深度解析無人機容易被干擾的原理

設(shè)備由手持式主機和電池組組成。手持式主機為三頻段發(fā)射機天線一體化設(shè)計，可以同時產(chǎn)生2.4GHz/5.8GHz頻段無人機飛控干擾信號以及衛(wèi)星定位干擾信號，通過對無人機的上行飛控信道和衛(wèi)星定位信道進行阻塞式干擾，從而使其失去飛控指令和衛(wèi)星定位信息，使之無法正常飛行，根據(jù)無人機的設(shè)計不同會產(chǎn)生返航、降落以及墜落的管控效果。

 在攻防態(tài)勢上，通常無人機的操縱者和需要設(shè)防的敏感區(qū)域之間有一定距離。無人機從操縱者附近起飛，然后逐漸飛臨設(shè)防區(qū)域。當(dāng)無人機到達設(shè)防區(qū)域附近，能夠開展有效的偵查或破壞活動時，無人機到設(shè)防區(qū)域的距離，通常比它到操縱者的距離要近得多。

 在上述態(tài)勢中，操縱者發(fā)送的一切上行信號（從地面向無人機發(fā)送）都會因為距離遠而比較微弱。采用同樣的功率，防御者由于距離無人機更近，信號將比操縱者強。防御者收到的下行信號也會比操縱者強。但是對下行信號的防御目標(biāo)是讓操縱者收不到，而此時無人機到操縱者的距離，和防御者到操縱者的距離是差不多的。所以對下行信號的阻斷不占地形優(yōu)勢。

 從上面分析可以看出干擾上行信號更為有利。恰巧上行信號通常是遙控信號，直接關(guān)系到對無人機的操控，如果上行信號被干擾，無人機將失去即時控制，只能按照程序預(yù)設(shè)的步驟運行（通常是降落或者懸停）。而下行信號主要是遙測和圖像等，雖然也可能存在敏感信息，但相比控制信號而言就不那么重要了，再加上防御者在態(tài)勢上不占優(yōu)勢，通常對下行信號采取放任態(tài)度。

 GPS依靠中軌道衛(wèi)星。通俗而言就是信號經(jīng)過上萬公里到達地球表面，已經(jīng)非常微弱。所以要在無人機離防御者很近的情況下干擾GPS信號是比較容易的。如果想欺騙它就需要用比較復(fù)雜的手段來模擬GPS衛(wèi)星，會困難得多。

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 目前，對無人機的控制多使用無線電通信技術(shù)，通過向目標(biāo)無人機發(fā)射大功率干擾信號，對控制信號進行壓制，就可以迫使無人機自行降落或返航。

 美國就是利用了這個原理。這款槍把一個電子干擾器安裝在步槍的框架上，一旦扣動扳機，干擾器會向無人機發(fā)射全頻段的干擾信號，使無人機脫離操作者的控制，接收不到控制信號而自動降落到地面。

 一旦無人機的信號處于混亂狀態(tài)，它通常有3種選擇：跌落到地面、返回操作者身邊或平穩(wěn)下降。這種步槍的有效射程達到了500～2000米。

 目前，在正常情況下絕大多數(shù)消費級無人機都會選擇GPS導(dǎo)航來進行飛行控制，而民用GPS信號是非加密的，這就留下了可利用的空間。

 GPS欺騙的主要原理就是向無人機的控制系統(tǒng)發(fā)送虛假的地理位置坐標(biāo)，從而控制導(dǎo)航系統(tǒng)，誘導(dǎo)無人機飛向錯誤的地點。GPS信號可以由發(fā)生器來產(chǎn)生，也可以是事先錄制然后重放。由于無人機接收GPS信號總是以信號較強的信號源為準，因此在地面人造的GPS信號只要強度足夠大，就可以覆蓋真正的從太空中傳來的GPS信號，從而欺騙無人機的GPS接收模塊。

 當(dāng)前，各個國家都在核心區(qū)域設(shè)置了禁飛區(qū)，許多無人機制造廠商在無人機內(nèi)置固件中進行了設(shè)置，在禁飛區(qū)內(nèi)無人機無法起飛，即使到達了禁飛區(qū)也會自動降落。因此，只要地面人造的GPS信號將地理位置模擬為禁飛區(qū)的坐標(biāo)，就可以迫使無人機自行降落。

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無人機廠家說現(xiàn)在，無人機使用的控制信號大多在1.2GHz、2.4GHz、5.8GHz等常規(guī)民用頻段，隨著Arduino和樹莓派等開源硬件的快速發(fā)展和軟件無線電（SDR）技術(shù)的流行，普通愛好者也可以利用從網(wǎng)絡(luò)買到的硬件和從論壇獲得的軟件源碼模擬遙控器向無人機發(fā)送控制信號，并覆蓋真正遙控器的信號，從而獲得無人機的控制權(quán)。

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很多無人機為方便用戶使用手機和平板電腦等移動設(shè)備進行操控，直接使用Wi-Fi進行交互。這樣一來，一些在互聯(lián)網(wǎng)中已經(jīng)很成熟的黑客技術(shù)就可以直接應(yīng)用在無人機上。

 例如，通過無人機控制系統(tǒng)中開放的端口或密碼猜解等手段，進入控制系統(tǒng)實現(xiàn)對無人機的控制。開發(fā)出“薩米蠕蟲病毒”的傳奇黑客薩米 卡姆卡爾（Samy Kamkar）就利用這個原理編寫了一個名為“SkyJack”的無人機劫持軟件，并將軟件安裝到經(jīng)過特殊配置的無人機中，SkyJack在空中飛行并尋找Wi-Fi范圍內(nèi)的其他無人機，然后入侵該無人機并取得控制權(quán)。