Technologie zur Täuschung der Drohnennavigation

Navigationstäuschung, die auf Drohnen abzielt, bezieht sich im Allgemeinen auf die Verwendung bestimmter technischer Mittel, um künstlich festgelegte Navigationsinformationen mit falscher Bedrohung in illegale Drohnen einzuschleusen, was dazu führt, dass das eigene Satellitennavigationssystem der Drohne ihre Position falsch bestimmt und somit eine falsche Routenplanung und Flugsteuerung durchführt, wodurch erreicht wird der Zweck, die Drohne zu vertreiben oder an einem bestimmten Ort zu landen. Aufgrund der Tatsache, dass Mainstream-Drohnen derzeit das verwendenGlobales Satellitennavigationssystem(GNSS) als Hauptquelle für Navigationsinformationen kann die Navigations-Täuschungstechnologie nahezu alle Drohnen, insbesondere zivile Drohnen, beeinträchtigen und ist gut anwendbar. Im praktischen Einsatz senden bodengestützte Navigationsleitgeräte für Drohnen im Allgemeinen Pseudonavigationssignale aus, die eine gewisse Ähnlichkeit mit dem realen GNSS-Signal der Drohne aufweisen, was relevante Benutzer dazu zwingt, solche Pseudonavigationssignale am Empfangsterminal zu empfangen und zu berechnen, wodurch die Drohne falsche Ergebnisse erhält Positions-, Geschwindigkeits- und Zeitinformationen unter verborgenen Bedingungen und nicht in der Lage, sie effektiv zu erkennen. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass sich Navigationstäuschung von Navigationsinterferenz unterscheidet. Bei Navigationsunterdrückungsstörungen werden im Allgemeinen Hochleistungsstörsender verwendet, um verschiedene Arten von Unterdrückungssignalen zu übertragen, wodurch der Zielempfänger keine normalen Navigationssignale empfangen kann und Benutzer keine Navigations-, Positionierungs- und Zeitergebnisse erhalten können, was zur Nichtverfügbarkeit des Navigationssystems führt. Aufgrund der Tatsache, dass die Navigationstäuschung häufig keine allzu große Sendeleistung erfordert, eine gute Verschleierung aufweist und relevante Benutzer bis zu einem gewissen Grad dazu verleiten kann, in die falsche Richtung zu navigieren, führt dies auch dazu, dass die Navigationstäuschung in der Praxis gute Anwendungseffekte hat.

Derzeit gibt es zwei Hauptnavigationstäuschungstechnologien für Drohnen:

1） Täuschung weiterleiten

Wie der Name schon sagt, bezieht sich die Vorwärtstäuschung auf die Platzierung eines GNSS-Empfängers um das zu täuschende Ziel, das Speichern und Weiterleiten des echten GNSS-Signals an das Ziel, um den Effekt der Täuschung zu erzielen. Aufgrund des unvermeidlichen Auftretens von Signalankunftsverzögerungen während des Signalempfangs, der Speicherung, der Verarbeitung und der Weiterleitung können Weiterleitungsstörungen im Allgemeinen in eine direkte Weiterleitungstäuschung und eine verzögerte Weiterleitungstäuschung unterteilt werden, basierend auf dem Vorhandensein einer menschlichen Verzögerung bei der Verzögerung. Aufgrund der Tatsache, dass Forward Deception Jamming das reale Signal direkt weiterleitet, bedeutet dies, dass eine Täuschung durchgeführt werden kann, solange das aktuelle Signal empfangen werden kann. Daher besteht keine Notwendigkeit, die Struktur des Signalpseudocodes im Voraus zu kennen, insbesondere ohne die spezifischen Implementierungsdetails des GPS M (Y)-Codes zu verstehen. Daher können militärische GPS-Signale direkt getäuscht werden. Dies liegt jedoch daran, dass die Verzögerung des weitergeleiteten Täuschungssignals, das den Empfänger erreicht, immer größer ist als die Verzögerung des Eintreffens des realen Signals. Aufgrund der Unfähigkeit, die Pseudocodestruktur und nur den Pseudoentfernungsmesswert während des Täuschungsvorgangs zu ändern, ist die Steuerungsflexibilität gleichzeitiger Vorwärtstäuschungsinterferenzen relativ gering, was häufig komplexere Vorwärtsverzögerungssteuerungsstrategien erfordert und auch bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Vorwärtsverzögerungssteuerung erfordert Einsatzort von Weiterleitungsgeräten. Bei Empfängern, die bereits eine stabile Verfolgung von GPS-Signalen erreicht haben, ist die Vorwärts-Täuschungsstörung nur dann wirksam, wenn die Verzögerung zwischen dem Vorwärtssignal und dem Direktsignal im Phasenzentrum der Zielempfängerantenne aufgrund ihrer Pseudocodephase weniger als einen Chip beträgt Die Uhr hinkt dem tatsächlichen Signal hinterher. Untersuchungen haben außerdem gezeigt, dass es aufgrund der Tatsache, dass GPS-Empfänger typischerweise mehrere Satellitensignale empfangen (normalerweise mehr als 10 Kanäle), bei der Täuschung häufig erforderlich ist, mehrere Satellitensignale zu empfangen und weiterzuleiten. In der Praxis ist es jedoch oft unmöglich, mehr als vier Kanäle (mit Ausnahme von vier Kanälen) von Satellitensignalen gleichzeitig weiterzuleiten, wenn für die Weiterleitung eine einzelne Station und eine einzelne Antenne verwendet wird, und mehrere Signale müssen an einer Weiterleitungsstation weitergeleitet werden. Da es sich häufig um eine große Anzahl von Weiterleitungsstationen handelt, können auch Weiterleitungs-Spoofing-Signale leicht erkannt werden. Daher ist der Einsatz von Forward Spoofing in der Praxis oft eingeschränkt.

(2) Generative Täuschung

Das Grundprinzip der generativen Täuschung besteht darin, Täuschungsgeräte zu verwenden, um in Echtzeit die notwendigen Parameter wie Codephasenverzögerung, Träger-Doppler, Navigationsnachricht usw. des GNSS-Signals zu berechnen, das der Benutzer an der vorgegebenen erwarteten Benutzerposition empfangen muss . Auf dieser Grundlage wird an diesem Punkt ein falsches GNSS-Signal erzeugt und über die Sendeantenne auf das Täuschungsobjekt abgestrahlt, wodurch das echte GNSS-Signal mit dem Leistungsvorteil des falschen Signals maskiert wird und die angegebene Pseudocodephase schrittweise verfolgt und erfasst wird Träger-Doppler des Täuschungssignals, sodass das zu täuschende Ziel falsche Pseudoentfernungsmesswerte erhalten und dann die falschen Positionsinformationen berechnen kann, um letztendlich den Zweck der Täuschung zu erreichen. Das Grundprinzip dieser Methode ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Generative Täuschung erfordert ein vollständiges Verständnis der Daten- und Frequenzstruktur von GNSS-Signalen, wie z. B. Pseudocodestrukturen, Navigationsnachrichten usw., was die Implementierung generativer Täuschung auf P(Y)-Codesignalen erschwert. Aufgrund der Tatsache, dass beim generativen Deception-Jamming ein eigenes Gerät zum Erzeugen von Täuschungssignalen verwendet wird und nicht auf das GNSS-System angewiesen ist, kann die Täuschungspartei die Navigationsnachricht und die Signalübertragungszeit frei bestimmen, sodass das Täuschungssignal den Empfänger mit Verzögerung erreichen kann oder vor dem echten Signal. Daher kann generative Interferenz den Zielempfänger auf verschiedene Weise täuschen, beispielsweise durch Änderung der experimentellen Ankunftsmesswerte und Manipulation von Satelliten-Ephemeriden/Almanachen. Da es sich bei GNSS-Signalen in Wirklichkeit um Direct-Sequence-Spread-Spectrum-Signale handelt, die sich in einer bestimmten Codeperiode wiederholen, haben Untersuchungen gezeigt, dass generative Täuschungssignale die Codephase automatisch mit dem realen Signal innerhalb der längsten Pseudocodeperiode (1 ms für GPS-L1-Signale) abgleichen können ) und ziehen Sie die Pseudocode-Verfolgungsschleife des Empfängers, um das Täuschungssignal mit einer etwas höheren Leistung als das reale Signal zu verfolgen. Gleichzeitig kann das Täuschungssignal aufgrund der zyklischen Wiederholungscharakteristik des Pseudocodes im Täuschungssignal, wenn die Täuschung innerhalb eines Pseudocodezyklus nicht erfolgreich ist, die Traktion auch automatisch im nächsten Pseudocodezyklus bis zum Zielempfänger umsetzen wird erfolgreich geführt. Sobald das Täuschungssignal erfolgreich die Pseudocode-Verfolgungsschleife des Zielempfängers zieht, kann die störende Partei die Zeit- und Positionierungsergebnisse des Zielempfängers steuern, indem sie die Pseudocodephase des übertragenen Täuschungssignals anpasst und so das Ziel der Täuschung des Ziels erreicht Empfänger. Daher stellt diese Methode keine hohen Anforderungen an den aktuellen Zustand des Empfängers. Es kann sowohl den Empfänger im Erfassungszustand als auch den Empfänger im stationären Verfolgungszustand täuschen. Daher ist die Praktikabilität der generativen Täuschung oft stärker.

Aufgrund der umfassenden Anwendung von Satellitennavigationssystemen in verschiedenen Bereichen des gesellschaftlichen Lebens und bei militärischen Anwendungen kann der Empfang falscher Signale durch Satellitennavigations-Empfangsterminals und die Erzielung falscher Zeit- und Positionierungsergebnisse katastrophale Folgen haben. Daher nimmt die Zahl der Drohnen-Gegenmaßnahmen, die Navigations-Täuschungstechnologie nutzen, ständig zu. Am 4. Dezember 2011 behaupteten iranische Luftverteidigungskräfte, sie hätten mithilfe von Täuschungstechnologie ein unbemanntes US-Aufklärungsflugzeug vom Typ „RQ-170“ entlang der Ostgrenze des Landes erbeutet. Wenn dieser Bericht wahr ist, wird es die erste Anwendung der Navigations-Täuschungstechnologie bei Gegenmaßnahmen unbemannter Luftfahrzeuge sein. Medienberichten zufolge hat Russland als ein bedeutendes Land in der Technologie und Ausrüstung für die elektronische Kriegsführung in den letzten Jahren höchstwahrscheinlich in großem Umfang Täuschungstechnologien eingesetzt, die auf GPS abzielen. Laut C4ADS, einer gemeinnützigen Organisation in den Vereinigten Staaten, gab es in Russland in den letzten Jahren fast 10.000 verschiedene GPS-Täuschungsvorfälle, insbesondere wenn der russische Präsident Putin sensible Gebiete besucht, werden um sie herum irreführende GPS-Signale angezeigt. Darüber hinaus berichtete die Organisation, dass Touristen in Moskau, insbesondere in der Nähe des Kremls, immer wieder ihren als Flughafen ausgewiesenen Standort in 32 km Entfernung vorfanden. Dieser Ansatz Russlands wird weithin als Verteidigungsmaßnahme angesehen, um einem Angriff durch GPS-gelenkte Waffen der NATO zu entgehen. Analysen deuten darauf hin, dass das russische Militär wiederholt Drohnenclusterangriffe auf seine Militärstützpunkte in Syrien vereiteln konnte, möglicherweise aufgrund des Einsatzes teilweiser GPS-Täuschungstechnologie.