本技术涉及卫星导航欺骗，特别是涉及一种针对蜂拥控制无人机集群的卫星导航欺骗方法。
背景技术：
1、卫星导航欺骗作为一种主流的反无人机手段，在对无人机集群的管控和反制过程中具有独特的技术优势。但是，随着对自然界生物集群行为研究的不断深入，研究人员从生物群体的智能集群行为中提炼出了分离、聚合和速度对齐等规则，研发了flocking(蜂拥)控制算法并用于无人集群的自主控制，使得无人集群逐渐涌现出了一定的自组织性、自适应性、可扩展性和鲁棒自愈性等智能特性。利用现有的欺骗方法对flocking(蜂拥)控制无人机集群进行导航欺骗时，会因为集群个体无法同时实现速度对齐和极值约束而导致欺骗失效的后果，难以达到对flocking(蜂拥)控制无人机集群的有效管控和反制目的。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够有效管控和反制蜂拥控制无人机集群的针对蜂拥控制无人机集群的卫星导航欺骗方法及装置。
2、一种针对蜂拥控制无人机集群的卫星导航欺骗方法，所述方法包括：
3、构建蜂拥控制无人机集群的动力学模型；利用动力学模型推导得出卫星导航欺骗偏移量与无人机集群位置和速度的函数关系，计算无人机集群整体被欺骗的距离；
4、根据卫星导航欺骗偏移量与无人机集群的位置和速度的函数关系建立卫星导航欺骗模型的目标函数，根据无人机集群的速度和安全距离、通信距离和无人机集群整体被欺骗的距离设置卫星导航欺骗模型的约束条件；根据目标函数和约束条件建立卫星导航欺骗模型；
5、对卫星导航欺骗模型进行求解得到欺骗偏移量；利用欺骗偏移量生成卫星导航欺骗信号对蜂拥控制无人机集群进行欺骗，成功欺骗集群中的部分无人机；
6、在蜂拥控制算法三原则的作用下以部分无人机集群个体的速度欺骗带动整个无人机集群速度的改变，在欺骗过程中，通过调节欺骗偏移量的施加方向来避免无人机集群个体速度和间距超过极值，从而实现对无人机集群整体的欺骗。
7、在其中一个实施例中，构建蜂拥控制无人机集群的动力学模型，包括：
8、构建蜂拥控制无人机集群的动力学模型为
9、
10、其中，α,β分别为常系数，l为无人机集群的拉普拉斯矩阵，i为单位矩阵，且：x＝[ptvt at]t，ai分别为集群个体i的加速度，pi,vi,ui分别为集群个体i的位置、速度和控制输入。
11、在其中一个实施例中，利用动力学模型推导得出卫星导航欺骗偏移量与无人机集群位置和速度的函数关系，包括：
12、利用动力学模型推导得出卫星导航欺骗偏移量与无人机集群位置和速度的函数关系，得到卫星信号被欺骗后集群的位置为
13、
14、其中，q＝[q1 q1…qn]t为无人机集群的拉普拉斯矩阵的零特征值对应的特征向量，δpi,δvi分别为在真实卫星信号中由于导航欺骗导致的位置和速度的欺骗偏移量，dt为两个相邻时刻之间的间隔，δvi为两个相邻时刻之间的速度变化量，t表示时刻,pi(t)表示第i个无人机在时间t时的位置信息，vi(t)表示第i个无人机在时间t时的速度信息，n表示无人机集群中无人机的个数。
15、在其中一个实施例中，利用动力学模型推导得出卫星导航欺骗偏移量与无人机集群位置和速度的函数关系，得到卫星信号被欺骗后集群的速度为
16、
17、在其中一个实施例中，计算无人机集群整体被欺骗的距离为
18、
19、其中，q＝[q1 q1…qn]t为无人机集群的拉普拉斯矩阵的零特征值对应的特征向量，δpi,δvi分别为在真实卫星信号中由于导航欺骗导致的位置和速度的欺骗偏移量，dt为两个相邻时刻之间的间隔，δvi为两个相邻时刻之间的速度变化量，t表示时刻,n表示无人机集群中无人机的个数。
20、在其中一个实施例中，根据目标函数和约束条件建立卫星导航欺骗模型，包括：
21、根据目标函数和约束条件建立卫星导航欺骗模型为
22、
23、约束条件：
24、
25、δrc≥δdref
26、rsafe≤dij≤rref
27、ts＝te
28、φu≥ku
29、其中，为集群个体i被欺骗后的速度值，δvmax为速度欺骗偏移量的最大值，vmax为无人机集群个体i所能达到的最大速度值，rsafe为集群个体间的安全距离半径，rref为集群个体之间有效的通信距离半径，φu为集群的整体性系数，ku为常系数，te为期望的欺骗时间，ts为实际的欺骗时间，δrc表示无人机集群整体被欺骗的距离，δdref表示期望的欺骗距离，vi表示无人机集群个体i的速度，δvi(t)表示在真实卫星信号中由于导航欺骗导致的速度的欺骗偏移量，n表示无人机集群中无人机的个数。
30、一种针对蜂拥控制无人机集群的卫星导航欺骗装置，所述装置包括：
31、欺骗偏移量推导模块，用于构建蜂拥控制无人机集群的动力学模型；利用动力学模型推导得出卫星导航欺骗偏移量与无人机集群位置和速度的函数关系，计算无人机集群整体被欺骗的距离；
32、建立卫星导航欺骗模型模块，用于根据卫星导航欺骗偏移量与无人机集群的位置和速度的函数关系建立卫星导航欺骗模型的目标函数，根据无人机集群的速度和安全距离、通信距离和无人机集群整体被欺骗的距离设置卫星导航欺骗模型的约束条件；根据目标函数和约束条件建立卫星导航欺骗模型；
33、卫星导航欺骗模型求解模块，用于对卫星导航欺骗模型进行求解得到欺骗偏移量；利用欺骗偏移量生成卫星导航欺骗信号对蜂拥控制无人机集群进行欺骗，成功欺骗集群中的部分无人机；
34、无人机集群整体欺骗模块，用于在蜂拥控制算法三原则的作用下以部分无人机集群个体的速度欺骗带动整个无人机集群速度的改变，在欺骗过程中，通过调节欺骗偏移量的施加方向来避免无人机集群个体速度和间距超过极值，从而实现对无人机集群整体的欺骗。
35、上述针对蜂拥控制无人机集群的卫星导航欺骗方法及装置，本发明首先构建蜂拥控制无人机集群的动力学模型，推导得出卫星导航欺骗偏移量与无人机集群位置和速度的函数关系，接着计算无人机集群整体被欺骗的距离，根据卫星导航欺骗偏移量与无人机集群的位置和速度的函数关系建立卫星导航欺骗模型的目标函数，根据无人机集群的速度和安全距离、通信距离和无人机集群整体被欺骗的距离设置卫星导航欺骗模型的约束条件；根据目标函数和约束条件建立卫星导航欺骗模型，对卫星导航欺骗模型求解得到能够保持无人机集群分离、聚合和对齐行为的欺骗偏移量，进而利用欺骗偏移量生成卫星导航欺骗信号对蜂拥控制无人机集群进行欺骗，成功欺骗集群中的部分无人机，最后在蜂拥控制算法三原则的作用下以部分集群个体的速度欺骗带动整个无人机集群速度的改变，同时，在欺骗过程中，通过调节欺骗偏移量的施加方向来避免集群个体速度和间距超过极值，从而实现对集群整体的欺骗，本技术能够将蜂拥控制无人机集群欺骗至预先设定的目标位置，提高对无人机集群整体的欺骗效果，可应用于对非法无人机集群进行管控和反制的各类场景。