無(wú)人機(jī)容易被干擾的原理大解析

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設(shè)備由手持式主機(jī)和電池組組成。手持式主機(jī)為三頻段發(fā)射機(jī)天線一體化設(shè)計(jì)，可以同時(shí)產(chǎn)生2.4GHz/5.8GHz頻段無(wú)人機(jī)飛控干擾信號(hào)以及衛(wèi)星定位干擾信號(hào)，通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)的上行飛控信道和衛(wèi)星定位信道進(jìn)行阻塞式干擾，從而使其失去飛控指令和衛(wèi)星定位信息，使之無(wú)法正常飛行，根據(jù)無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)不同會(huì)產(chǎn)生返航、降落以及墜落的管控效果。

在攻防態(tài)勢(shì)上，通常無(wú)人機(jī)的操縱者和需要設(shè)防的敏感區(qū)域之間有一定距離。無(wú)人機(jī)從操縱者附近起飛，然后逐漸飛臨設(shè)防區(qū)域。當(dāng)無(wú)人機(jī)到達(dá)設(shè)防區(qū)域附近，能夠開(kāi)展有效的偵查或破壞活動(dòng)時(shí)，無(wú)人機(jī)到設(shè)防區(qū)域的距離，通常比它到操縱者的距離要近得多。

在上述態(tài)勢(shì)中，操縱者發(fā)送的一切上行信號(hào)(從地面向無(wú)人機(jī)發(fā)送)都會(huì)因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)而比較微弱。采用同樣的功率，防御者由于距離無(wú)人機(jī)更近，信號(hào)將比操縱者強(qiáng)。防御者收到的下行信號(hào)也會(huì)比操縱者強(qiáng)。但是對(duì)下行信號(hào)的防御目標(biāo)是讓操縱者收不到，而此時(shí)無(wú)人機(jī)到操縱者的距離，和防御者到操縱者的距離是差不多的。所以對(duì)下行信號(hào)的阻斷不占地形優(yōu)勢(shì)。

從上面分析可以看出干擾上行信號(hào)更為有利。恰巧上行信號(hào)通常是遙控信號(hào)，直接關(guān)系到對(duì)無(wú)人機(jī)的操控，如果上行信號(hào)被干擾，無(wú)人機(jī)將失去即時(shí)控制，只能按照程序預(yù)設(shè)的步驟運(yùn)行(通常是降落或者懸停)。而下行信號(hào)主要是遙測(cè)和圖像等，雖然也可能存在敏感信息，但相比控制信號(hào)而言就不那么重要了，再加上防御者在態(tài)勢(shì)上不占優(yōu)勢(shì)，通常對(duì)下行信號(hào)采取放任態(tài)度。

GPS依靠中軌道衛(wèi)星。通俗而言就是信號(hào)經(jīng)過(guò)上萬(wàn)公里到達(dá)地球表面，已經(jīng)非常微弱。所以要在無(wú)人機(jī)離防御者很近的情況下干擾GPS信號(hào)是比較容易的。如果想欺騙它就需要用比較復(fù)雜的手段來(lái)模擬GPS衛(wèi)星，會(huì)困難得多。

目前，對(duì)無(wú)人機(jī)的控制多使用無(wú)線電通信技術(shù)，通過(guò)向目標(biāo)無(wú)人機(jī)發(fā)射大功率干擾信號(hào)，對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行壓制，就可以迫使無(wú)人機(jī)自行降落或返航。

美國(guó)就是利用了這個(gè)原理。這款槍把一個(gè)電子干擾器安裝在步槍的框架上，一旦扣動(dòng)扳機(jī)，干擾器會(huì)向無(wú)人機(jī)發(fā)射全頻段的干擾信號(hào)，使無(wú)人機(jī)脫離操作者的控制，接收不到控制信號(hào)而自動(dòng)降落到地面。

一旦無(wú)人機(jī)的信號(hào)處于混亂狀態(tài)，它通常有3種選擇：跌落到地面、返回操作者身邊或平穩(wěn)下降。這種步槍的有效射程達(dá)到了500～2000米。

目前，在正常情況下絕大多數(shù)消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)都會(huì)首選GPS導(dǎo)航來(lái)進(jìn)行飛行控制，而民用GPS信號(hào)是非加密的，這就留下了可利用的空間。

GPS欺騙的主要原理就是向無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)送虛假的地理位置坐標(biāo)，從而控制導(dǎo)航系統(tǒng)，誘導(dǎo)無(wú)人機(jī)飛向錯(cuò)誤的地點(diǎn)。GPS信號(hào)可以由發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生，也可以是事先錄制然后重放。由于無(wú)人機(jī)接收GPS信號(hào)總是以信號(hào)最強(qiáng)的信號(hào)源為準(zhǔn)，因此在地面人造的GPS信號(hào)只要強(qiáng)度足夠大，就可以覆蓋真正的從太空中傳來(lái)的GPS信號(hào)，從而欺騙無(wú)人機(jī)的GPS接收模塊。

當(dāng)前，各個(gè)國(guó)家都在核心區(qū)域設(shè)置了禁飛區(qū)，許多無(wú)人機(jī)制造廠商在無(wú)人機(jī)內(nèi)置固件中進(jìn)行了設(shè)置，在禁飛區(qū)內(nèi)無(wú)人機(jī)無(wú)法起飛，即使到達(dá)了禁飛區(qū)也會(huì)自動(dòng)降落。因此，只要地面人造的GPS信號(hào)將地理位置模擬為禁飛區(qū)的坐標(biāo)，就可以迫使無(wú)人機(jī)自行降落。

現(xiàn)在，無(wú)人機(jī)使用的控制信號(hào)大多在1.2GHz、2.4GHz、5.8GHz等常規(guī)民用頻段，隨著Arduino和樹莓派等開(kāi)源硬件的快速發(fā)展和軟件無(wú)線電(SDR)技術(shù)的流行，普通愛(ài)好者也可以利用從網(wǎng)絡(luò)買到的硬件和從論壇獲得的軟件源碼模擬遙控器向無(wú)人機(jī)發(fā)送控制信號(hào)，并覆蓋真正遙控器的信號(hào)，從而獲得無(wú)人機(jī)的控制權(quán)。

很多無(wú)人機(jī)為方便用戶使用手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操控，直接使用Wi-Fi進(jìn)行交互。這樣一來(lái)，一些在互聯(lián)網(wǎng)中已經(jīng)很成熟的黑客技術(shù)就可以直接應(yīng)用在無(wú)人機(jī)上。

例如，通過(guò)無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)中開(kāi)放的端口或密碼猜解等手段，進(jìn)入控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的控制。開(kāi)發(fā)出“薩米蠕蟲病毒”的傳奇黑客薩米 卡姆卡爾(Samy Kamkar)就利用這個(gè)原理編寫了一個(gè)名為“SkyJack”的無(wú)人機(jī)劫持軟件，并將軟件安裝到經(jīng)過(guò)特殊配置的無(wú)人機(jī)中，SkyJack在空中飛行并尋找Wi-Fi范圍內(nèi)的其他無(wú)人機(jī)，然后入侵該無(wú)人機(jī)并取得控制權(quán)。

業(yè)內(nèi)從事反無(wú)人機(jī)應(yīng)用的專業(yè)人士表示，當(dāng)前國(guó)內(nèi)的反無(wú)人機(jī)技術(shù)還處在摸索階段，無(wú)線電劫持技術(shù)由于各無(wú)人機(jī)廠家對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行了加密處理很難實(shí)現(xiàn)，而黑客技術(shù)由于門檻較高不易商業(yè)化，因此當(dāng)前所采用的技術(shù)主要以干擾阻斷為主。

審核編輯 黃昊宇