無人機(jī)對干擾“抵抗力”太弱?從西安無人機(jī)表演亂碼說起……
2018-05-11 / 閱讀次數(shù):2170
來源 | 鎂客網(wǎng)(ID:im2maker) 科技日報(ID:kjrbwx)
作者 | 韓璐 高博
5月1日夜,西安城墻南門人山人海,等待一項破世界紀(jì)錄的無人機(jī)表演。尷尬的是,1374架無人機(jī)拼出的圖案和文字,一半是亂碼,引起許多網(wǎng)友的興趣。
按照原定計劃,5月1日,億航應(yīng)在“春舞大西安”的表演中,將1374架無人機(jī)組合成多種圖樣和文字,再加以燈光特效,呈現(xiàn)出滾動字幕等動態(tài)效果。而這些全部都完成后,其將獲得1050萬的演出費。
彩排效果
按理說,基于億航之前的“演出經(jīng)驗”,這1050萬并不難拿,且在這場表演的前一天晚上,億航的千架無人機(jī)也順利完成了最后一次彩排,甚至通過了吉尼斯世界紀(jì)錄的認(rèn)證。然而,關(guān)鍵時刻,億航“掉鏈子”了。正式表演中,其左側(cè)的無人機(jī)群基本“垮掉”,幾乎沒有一架無人機(jī)到達(dá)了指定位置,而是散亂的懸停在空中,被網(wǎng)友戲稱為“亂碼”。
“干擾的可能性比較大?!北本煼洞髮W(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院的無人機(jī)實驗室主任張寶鋼說,“這次不是隨機(jī)的失控,而是部分區(qū)域的無人機(jī)集體失控。這種大集群表演,每個無人機(jī)都預(yù)設(shè)了航點,起飛之前就知道了整個路徑。所以可能是信號干擾,觸發(fā)了無人機(jī)的保護(hù)機(jī)制,導(dǎo)致返航?!?/span>
行業(yè)使用的無人機(jī)(比如用來拍視頻的無人機(jī)),在收不到操控信號后,會自動返回出發(fā)點。張寶鋼說,不太清楚這次無人機(jī)是否與地面之間有監(jiān)控信號,如果有的話,信號被干擾就可能導(dǎo)致無人機(jī)返航。
也可能是GPS信號被干擾。張寶鋼說,無人機(jī)使用RTK-GPS定位,可確定位置到厘米級精度。GPS信號頻率是公開的。如有人釋放相同頻率的干擾信號,讓無人機(jī)無法定位,也可能觸發(fā)返航機(jī)制。
而此后,在5月6日,億航無人機(jī)發(fā)布聲明稱,此前的無人機(jī)表演事故,是因為定位系統(tǒng)受到了干擾。
部分無人機(jī)在表演中出現(xiàn)“癱瘓”
原來是受到了干擾
“表演結(jié)束后,公司立即召集行業(yè)專家對496架受影響的無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,后臺數(shù)據(jù)表明:5月1日演出當(dāng)晚,無人機(jī)設(shè)備、通訊系統(tǒng)和飛行系統(tǒng)正常,但部分無人機(jī)的定位及輔助定位系統(tǒng)在起飛后受到定向干擾,造成其位置和高度的數(shù)據(jù)異常。”這是億航無人機(jī)給出的具體回復(fù)。
可被多種方式可干擾的無人機(jī)
有時候很“心累”
提及干擾,一般可以分為自然因素和人為因素。自然因素方面,磁場變化最為常見,如專注于電力巡線無人機(jī)研發(fā)的中飛艾維,其創(chuàng)始人兼CEO曹飛就表示,他們會給無人機(jī)的重要元器件加裝屏蔽裝置,或是直接采用抗電磁干擾的元器件來制作無人機(jī)。
而人為因素方面,最為典型的就是反黑飛市場的那些反制設(shè)備,一般會通過信號干擾、聲波干擾、無線電劫持等方式,對無人機(jī)進(jìn)行干擾。
信號干擾——比如GPS干擾,向無人機(jī)發(fā)布一定功率的定向射頻,讓搭載了GPS定位系統(tǒng)的無人機(jī)無法獲知精準(zhǔn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù),從而只能懸停在空中,隨風(fēng)飄搖;
聲波干擾——主要攻擊對象是無人機(jī)搭載的陀螺儀,當(dāng)聲波頻率與其固有頻率保持一致時,雙方之間會發(fā)生共振,繼而影響陀螺儀的正常工作,導(dǎo)致無人機(jī)的飛行紊亂,嚴(yán)重的話,可能會使得無人機(jī)撞毀;
無線電劫持——通過干擾無人機(jī)與飛手之間的無線電頻率,取得無人機(jī)的控制權(quán),令其原地徘徊、直接墜落,亦或是自行返回。
與此同時,值得注意的是,從某寶和某東的平臺看來,或許一些無人機(jī)干擾器的成品價格有點高。但是,北京航空航天大學(xué)無人機(jī)公司首席試飛員孫毅表示:“網(wǎng)上賣的一些設(shè)備很容易改裝或組裝出信號干擾器,一些懂技術(shù)的人也可以自行制作,成本并不高,一般萬元或萬元以內(nèi)。因為GPS的頻段大家都知道,在頻點做壓制使無人機(jī)收不到信號就可以了?!?/span>
由此來看,要是有心干擾無人機(jī),有時候真的很“簡單”。但對于“合法飛行無人機(jī)”來說,這應(yīng)該算不上一個好消息。
“抗干擾能力”是軍用無人機(jī)命門
更何況民用無人機(jī)?
這方面,我們可以看一下軍用無人機(jī)的表現(xiàn)。
眾所周知,相比于民用裝備,軍用裝備在技術(shù)等方面的實力更為強(qiáng)悍,無人機(jī)市場亦如此。然而,就在幾年前,美國蘭德公司曾經(jīng)對無人機(jī)的作戰(zhàn)運用進(jìn)行全面評估,指出抗干擾能力是彼時無人機(jī)作戰(zhàn)過程中的一大命門。就在近一段時間,美軍方面也有人表示,他們派出去的無人機(jī)在飛行的過程中,大部分因為受到俄軍的GPS信號干擾而發(fā)生墜毀現(xiàn)象。
當(dāng)然,這一現(xiàn)狀已經(jīng)找到了解決辦法,譬如采用“多模”的方式——同時接收GPS、北斗、格洛納斯信號,當(dāng)某一衛(wèi)星信號不好的時候,系統(tǒng)可以自動切換至其他導(dǎo)航系統(tǒng)。
不過,需要注意的是,在民用市場,目前能同時搭載三種導(dǎo)航系統(tǒng)的無人機(jī)還是相當(dāng)稀少的。孫毅也指出,民用無人機(jī)出于成本和載重量,現(xiàn)階段一般只用GPS進(jìn)行導(dǎo)航,目前正在逐步換代。
可以說,面對反制設(shè)備,多數(shù)軍用無人機(jī)“抗干擾能力”也是仍待商榷的,更何況民用市場的無人機(jī)呢?
有業(yè)內(nèi)人士表示,從目前來看,以干擾設(shè)備為代表的人為干擾手段暫時無法通過技術(shù)手段來預(yù)防。不過,雖說預(yù)防方面還不到位,但是在整體的“抗干擾”能力方面,無人機(jī)目前可以說是小有成果。據(jù)了解,已有公司從事開發(fā)GPS接收機(jī)、干擾和模塊,能夠做到防止無人機(jī)GPS信號受到干擾和欺騙,也成功的進(jìn)行了無人機(jī)機(jī)載測試。
最后
因為黑飛無人機(jī)的猖獗,“反黑飛”市場逐漸起步、走上正軌。據(jù)國外市場研究機(jī)構(gòu)Markets & Markets首次發(fā)布的“反無人機(jī)市場報告”介紹,分析家預(yù)測,在2017-2022年間,反無人機(jī)市場將以每年約24%的速度增長,到2022年,市場總額將達(dá)到11.4億美元。
不過,于軍用、表演等特殊應(yīng)用場景中,為抵制黑飛無人機(jī)而進(jìn)行的干擾手段是必需的,但是,與此相對的,對于那些“合法飛行的無人機(jī)”而言,如何“避免干擾”也是一個需要重點關(guān)注的問題。
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