有坠毁,因为螺旋桨在用动量硬着陆后完好无损(幸运的是它安全着陆,没有造成任何损坏)。只有一只手臂断了,有一些划痕和轻微损坏。可能是什么原因呢?是不是有什么错误?一切似乎都很正常。”“在飞行过程中,无人机在某个时候掉头,但仍然没有控制。即使我指示它走得更高,它还是一直在下降。我多年来一直在驾驶DJI无人机,这是我第一次遇到这样的情况。”“嗨,Elbląg(也是波兰的波美拉尼亚)周围有人驾驶无人机吗?我之所以询问,是因为我遇到了GPS信号丢失。当我将无人机升高到120m时,我失去了信号。低于这个高度就没问题了。DJI Air3的AI3。”
在我们解释这个问题之前,请注意,我们在这里写的内容是基于我们迄今为止收集的知识和经验。在撰写本文时(2025年初),该信息是真实的,但可能随时过时。
当我们提到GNSS时,我们指的是以下星座/系统:GPS(美国)、Galileo(欧洲)、北斗(中国)和GLONASS(俄罗斯)。GNSS干扰是信号干扰,而欺骗是操纵信号以改变位置和/或时间。
由于资源原因,我们将测试仅限于DJI无人机。我们简要测试了其他无人机,包括无人机表演中使用的无人机。事实证明,这些更能抵抗干扰和欺骗.


卡住的DJI无人机表现如何?

我们已经对各种干扰场景和不同类型的DJI无人机进行了测试。结果如何?
无人机的行为与社交媒体帖子中的描述完全一样。它突然向任何方向飞行,不断增加或减少高度,同时明显提高速度。切换到手动控制可以暂时解决问题。然而,真正的问题是,虽然干扰会立即影响GNSS芯片组,但无人机恢复“正常”需要更长的时间,通常约为60-90秒。而这种“短暂感染”是最大的挑战。为什么?受干扰只需要一小会儿,大约需要60秒才能恢复。
另外,请记住,大多数DJI无人机都依赖于基于视觉和惯性系统,因此它们在不同高度的行为可能会有所不同。一般来说,在距离起飞10m的高度,较新的DJI无人机几乎不容易受到干扰。请记住这一点作为风险缓解策略。如果您可以安全地下降到基于视觉的导航系统接管的高度,您应该重新获得控制权。但是,与往常一样,请谨慎行事——“卡住”的无人机可能移动得太快,以至于10m的高度不足以阻止它。


干扰在GSC上看起来如何?

在地面站控制器(GroundStationControl)上,您将看到GNSS(GPS)信号丢失。卫星数图标将变为红色,但有时可能为橙色。



欺骗的DJI无人机的行为如何?

从本质上讲,类似于受干扰影响的无人机,但在飞行中具有更多的“稳定性”。通常,它会向所需的方向飞行,并且比卡住的飞机“更慢”地改变高度。当然,这是主观的,一开始很难明确识别。唯一相对“确定”的区别是,使用欺骗时,您仍然在GNSS信号范围内,因此卫星图标可能是白色的,但显示的可用卫星较少(例如,从23个增加到12个)。但是谁经常关注那个指标呢......?



请记住,欺骗是一个比干扰更复杂的问题。要在不注意GPS定位丢失的情况下执行高级欺骗,需要价值至少1,000至3,000+欧元的设备。这需要一些关于欺骗、不同频率范围的天线和各种星座的高级知识。

总之,欺骗在技术上是可能的,但很复杂,而且不是可以免费轻松完成的事情。这需要更多的准备。DJI无人机对不太先进的欺骗方法表现出更大的抵抗力,例如首次应用干扰,然后“插入”新卫星(例如,“非相干”欺骗)。经过测试的模型可以抵抗这种攻击,只是失去了修复,类似于干扰。


地缘政治局势

以上两个社交媒体帖子都来自相对靠近加里宁格勒州(俄罗斯)的地区。几个月来,人们都知道加里宁格勒是GNSS干扰源。虽然最初主要是干扰,但自2024年10月至11月以来,已经观察到更复杂的欺骗方法。这种情况似乎对上述用户的遭遇给出了明确的答案......但!



在海湾区域(格但斯克),我们安装了TERRESTRIALGNSS异常检测系统(用于检测和分类GNSS干扰和欺骗)。我们的测试表明,即使是来自俄罗斯的最激进的攻击也不一定会到达地面。俄罗斯的干扰天线可能是定向的,旨在有效地干扰更高高度(远高于120米)的飞机。在我们的示例中,鲁米亚市略高于我们的传感器(约30-60mAGL)。此外,在24m左右高度的飞行可能足以捕捉到干扰。
总之,我们在格但斯克湾观察到GPS信号衰减最小,但它非常小,以至于我们测试它的地方可以归类为“普通”工业干扰。但是,我们强调,这可能是由于传感器的位置以及我们的传感器与Rumia的飞行位置之间的相当远的距离。但这是来自加里宁格勒的干扰吗?我们不能100%肯定地说。更有可能只有30%左右。
下面,我们展示了社交媒体帖子中描述的飞行期间我们的传感器(GPSPATRON的GP-CLOUD)的屏幕截图。


有趣、愚蠢、无意识,或试图愚弄老板、雇主或危害国家安全?


就像曾经流行向飞行员的眼睛照射强大的激光一样(一种完全应受谴责的行为),现在我们观察到越来越多的流氓/白痴,要么知道或不知道他们的行为,在玩廉价的干扰器。“便宜”是指价格低至几十欧元的设备,可在流行的销售平台上购买(我们刻意避免发布示例链接)。另一个可能造成干扰的群体是专业司机(卡车和出租车司机)。他们为什么要这样做?最简单的答案:避免在系统中被“跟踪”。也有小偷,尤其是那些偷昂贵汽车的小偷。根据我们的观察,它们使用高功率干扰器,因此范围更大。
最后,是国家服务(在波兰,我们称它们为三个字母的服务)。众所周知,他们使用干扰器,但他们不承认如何、在哪里或何时使用。
总之,您相对经常会遇到道路附近的干扰、高速公路和高速公路附近的“强烈”干扰,以及到处都是不负责任的GNSS干扰。提醒一下,干扰受保护的频率是被禁止的,但在以后的文章中会有更多介绍。


gpsjam.orgspoofing.skai-data-services.com、flightradar24等网站

这些服务的最大优势是它们以易于理解的形式呈现异常。这种明显易于理解和解释地图的做法有一定的局限性。这很重要,因为这些地图不能用于地面和非常低的高度干扰。重要的是要记住,gpsjam和spoofing.skai-data-services.com中的地图有严重的局限性。
为这些门户提供支持的数据来自ADS-B标准,提供此信息的飞机通常在高空飞行(离地面最远11公里)。因此,这些服务中的可视化不能与较低高度(例如120mAGL)的地面GNSS干扰直接相关。


关于ADS-B及其在检测GNSS异常方面的有用性的几点说明

ADS-B背后的原理相对简单。配备该系统的飞机(不仅仅是它们)以“广播”模式连续发送其位置。同时,它们还会发送各种其他数据,包括来自机载设备(包括卫星接收器)的数据的不确定性、准确性和完整性的信息。不幸的是,在标准化领域,存在相当大的混乱。简单来说,ADS-B系统中的数据质量指标有几种类型,包括:

·不确定性指标

·精度指示器

·完整性指示器
总而言之,ADS-B包含许多定义位置报告数据质量的参数。仅从这些指标很难推断出GNSS干扰的珍贵类型和来源。
上述服务通过聚合来自多个来源的数据来工作。
因此,只有来自几架飞机的类似“不良”数据才能确认异常理论并在这些服务的地图上创建颜色编码标记。需要注意的是,这些地图不是实时的,而是半实时的。系统通常需要历史数据来显示信息。
随着ADS-B的每个版本的演变,这些参数通常会被重命名或重新定义。这些更新使理解和分析解释ADS-B数据的不确定性变得复杂。
但是,由于这些服务作者的巨大努力,我们有证据表明空域发生了异常和黑客攻击。


最后,当无人机行为异常时,最有可能的情况是什么?

根据我们的观察,最有可能的情况是有意或无意地使用干扰器,只需几十欧元/美元即可购买。
准备好恶作剧或笑话。功率相对较低的小型USB大小的干扰器(以mW为单位)可能会干扰直接视线(视线)内几百米的接收器。为了说明GPS信号有多“弱”,想象一下试图从几百公里外发现一个灯泡。
当然,侵略者也可能采取混合行动,尤其是在加里宁格勒、布列斯特和乌克兰周边地区。但作为混合战争的一部分,世界任何地方的侵略者也可以满足这些挑战。
我们的观察还表明,无人机表演期间使用的专业无人机(无人机群)对干扰的抵抗力要强得多。它们使用不同的星座,由不同的伽利略频率(E5a/E5b、E6、E1)、GPS(L5、L2、L1)和GLONASS(G3、G2、G1)支持。我们的经验表明,攻击它们的要求要高得多,成本更高,需要在地面安装基础设施,有时在空中,但这是完全可能的。
自然因素,如太阳喷发(高Kp指数)、不利的星座布置或障碍物的信号反射,也有可能降低GNSS信号的质量。


那么有解药吗?

这很难说。为了使文章相对简短,我们特意不涉及对抗干扰和欺骗的问题。有一些使用特殊天线、系统、身份验证和授权的保护方法,例如GalileoOSNMA(开放服务导航消息身份验证)。但在后续文章中会有更多内容。


那么现在能做什么呢?

答案很简单。现在有两种方法可以以相对较低的成本完成:
首先是检查您的系统(无人机)对各种干扰的敏感性:干扰和欺骗我们与GPSPATRON一起可以帮助您进行此类测试。从最简单到最高级,几乎使用每个星座及其组合。这样的测试可能需要两天时间,但知道总比被黑客吓到要好。

第二件事是提供一个系统,用于在飞行和无人机表演期间对GNSS信号异常进行监控和分类。我们已经提供此类服务几个月了。监控的目的是获得证据,证明无人机没有飞到它们应该飞的地方,而不是因为我们。换句话说,我们可以提供证据证明这不是您的错。此证据是系统中记录的。作为此类监控的一部分,您将收到电子记录的证据,您可以在发生诉讼时在法庭上使用这些证据。在我们看来,在飞行过程中提供异常监测是强制性的。


来源:Pawel Korzec,DroneRadar 联合创始人兼首席执行官



关键词: