一种反无人机的系统的制作方法

本实用新型涉及反无人机领域技术，尤其是指一种反无人机的系统。

背景技术：

随着无人机开源工程的不断成熟，无人机的制造成本和使用成本不断降低；大量涌现的无人机研发、制造、应用公司也助推了民用无人机的普及，但同时也对人们带来了一系列的困扰，通过无人机可以随意偷窥，窃取区域内的隐私信息或者存在投放危险物品等重大隐患。

当前，国内反无人机以捕获、摧毁无人机为主，实现手段主要包括使用微波武器击落、摧毁无人机和低空拦截等，例如低空拦截采用固定发射架或机动发射架，射出的“炮弹”飞临目标无人机附近时，施放大网缠住目标，令其操纵和动力系统失灵，并打开降落伞保证无人机平稳落地。但这2种方式的系统造价都很高，应用范围较窄，命中率不高，因此经济安全的抑制无人机的“黑飞”和反制成为目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的缺陷及不足，本实用新型提供一种基于高精度时间同步系统仿真生成反导航信号实现有效打击有人值守、无人值守、固定安保区域或是移动安保区域的反无人机的系统。本实用新型所采用的技术方案是：一种反无人机的系统，包括仿真控制计算机和反导航信号仿真子系统、授时子系统、天馈子系统，所述仿真控制计算机提供人机交互界面，且发送运行指令至所述反导航信号仿真子系统，所述反导航信号仿真子系统基于授时子系统提供的时钟基准仿真输出安全区域的反导航信号，并将所述反导航信号通过所述天馈子系统发射至无人机；

所述反导航信号仿真子系统包括信号生成模块，所述信号生成模块包括基带单元、上变频单元和信号功率控制单元，所述基带单元接收所述授时子系统的时钟基准，经过所述上变频单元进行矢量调制，再通过所述信号功率控制单元向天馈子系统输出反导航信号；

所述授时子系统包括相互连接的时频处理模块、卫星导航的授时接收模块和应用接口模块，所述时频处理模块还包括对卫星导航的授时接收模块进行监测控制的卫星导航的系统性能监测处理单元、和时频标合成单元，所述应用接口模块连接所述基带单元。

对上述技术方案的进一步改进为，所述反导航信号包括仿真位置信息，所述仿真位置信息为偏离安全区域的位置点或动态轨迹；或者，所述反导航信号包括导航干扰信号。

对上述技术方案的进一步改进为，所述运行指令包括设置反导航信号功率大小、星历信息、信号调制方式、误差模型和仿真安全区域的轨迹信息中的至少一种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述卫星导航系统包括BDS、GPS、GLONASS、GALI LEO、QZSS和GAGAN中的至少一种。

对上述技术方案的进一步改进为，所述卫星导航系统包括BDS、GPS、GLONASS、GALI LEO、QZSS和GAGAN中的任意两种及以上的组合型卫星导航，所述卫星导航的系统性能监测处理单元对所述组合型卫星导航进行监测控制，形成热备份技术。

对上述技术方案的进一步改进为，所述天馈子系统包括功率分配器和至少一个天线。

对上述技术方案的进一步改进为，所述天线布置在安全区域的中心和/或边缘。

对上述技术方案的进一步改进为，所述天馈子系统为反无人机步枪，所述反无人机步枪上设置圆极化天线，用于发射反导航信号仿真子系统生成的反导航信号。

与现有技术相比，本实用新型的反无人机的系统的有益效果为：

1、仿真场景基于卫星导航授时技术，输出高精度时基及相对应的秒脉冲，全覆盖任意卫星导航系统，该方法产生的仿真信号和真实环境实时同步，还可以建立组合型卫星导航体制，通过对各类型的卫星导航实施监测监控，利用热备份技术，保证授时秒脉冲在相位上的连续性，从而保证了系统最优性，通过应用接口模块输出高精度时间信息、1PPS信号，提高授时的可靠性，延迟极低，诱骗效果好，可实现无人机要么根据反导航信号驶离该安全区域，要么该无人机失控于该安全区域的边缘，在安全区域的边缘迷航导致该无人机错飞，或者是无人机与它的指控中心之间的数传链路失效，导致无人机系统崩溃；

2、通过输出高精度实时仿真的卫星导航信号诱导无人机，无需架设微波发射基站也无需设置低空拦截防御系统，根据本实用新型构建的反无人机系统，成本经济，且对周边环境无污染无影响，而且适用范围广，不但适于各类静态的重要军事区域、党政机关所在地、监狱等重要场所、大型体育会议等区域构建全时段全天候长期布设的静态无人机禁飞区，又适用于动态的重要道路的常规巡逻、大型重要设施的区域常规巡逻、重要人员出行车队防护、重要资源押运防护区域等，根据任务需要启动系统，构建动态无人机禁飞区，从根本上管制与反击了防护区域内无人机的“黑飞”；

3、还可以根据安全区域环境、范围大小灵活配置天线或者反无人机步枪，实现反导航信号对无人机的精准诱导与反击，有效提高了无人值守/有人值守的安全区域内的安保性；

4、从效率、成本及安全等方面对比现有技术，本实用新型简单实用，经济环保，可根据保护区域大小及环境灵活快速搭建精准的反无人机系统，输出的反导航信号功率线性可控，保证其不会干扰到保护区域周边其他电子设备的导航系统的正常使用。

为了对本实用新型的上述及其他方面有更佳的了解，特举以下较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的系统构成示意图；

图2为本实用新型一种实施方式的系统结构示意图；

图3为本实用新型一种实施方式的反导航信号生成原理图；

图4为本实用新型一种实施方式的授时子系统设计原理图。

图示说明：

10、反无人机系统；1、仿真控制计算机；2、反导航信号仿真子系统；21、信号生成模块；211、基带单元；212、上变频单元；213、信号功率控制单元；3、授时子系统；31、时频处理模块；311、卫星导航的系统性能监测处理单元；312、时频标合成单元312；32、卫星导航的授时接收模块；33、应用接口模块；4、天馈子系统；41、功率分配器；42、天线；5、无人机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型还提供一种反无人机的系统10，如图1所示，包括仿真控制计算机1和反导航信号仿真子系统2、授时子系统3、天馈子系统4，仿真控制计算机1提供人机交互界面，且发送运行指令至所述反导航信号仿真子系统2，所述反导航信号仿真子系统2根据授时子系统3的时钟基准仿真安全区域的反导航信号，并将反导航信号通过所述天馈子系统4发射至无人机5，所述反导航信号为安全区域的仿真位置信息。优选的是，所述仿真位置信息为偏离安全区域的位置点或动态轨迹。或者，所述反导航信号包括导航干扰信号。

具体的，运行指令包括设置反导航信号功率大小、星历信息、信号调制方式、误差模型和仿真安全区域的轨迹信息中的至少一种，对上述技术方案的进一步改进为，如图4所示，反导航信号仿真子系统2包括信号生成模块21，信号生成模块21包括基带单元211、上变频单元212和信号功率控制单元213，所述基带单元211接收授时子系统3的时钟基准，经过上变频单元212矢量调制，再通过所述信号功率控制单元213向天馈子系统输出反导航信号。基带单元211采用数字信号处理技术，结构上由基带FPGA和基带DA组成，共同完成数字基带信号的精密延迟控制和码、载波相位控制，基带单元211通过数据总线和仿真控制计算机1交换数据和指令，包括导航电文、观测数据、状态控制和参数设置等。基带单元211模拟信号输出模式用于产生I Q差分对信号，并经过上变频单元212进行矢量调制再通过信号功率控制单元213向外输出和真实环境时间同步的反导航信号。

如图3所示授时子系统设计原理图，其中授时子系统3包括相互连接的时频处理模块31、卫星导航的授时接收模块32、应用接口模块33，所述时频处理模块31还包括对卫星导航的授时接收模块32进行监测控制的卫星导航的系统性能监测处理单元311、和时频标合成单元312，本实施例中的时频标合成单元312采用高精度全数字鉴相与高精度DDS方法，将频率产生与矫正分离，振荡器工作在自由振荡模式。鉴相器采用时间扩展技术，使得鉴相器的时间分辨率达到0.5ns，从而解决了鉴相器的高精度需求，并对从高精度鉴相器得到的数据进行智能滤波，将产生的将产生的钟差数据送入到DDS中完成对本地钟的修正，产生差分频标输出，经过滤波器进行降噪处理。初步校正后的频率送入脉冲合成器，进入去抖、成型电路处理后，完成秒脉冲的零值校正和脉冲宽度控制，经驱动电路输出秒脉冲信号。应用接口模块34连接反导航信号仿真子系统2中的信号生成模块21的基带单元211，授时子系统3的时钟基准通过应用接口模块34传输给基带单元211接收，并经过上变频单元212矢量调制，再通过信号功率控制单元213向天馈子系统输出反导航信号。

优选的，卫星导航系统包括BDS、GPS、GLONASS、GALI LEO、QZSS和GAGAN中的至少一种，也可以是BDS、GPS、GLONASS、GALI LEO、QZSS和GAGAN中的任意两种及以上的组合型卫星导航，本反无人机系统通过兼容任意一种或两种及以上的组合型卫星导航系统，应用范围广，当存在两种及以上的组合型卫星导航系统时，例如：BDS与GPS系统，BDS与GPS时标存在系统差，会造成时标的跳变性，通常无法保证秒脉冲信号在相位上的连续性。结合图3和4所示，该授时子系统时频处理模块31中卫星导航的系统性能监测处理单元311可以分别对BDS、GPS单系统分别实施监测并进行控制处理，利用两者形成热备份技术，保证授时秒脉冲在相位上的连续性，保证两种及以上的卫星导航授时秒脉冲在相位上的连续性，在组合型卫星导航系统中，当决定卫星源切换时，首先判断系统中稳定相差的时间与设定时间，分别采取立即切换和平滑切换来完成卫星源切换，从而保证了卫星导航切换的最优性，从而输出高精度时间信息、1PPS信号，提高卫星导航授时的可靠性。

因此相较于现有技术，本系统中的反导航信号仿真子系统2基于高精度时间同步系统，生成一个欺骗性极好的仿真信号，信号强度比真实信号强10dB以上，确保无人机在安全区域边缘平滑无意识地切换到接收本方案生成的反导航信号，从而达到欺骗的效果，驶离安全区域或失控于安全区域边缘。同时输出的反导航信号功率线性可控，保证其不会干扰到安全区域周边的其他导航系统正常使用。对上述技术方案的进一步改进为，如图2所示，天馈子系统4包括功率分配器41和至少一个天线42，天线42布置在安全区域的中心和/或边缘，根据安全区域的地形和环境等因素，比如通过设置该区域的中心坐标点，或者周边坐标点，通过计算链路损耗、天线增益、自由空间损耗等因素，设置合理数量与间距的天线42，不至于数量过少，发送的反导航信号强度过弱，使得无人机接收不到；也不至于数量过多，导致发送的反导航信号强度过高，影响区域内或周边的电子设备的运行。反导航信号仿真子系统2控制软件加载预存的仿真场景，控制调节输出反导航信号功率，反导航信号通过功率分配器41的功放，发射到天线42上，辐射覆盖整个安全区域，实现该区域成为禁飞区，在常规的固定安全区域(如学校、医院、体育场馆)范围，天线42可以布设于屋顶，或者安全区域边缘的具体坐标位置上；再比如跟随重要道路的常规巡逻、大型重要设施的区域常规巡逻、重要人员出行车队防护、重要资源押运防护等移动安全区域时，则天线可以布置在车上，只要可以辐射整个车队的区域范围即可，非常灵活。

在另一实施例中，天馈子系统4由反无人机步枪替代，反无人机步枪上设置圆极化天线，用于发射反导航信号仿真子系统2生成的反导航信号，在有人值守的安保区域持反无人机步枪，通过圆极化天线发射反导航信号仿真子系统2生成的反导航信号有效精准打击外来入侵的无人机。

通过以上实施例说明，本方案可以根据需安保的区域环境、面积、有没有人值守有的放矢地选择布署天馈子系统还是反无人机步枪装备。本方案实现反导航信号对黑飞的无人机的精准诱导与反击，有效提高了无人值守/有人值守的安全区域内的安保性，适用于小至实验室、会议室，大至体育馆、学校、医院、监狱等区域，覆盖静态或动态的安全区域。从效率、成本及安全等方面对比现有技术，本实用新型简单实用，经济环保，可根据保护区域大小及环境灵活快速搭建精准可靠的反无人机系统。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。