【摘要】：在航空器高速發(fā)展的今天,無人飛行器的出現(xiàn)已然成為了航空領(lǐng)域中一項(xiàng)革命性的里程碑,其已廣泛應(yīng)用于地形測繪、航拍、快遞、救災(zāi)、軍事偵查、農(nóng)業(yè)植物監(jiān)測等眾多軍民領(lǐng)域中。微型無人機(jī)的應(yīng)用極大地降低了人類工作強(qiáng)度,減少了各種資源的消耗,尤其在軍事上執(zhí)行偵查或攻擊等危險(xiǎn)大的任務(wù)中具有機(jī)動(dòng)性好、隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但面對(duì)反偵查手段的提高和任務(wù)環(huán)境的復(fù)雜性,微型無人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中也暴露出一定的缺點(diǎn),主要體現(xiàn)在GPS自身檢測欺騙的能力方面。在實(shí)際使用中,GPS往往會(huì)接收到人為給出的欺騙信號(hào),將無人機(jī)引導(dǎo)至非設(shè)定位置。因此,GPS欺騙作為飛機(jī)飛行過程中定位安全的首要威脅需要被高度重視,可通過提高飛機(jī)自身檢測GPS欺騙的能力來確保無人機(jī)工作中的定位信息的安全性及精準(zhǔn)度。另外,與有人駕駛飛機(jī)相比,微型無人機(jī)的體積和承重都比較小,在大氣環(huán)境中飛行過程中機(jī)翼載荷很小,幾乎不存在慣性,很容易受到風(fēng)場的影響。同時(shí),復(fù)雜飛行環(huán)境中也存在著風(fēng)場對(duì)其的干擾,會(huì)進(jìn)一步影響無人機(jī)的規(guī)定飛行軌跡、精確定位等,也會(huì)影響無人機(jī)本身GPS欺騙判斷的正確性。因此,傳統(tǒng)的檢測GPS欺騙方法對(duì)于微型無人機(jī)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度將顯著降低,將會(huì)有錯(cuò)判、漏判的情況發(fā)生。為了研究并解決上述兩方面的問題,本文以一種微型無人機(jī)模型為基礎(chǔ),探索提出了一種能夠在未知風(fēng)場環(huán)境下微型無人機(jī)能夠自身檢測GPS欺騙的方法,從理論上分析研究了該方法的可行性,最后通過仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬驗(yàn)證。其總體思路是:針對(duì)某一型號(hào)的無人機(jī)完成了模型的建立,模型中包含了無人機(jī)的狀態(tài)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等。在仿真驗(yàn)證過程中,微型無人機(jī)能夠按照規(guī)定軌跡的運(yùn)動(dòng)并實(shí)時(shí)顯示出微型無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、輸出相關(guān)參數(shù),同時(shí)提出一種實(shí)時(shí)風(fēng)場估計(jì)方法,在模型中加入風(fēng)場干擾,通過對(duì)比風(fēng)場估計(jì)值和真實(shí)值,來驗(yàn)證風(fēng)場估計(jì)方法的有效性。由于傳統(tǒng)的GPS欺騙檢測方法都僅適用于大型飛機(jī),對(duì)易受風(fēng)場影響的微型無人機(jī),其GPS欺騙檢測效果將明顯變差。文中在考慮了已被推斷出的風(fēng)場的情況下,提出了一種基于卡爾曼濾波理論和慣性導(dǎo)航參數(shù)的GPS欺騙檢測方法,同時(shí)通過無人機(jī)模型完成了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,并通過與傳統(tǒng)方法檢測效果的對(duì)比說明了該GPS欺騙檢測方法的優(yōu)勢。通過以上理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明本文中提出的基于穩(wěn)定環(huán)境下的四旋翼無人機(jī)抗GPS欺騙的研究方法是可行的,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

氣稱欺編價(jià)署的鐸煒冷信良

第四章 風(fēng)場干擾下基于卡爾曼濾波的檢測 GPS 欺騙方法測試及性能分析根據(jù)4.2節(jié)偽GPS信號(hào)的生成過程來生成虛假的位置信息對(duì)微型無人機(jī)模型進(jìn)行GPS 位置欺騙，假位置信息為經(jīng)度-40.000000，緯度 60.000000，高度 100。生成后將偽 GPS 信號(hào)輸入到微型無人機(jī)模型中，實(shí)時(shí)監(jiān)控其的位置輸出信息，，如圖 4.9 所示。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V279;TN973

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