【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子的快速發(fā)展,消費(fèi)級(jí)民用無(wú)人機(jī)迅速普及。在民用無(wú)人機(jī)應(yīng)用中,最主要的代表是四旋翼無(wú)人機(jī)。該種機(jī)型自出現(xiàn)以來(lái),先后在新聞航拍、執(zhí)法糾察、安全監(jiān)控、快遞投送、電力巡檢等方面表現(xiàn)日益突出,現(xiàn)已成為了民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)里的“明星”產(chǎn)品。四旋翼無(wú)人機(jī)雖勢(shì)頭發(fā)展良好,但因商業(yè)公司在其產(chǎn)品的飛控系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)方面考慮不足,僅僅在2015年和2016年,兩年時(shí)間內(nèi)就發(fā)生多起四旋翼無(wú)人機(jī)被劫持欺騙、敏感地區(qū)墜機(jī)、被使用于暴力恐怖襲擊等影響極為惡劣的事件,由此給消費(fèi)者乃至整個(gè)民用無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展都造成了極為不良的影響。為此,對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)安全研究已成刻不容緩之勢(shì)。四旋翼無(wú)人機(jī)相關(guān)安全方面的研究包括攻擊技術(shù)和防御技術(shù)。目前攻擊技術(shù)主要采取信號(hào)壓制、導(dǎo)航模塊硬篡改等初級(jí)手段,而防御方法主要采取簡(jiǎn)單跳頻技術(shù)來(lái)抵御攻擊,完全不足以解決目前形式多樣的攻擊和非法濫用的現(xiàn)實(shí)問題。本文在此背景之下,展開相關(guān)研究。研究的最終目的是在探析攻擊方法基礎(chǔ)上,通過(guò)身份認(rèn)證、遙控指令加密,以及GPS導(dǎo)航反欺騙,達(dá)到有針對(duì)性的防御。本文以四旋翼無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象,以其通信安全為研究?jī)?nèi)容。從局部看,四旋翼無(wú)人機(jī)通信包含導(dǎo)航通信和遙控通信2個(gè)方面,而遙控通信從其通信階段來(lái)看,又細(xì)分為遙控驗(yàn)證通信和遙控指令通信。本文研究的內(nèi)容涵蓋四旋翼無(wú)人機(jī)的導(dǎo)航通信、遙控驗(yàn)證通信和遙控指令通信這3個(gè)通信方面的安全問題。具體而言,主要研究?jī)?nèi)容如下:1、導(dǎo)航通信安全方面。研究了GPS導(dǎo)航模塊工作原理,提出了一種導(dǎo)航反欺騙系統(tǒng),搭建了仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境,進(jìn)行了反欺騙仿真實(shí)驗(yàn)。2、遙控驗(yàn)證通信安全方面。遙控驗(yàn)證通信屬于四旋翼無(wú)人機(jī)遙控通信的第一階段。提出了一種全新的遙控驗(yàn)證通信機(jī)制,解決了目前四旋翼無(wú)人機(jī)遙控驗(yàn)證通信存在的安全隱患,最后以模擬仿真的方式驗(yàn)證了該機(jī)制的正確性。3、遙控指令通信安全方面。遙控指令通信屬于四旋翼無(wú)人機(jī)遙控通信的第二階段。提出了一種基于RC4算法的遙控指令通信加密方案,設(shè)計(jì)了整個(gè)加密和解密的工作流程,搭建了仿真環(huán)境,最后對(duì)比了加密前后的性能和時(shí)效,并給出了具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論景及意義指無(wú)人駕駛飛機(jī)（UnmannedAerialVehicle，簡(jiǎn)稱 UAV）自備程序控制裝置的不載人飛機(jī)[1]。無(wú)人機(jī)按照應(yīng)用領(lǐng)。在民用無(wú)人機(jī)應(yīng)用內(nèi)，旋翼無(wú)人機(jī)占據(jù)著絕對(duì)的主導(dǎo)機(jī)又是旋翼無(wú)人機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一類機(jī)型。人機(jī)目前已在個(gè)人自拍、影視制作、警用監(jiān)控、消防氣重要的作用，即最多的應(yīng)用可能在農(nóng)業(yè)植保、貨物運(yùn)輸人機(jī)使用領(lǐng)域構(gòu)成圖，如圖 1-1 所示。

成了自爆裝置，已導(dǎo)致數(shù)名平民傷亡。我們?cè)嚿練�，后果將不堪設(shè)想。件為發(fā)展中的四旋翼無(wú)人機(jī)造成了極其惡劣全隱患。有鑒于此，針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)存在的改進(jìn)，從不同的方面對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行安全行業(yè)健康發(fā)展是十分有意義的。機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀人機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史四旋翼飛行器出現(xiàn)在 1907 年，，由 Breguet 兄穩(wěn)定性非常不好。1922 年，George de Bothez一個(gè)大型的四旋翼飛行器。該飛行器的機(jī)身有尺高，配置了 180HP 發(fā)動(dòng)機(jī)，自重高達(dá) 3600了 1 分鐘[6]。如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：V279;V243.1;TN918.4

【參考文獻(xiàn)】

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2 申遠(yuǎn)軍;張馳;;基于P(Y)碼互相關(guān)的GPS信號(hào)欺騙檢測(cè)技術(shù)研究[J];信息安全與通信保密;2016年04期

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2 郝鵬飛;陣列天線GPS接收機(jī)抗欺騙式干擾方法研究[D];西安建筑科技大學(xué);2016年

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5 姜成平;一種四旋翼無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

6 趙金磊;GPS定位及欺騙干擾技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2539360