一种基于跳频破解技术的无人机防控方法与流程

1.本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种基于跳频破解技术的无人机防控方法。


背景技术：

2.黑飞无人机存在干扰飞行、坠落伤人、偷拍隐私等安全隐患，对黑飞无人机的有效监管和防控已经成为空域安全的突出问题。
3.目前针对黑飞无人机的常用防控手段有通过全频段大功率信号压制、激光武器精准打击、开网抓捕和直升机驱离对无人机的拦截手段大部分都只是通过物理手段或者大功率信号对无人机进行压制干扰。
4.但在防控无人机时无法通过跳频破解技术对无人机遥控信号进行破解，使得无人机受到干扰压制后不能对无人机进行遥控控制，造成无人机坠毁，存在安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于跳频破解技术的无人机防控方法，旨在解决现有的无人机防控手段无法通过跳频破解技术对无人机遥控信号进行破解，使得无人机受到干扰压制后不能对无人机进行遥控控制的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种基于跳频破解技术的无人机防控方法，包括：
7.截获无人机发射的遥控信号和图像传输射频信号，解算出无人机的定位信息，检测出遥控器传出的跳频信号；
8.将跳频信号通过跳频参数估计方法得到跳频特征参数；
9.将跳屏特征参数与已有的特征参数进行对比，识别出无人机型号，并读取对应无人机型号的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式；
10.根据读取的控制命令信息生成相应频率的载波、pn码并进行调制，再根据跳频特征参数进行相应的跳频模拟，生成无人机控制指令信号并进行发射。
11.其中，截获无人机发射的遥控信号和图像传输射频信号，解算出无人机的定位信息，检测出遥控器传出的跳频信号的具体方式为：
12.选取阵列天线中的相邻两个天线，将截获到的遥控信号和图像传输射频信号输入信号处理机；
13.通过信号处理机对遥控信号和图像传输射频信号进行处理，确认信号为无人机发出后，对比两个天线截获的遥控信号和图像传输射频信号，得到对比信息；
14.通过定位服务器基于对比信息计算得到无人机的定位信息，并检测出遥控器传出的跳频信号。
15.其中，将跳频信号通过跳频参数估计方法得到跳频特征参数的具体方式为：
16.将跳频信号作为输入传输至遥控信号破解系统；
17.通过信号破解系统将跳频信号进行短时傅里叶变换；
18.对短时傅里叶变换结果进行仿真验证和对比，得到跳频特征参数。
19.其中，将跳屏特征参数与已有的特征参数进行对比，识别出无人机型号，并读取对应无人机型号的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式的具体方式为：
20.将跳频特征参数作为输入传输至智能检测系统；
21.通过智能检测系统的数据库中已有的特征参数进行对比，识别出无人机型号；
22.读取对应的无人机型号的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式。
23.其中，根据读取的控制命令信息生成相应频率的载波、pn码并进行调制，再根据跳频特征参数进行相应的跳频模拟，生成无人机控制信号并进行发射的具体方式为：
24.将控制命令信息和信号调制方式作为输入传输至无人机拦截系统；
25.通过无人机拦截系统根据无人机控制命令信息生成相应频率的载波、pn码并根据信号调制方式进行调制，再根据跳频特征参数进行相应的跳频模拟，生成无人机控制指令信号并发射出去。
26.本发明的一种基于跳频破解技术的无人机防控方法，通过截获无人机发射的遥控信号和图像传输射频信号解算出无人机的定位信息，检测出遥控器传出的跳频信号；将跳频信号通过跳频参数估计方法得到跳频特征参数；将跳屏特征参数进行对比，识别出无人机型号，并读取对应无人机型号的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式；根据控制命令信息生成相应频率的载波、pn码并进行调制，根据跳频特征参数进行跳频模拟，生成无人机控制指令信号并进行发射，解决了现有的无人机防控手段无法通过跳频破解技术对无人机遥控信号进行破解，使得无人机受到干扰压制后不能对无人机进行遥控控制的问题。，解决了现有的无人机防控手段无法通过跳频破解技术对无人机遥控信号进行破解，使得无人机受到干扰压制后不能对无人机进行遥控控制的问题。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明提供的一种基于跳频破解技术的无人机防控方法的流程图；
29.图2是截获无人机发射的遥控信号和图像传输射频信号，解算出无人机的定位信息，检测出遥控器传出的跳频信号的具体流程图；
30.图3是将跳频信号通过跳频参数估计方法得到跳频特征参数的具体流程图；
31.图4是将跳屏特征参数与已有的特征参数进行对比，识别出无人机型号，并读取对应无人机型号的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式的具体流程图；
32.图5是根据读取的控制命令信息生成相应频率的载波、pn码并进行调制，再根据跳频特征参数进行相应的跳频模拟，生成无人机控制指令信号并进行发射的具体流程图。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.请参阅图1至图5，本发明提供一种基于跳频破解技术的无人机防控方法，包括：
35.s1、截获无人机发射的遥控信号和图像传输射频信号，解算出无人机的定位信息，检测出遥控器传出的跳频信号；
36.具体方式为：
37.s101、选取阵列天线中的相邻两个天线，将截获到的遥控信号和图像传输射频信号输入信号处理机；
38.所述阵列天线采用n个(n≥2，典型实施例为12个)相同的宽带天线，每一个天线的安装指向不同，形成一个覆盖(30*n)度的天线阵列。
39.s102、通过信号处理机对遥控信号和图像传输射频信号进行处理，确认信号为无人机发出后，对比两个天线截获的遥控信号和图像传输射频信号，得到对比信息；
40.s103、通过定位服务器基于对比信息计算得到无人机的定位信息，并检测出遥控器传出的跳频信号。
41.s2、将定位信息作为输入传输至无人机拦截系统，无人机拦截系统通过定位信息调整发射天线的方向、角度和控制信号的指令；
42.s3、将跳频信号通过跳频参数估计方法得到跳频特征参数；
43.具体方式为：
44.s301、将跳频信号作为输入传输至遥控信号破解系统；
45.s302、通过信号破解系统将跳频信号进行短时傅里叶变换；
46.s303、对短时傅里叶变换结果进行仿真验证和对比，得到跳频特征参数。
47.所述遥控信号破解系统的功能主要是根据输入的所述遥控跳频信号，输出跳频信号的跳频周期、跳频频率和跳频时刻等特征参数。所述遥控信号破解系统主要利用所述跳频参数估计技术来进行所述跳频信号的特征参数的提取，所述跳频参数估计技术是将跳频信号进行短时傅里叶变换(stft)，然后对跳频信号的stft进行仿真验证和对比，得到跳频信号的特征参数。
48.s4、将跳屏特征参数与已有的特征参数进行对比，识别出无人机型号，并读取对应无人机型号的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式；
49.具体方式为：
50.s401、将跳频特征参数作为输入传输至智能检测系统；
51.s402、通过智能检测系统的数据库中已有的特征参数进行对比，识别出无人机型号；
52.s403、读取对应的无人机型号的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式。
53.所述智能检测系统的功能主要是通过将输入的所述跳频特征参数与数据库中已有的特征参数进行对比，当重合率为百分之百时，识别出与所述跳频特征信号参数对应的无人机型号，然后再从数据库中读取出相应型号的无人机的控制命令信息、控制逻辑和信号调制方式，并将这些信息发送给无人机拦截系统。
54.s5、根据读取的控制命令信息生成相应频率的载波、pn码并进行调制，再根据跳频特征参数进行相应的跳频模拟，生成无人机控制指令信号并进行发射。
55.具体方式为：
56.s501、将控制命令信息和信号调制方式作为输入传输至无人机拦截系统；
57.s502、通过无人机拦截系统根据无人机控制命令信息生成相应频率的载波、pn码并根据信号调制方式进行调制，再根据跳频特征参数进行相应的跳频模拟，生成无人机控制指令信号并进行发射。
58.所述无人机拦截系统的功能主要是生成所述无人机控制指令信号并发射出去，来对无人机进行管控及干扰。输入的无人机定位信息会使得无人机拦截系统判断该使用何种控制指令来对无人机进行管控，从数据库读取的遥控信号的控制指令及控制逻辑、调制方式，能使无人机拦截系统生成与无人机遥控信号一模一样的信号，对其进行发射，从而对黑飞的无人机进行控制。
59.本发明的一种基于跳频破解技术的无人机防控方法的有益效果：
60.效果一，用阵列天线、信号处理机和定位服务器组成的无人机频谱探测系统能有效探测无人机发射的信号并对无人机进行定位，得到无人机的速度、方向等定位信息以及遥控跳频信号，为后面遥控控制信号的再生提供了基础。
61.效果二，建立了数据库，能够存放已有的各个型号的无人机的跳频特征参数、调制方式、控制指令和逻辑等信息，并根据需要不断增加完善数据库的内容。使得无人机遥控信号的破解速率大大增加，不需要每次都对输入的跳频信号进行控制逻辑的破解，只需要进行跳频序列的破解然后识别特征参数并在数据库中搜索对应型号无人机的控制信号信息。
62.效果三，无人机遥控控制信号的再生，根据从数据库中读取到的无人机遥控控制信号的信息，我们能够生成相应频率的载波信号和相应码率的pn码并将二者进行调制，再通过提取到的跳频特征参数，对调制后的信号进行跳频处理，能够生成与无人机遥控控制信号相仿的控制信号，是无人机防控和干扰的关键。
63.以上所揭露的仅为本发明一种基于跳频破解技术的无人机防控方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。