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无人机对干扰“抵抗力”太弱?从西安无人机表演乱码说起……

2018-05-11 / 阅读次数:2028

来源 | 镁客网(ID:im2maker) 科技日报(ID:kjrbwx)

作者 | 韩璐 高博

5月1日夜,西安城墙南门人山人海,等待一项破世界纪录的无人机表演。尴尬的是,1374架无人机拼出的图案和文字,一半是乱码,引起许多网友的兴趣。


按照原定计划,5月1日,亿航应在“春舞大西安”的表演中,将1374架无人机组合成多种图样和文字,再加以灯光特效,呈现出滚动字幕等动态效果。而这些全部都完成后,其将获得1050万的演出费。


彩排效果

按理说,基于亿航之前的“演出经验”,这1050万并不难拿,且在这场表演的前一天晚上,亿航的千架无人机也顺利完成了最后一次彩排,甚至通过了吉尼斯世界纪录的认证。然而,关键时刻,亿航“掉链子”了。正式表演中,其左侧的无人机群基本“垮掉”,几乎没有一架无人机到达了指定位置,而是散乱的悬停在空中,被网友戏称为“乱码”。

“干扰的可能性比较大。”北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院的无人机实验室主任张宝钢说,“这次不是随机的失控,而是部分区域的无人机集体失控。这种大集群表演,每个无人机都预设了航点,起飞之前就知道了整个路径。所以可能是信号干扰,触发了无人机的保护机制,导致返航。”

行业使用的无人机(比如用来拍视频的无人机),在收不到操控信号后,会自动返回出发点。张宝钢说,不太清楚这次无人机是否与地面之间有监控信号,如果有的话,信号被干扰就可能导致无人机返航。

也可能是GPS信号被干扰。张宝钢说,无人机使用RTK-GPS定位,可确定位置到厘米级精度。GPS信号频率是公开的。如有人释放相同频率的干扰信号,让无人机无法定位,也可能触发返航机制。

而此后,在5月6日,亿航无人机发布声明称,此前的无人机表演事故,是因为定位系统受到了干扰。


部分无人机在表演中出现“瘫痪”

原来是受到了干扰

“表演结束后,公司立即召集行业专家对496架受影响的无人机进行数据分析,后台数据表明:5月1日演出当晚,无人机设备、通讯系统和飞行系统正常,但部分无人机的定位及辅助定位系统在起飞后受到定向干扰,造成其位置和高度的数据异常。”这是亿航无人机给出的具体回复。

可被多种方式可干扰的无人机

有时候很“心累”

提及干扰,一般可以分为自然因素和人为因素。自然因素方面,磁场变化最为常见,如专注于电力巡线无人机研发的中飞艾维,其创始人兼CEO曹飞就表示,他们会给无人机的重要元器件加装屏蔽装置,或是直接采用抗电磁干扰的元器件来制作无人机。


而人为因素方面,最为典型的就是反黑飞市场的那些反制设备,一般会通过信号干扰、声波干扰、无线电劫持等方式,对无人机进行干扰。

信号干扰——比如GPS干扰,向无人机发布一定功率的定向射频,让搭载了GPS定位系统的无人机无法获知精准的坐标数据,从而只能悬停在空中,随风飘摇;

声波干扰——主要攻击对象是无人机搭载的陀螺仪,当声波频率与其固有频率保持一致时,双方之间会发生共振,继而影响陀螺仪的正常工作,导致无人机的飞行紊乱,严重的话,可能会使得无人机撞毁;

无线电劫持——通过干扰无人机与飞手之间的无线电频率,取得无人机的控制权,令其原地徘徊、直接坠落,亦或是自行返回。

与此同时,值得注意的是,从某宝和某东的平台看来,或许一些无人机干扰器的成品价格有点高。但是,北京航空航天大学无人机公司首席试飞员孙毅表示:“网上卖的一些设备很容易改装或组装出信号干扰器,一些懂技术的人也可以自行制作,成本并不高,一般万元或万元以内。因为GPS的频段大家都知道,在频点做压制使无人机收不到信号就可以了。”

由此来看,要是有心干扰无人机,有时候真的很“简单”。但对于“合法飞行无人机”来说,这应该算不上一个好消息。

“抗干扰能力”是军用无人机命门

更何况民用无人机?

这方面,我们可以看一下军用无人机的表现。

众所周知,相比于民用装备,军用装备在技术等方面的实力更为强悍,无人机市场亦如此。然而,就在几年前,美国兰德公司曾经对无人机的作战运用进行全面评估,指出抗干扰能力是彼时无人机作战过程中的一大命门。就在近一段时间,美军方面也有人表示,他们派出去的无人机在飞行的过程中,大部分因为受到俄军的GPS信号干扰而发生坠毁现象。


当然,这一现状已经找到了解决办法,譬如采用“多模”的方式——同时接收GPS、北斗、格洛纳斯信号,当某一卫星信号不好的时候,系统可以自动切换至其他导航系统。

不过,需要注意的是,在民用市场,目前能同时搭载三种导航系统的无人机还是相当稀少的。孙毅也指出,民用无人机出于成本和载重量,现阶段一般只用GPS进行导航,目前正在逐步换代。

可以说,面对反制设备,多数军用无人机“抗干扰能力”也是仍待商榷的,更何况民用市场的无人机呢?

有业内人士表示,从目前来看,以干扰设备为代表的人为干扰手段暂时无法通过技术手段来预防。不过,虽说预防方面还不到位,但是在整体的“抗干扰”能力方面,无人机目前可以说是小有成果。据了解,已有公司从事开发GPS接收机、干扰和模块,能够做到防止无人机GPS信号受到干扰和欺骗,也成功的进行了无人机机载测试。

最后

因为黑飞无人机的猖獗,“反黑飞”市场逐渐起步、走上正轨。据国外市场研究机构Markets & Markets首次发布的“反无人机市场报告”介绍,分析家预测,在2017-2022年间,反无人机市场将以每年约24%的速度增长,到2022年,市场总额将达到11.4亿美元。

不过,于军用、表演等特殊应用场景中,为抵制黑飞无人机而进行的干扰手段是必需的,但是,与此相对的,对于那些“合法飞行的无人机”而言,如何“避免干扰”也是一个需要重点关注的问题。

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