[發明專利]一種基于無人機磁航向的GPS欺騙干擾檢測方法

有效

• 申請號: 201910622580.0
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110376613B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 肖佳偉;祝小平;田心宇;楊俊鵬
• 申請（專利權）人: 西安愛生技術集團公司;西北工業大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種基于無人機磁航向的GPS欺騙干擾檢測方法，以無人機當前位置為起點A，當前航向為方向，構建虛擬航線AB段、BC段、CD段和DA段，引導無人機沿AB段進行飛行并對飛行耗時T_f進行記錄，若無人機偏離虛擬航線的距離D_d小于等于門限值K_d，每隔1秒計算一次無人機當前磁航向與角度之差，記為γ，當無人機到達B點后，對此段時間內的角度差進行均值濾波，得到平均偏差，并引導無人機進入BC航段；若D_d大于K_d，則開始計時，若持續時間超過5秒，則判定為無人機GPS受到干擾并退出檢測；若飛行耗時T_f＞2t仍未判斷到達B點，則判定為無人機GPS受到干擾并退出檢測；依次進行BC段、CD段和DA段的判斷。

技術領域

本發明涉及無人機導航領域，更具體地說，是指一種基于無人機磁航向的GPS欺騙干擾檢測方法。

背景技術

目前大多數無人機的導航都是建立在GPS接收機基礎上，地面操縱人員根據GPS接收機輸出的位置信息確定無人機位置、速度及航跡角，控制無人機飛往指定區域，當地面操縱人員失去對無人機的監控鏈路后，無人機的自主返航過程也是依靠GPS接收機輸出的位置信息來導航至預定的區域，因此，GPS接收機輸出數據的正確性對無人機導航至關重要。

GPS干擾分為壓制式干擾和欺騙式干擾。欺騙式干擾會使GPS接收機在無意識的情況下接收到干擾信號，從而解算出錯誤的定位數據，進而導致采用該定位數據進行導航的無人機受到影響，不能正確進行導航。這種干擾在無人機受控情況下很容易能被操縱人員覺察從而采取應對措施，而在無人機自主返航這種應急模式下，必須研究能夠檢測GPS欺騙干擾的方法，保證無人機不受影響，順利返航。

磁航向傳感器是根據地球磁場信息來確定方位的設備，對于采用磁航向傳感器獲取航向的無人機，其航向信息不會受到GPS欺騙干擾的影響，因此可以在無人機自主返航時利用該信息來進行欺騙干擾檢測，從而及時采取應對措施，避免無人機被欺騙、被干擾。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種基于無人機磁航向的GPS欺騙干擾檢測方法，實現無人機在失去控制應急返航這種模式下對GPS欺騙干擾的檢測，及時為自主導航控制提供欺騙警示，從而降低無人機受欺騙風險。

技術方案

一種基于無人機磁航向的GPS欺騙干擾檢測方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：無人機失控后，自動進入應急返航模式，無人機按預定航線進行返航，此時啟動無人機GPS欺騙干擾檢測，每T分鐘進行一次判斷，進入應急返航模式后立即進行一次檢測；

步驟2：以無人機當前位置(x₀,y₀)為起點A，當前航向為方向，構建虛擬航線AB段、BC段、CD段和DA段，其中B點位置為(X_B,Y_B)，C點位置為(X_C,Y_C)，D點位置為(X_D,Y_D)，各點位置按以下公式進行計算：

式中，d為虛擬航線段的長度，v為無人機巡航速度，t為單條檢測航線段飛行時長；