无人机的反制方法、装置、设备与介质与流程

1.本发明涉及无人机管控领域，尤其涉及一种无人机的反制方法、装置、设备与介质。


背景技术：

2.随着对无人机有序管理的要求不断提高，对无人机的身份识别和监管技术要求也越来越高。其中，无人机身份识别码(rid)，作为无人机管控的重要依据，已经成为无人机的生产、使用过程中的要求。多数对无人机的监管手段，包括识别、跟踪、定位、反制等，都是基于对无人机rid的接收和识别，同时也是基于无人机本身遵守相关的rid规范，正确依规主动播报其rid信息。
3.目前无人机跟踪和反制技术主要针对rid播报时的管控，缺乏rid功能关闭时的无人机跟踪和反制技术。当目标无人机故意关闭rid播报或者无人机因为rid相关功能故障而未能播报rid信息的情况时，目前无人机跟踪和反制技术不能及时对这一类无人机进行跟踪和反制，给社会的安全和有序带来了危害，需要加强针对性的监管。


技术实现要素：

4.本发明提供一种无人机的反制方法、装置、设备与介质，以解决当rid功能关闭时不能及时对违法无人机反制问题。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种无人机的反制方法，包括：获取无人机信号，并基于所述无人机信号，判断目标无人机是否打开rid上报功能主动上报rid信息；若未主动上报，则：基于所述无人机信号和已知无人机的信号特征数据库，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机；所述信号特征数据库记载了所述已知无人机的已知信号特征，以及所述已知无人机对应的rid信息；若所述目标无人机为所述待反制的无人机，则针对所述待反制的无人机的方向，发射反制信号。
6.可选的，基于所述无人机信号，判断目标无人机是否打开rid上报功能主动上报rid信息，包括：解调所述无人机信号中的第一信号部分，所述第一信号部分包括用于记载所述目标无人机的当前rid信息的信号；若解调成功，则确定所述目标无人机打开了rid上报功能，主动上报了rid信息；若解调不成功，则确定所述目标无人机关闭了rid上报功能，未主动上报rid信息。
7.可选的，基于所述无人机信号和已知无人机的信号特征数据库，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机，包括：提取所述无人机信号中第二信号部分的当前信号特征；基于所述当前信号特征与所述已知信号特征，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机。
8.可选的，基于所述当前信号特征与所述已知信号特征，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机，包括：若所述当前信号特征与任意之一已知信号特征匹配，则确定匹配到的已知信号特征对应的已知无人机的rid信息作为所述目标无人机的rid信息；基于所述
目标无人机的rid信息，自信息系统调取所述目标无人机的计划飞行信息；获取所述目标无人机的实际飞行信息；基于所述目标无人机的计划飞行信息与实际飞行信息，判断所述目标无人机是否违规；若违规，则确定所述目标无人机为待反制的无人机。
9.可选的，基于所述当前信号特征与所述已知信号特征，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机，包括：若所述当前信号特征与所有已知信号特征均不匹配，则确定所述目标无人机为所述待反制的无人机。
10.可选的，收集多个无人机的多种无线电信号，并提取所述无线电信号的信号特征；在所述无线电信号的信号特征中，确定用于区分不同无人机的信号特征作为所述已知信号特征，并基于该已知信号特征及其对应的rid信息构建或更新所述信号特征数据库。
11.可选的，若所述目标无人机为所述待反制的无人机，则针对所述待反制的无人机的方向，发射反制信号，包括：获取待反制的无人机的位置；针对于多台所述待反制的无人机，基于待反制的无人机的位置与反制设备的位置之间的距离，确定多组反制信号的发射次序；根据所述待反制的无人机的位置，确定每组反制信号的发射方向；根据多组反制信号的发射次序与发射方向，逐一对多台所述待反制的无人机发射对应的反制信号。
12.根据本发明的第二方面提供的无人机的反制装置，包括：
13.获取模块，用于获取无人机信号，判断目标无人机是否打开rid上报功能主动上报rid信息；
14.身份匹配模块，用于基于所述无人机信号和已知无人机的信号特征数据库，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机；
15.反制模块，用于针对所述待反制的无人机的方向，发射反制信号。
16.根据本发明的第三面，提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，所述存储器，用于存储代码和相关数据；
17.所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现本发明第一方面及其可选方案所涉及的方法。
18.根据本发明的第四方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面及其可选方案所涉及的方法。
19.本发明提供的无人机的反制方法、装置、设备与介质中，判断了无人机的rid功能的开启或关闭，进而，针对于rid功能关闭的无人机，基于信号特征数据库与无人机信号，可判断目标无人机是否为待反制的无人机，从而使反制设备能够在rid功能关闭的情况下能精准地找到需要反制的无人机，并对其进行反制。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明一实施例中无人机反制方法的流程示意图一；
22.图2是本发明一实施例中无人机反制方法的流程示意图二；
23.图3是本发明一实施例中步骤s1的流程示意图；
24.图4是本发明一实施例中步骤s2的流程示意图；
25.图5是本发明一实施例中步骤s22的流程示意图；
26.图6是本发明一实施例中步骤s3的流程示意图；
27.图7是本发明一实施例中的工作原理示意图；
28.图8是本发明一实施例中无人机反制装置的程序模块示意图；
29.图9是本发明一实施例中电子设备的构造示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
33.本发明实施例中涉及的目标无人机，可理解为需要被判定是否为待反制的无人机或无人机的组合；
34.本发明实施例所述的定位基站，可理解为用于对目标无人机进行定位的设备或设备的组合，一种举例中，可为tdoa基站；
35.本发明实施例所述的反制设备，可理解为用于对待反制的无人机或无人机的组合进行反制的设备或设备的组合。
36.本发明实施例所述的无人机的反制方法，可应用于反制设备，进而在反制设备中实现数据处理，也可以应用于能够与反制设备通信的其他数据处理设备。
37.本发明实施例提供了一种无人机的反制方法，请参考图1并结合图7，包括：
38.s1：获取无人机信号，并基于所述无人机信号，判断目标无人机是否打开rid上报功能主动上报rid信息；
39.s2：若未主动上报，则：基于所述无人机信号和已知无人机的信号特征数据库，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机；
40.s3：若所述目标无人机为所述待反制的无人机，则针对所述待反制的无人机的方向，发射反制信号。
41.所述rid信息可理解为无人机的身份识别码；
42.所述rid上报功能可理解为令无人机所发出的无线电信号包含rid信息的功能，一种举例中，无人机可周期性上报rid信息，另一种举例中，所述无人机可不间断的上报rid信
息；
43.所述信号特征数据库可理解为用于存储无人机的信号特征，具体可记载已知无人机的已知信号特征，以及所述已知无人机的rid信息(即已知信号特征所绑定的rid信息)，进一步的部分方案中，还可记载未绑定rid信息的已知信号特征，和/或：未绑定已知信号特征的rid信息。
44.一种举例中，所述信号特征数据库是以rid信息为索引的，进而信号特征是与rid信息是绑定的，若能在所述信号特征数据库中匹配到对应无人机的信号特征，则在所述信号特征数据库中也能找到与之匹配的无人机的rid信息；
45.所述反制信号表征为由反制设备发出的，且对待反制的无人机有着反制效果的信号，一种举例中，所述反制设备可通过发射电磁信号对所述待反制的无人机进行反制，另一种举例中，可采用释放无线电信号干扰的方式对其进行反制，切断其控制通信链路，迫使无人机降落，停止违规飞行。
46.其中，待反制的无人机的方向，指的是待反制的无人机相对于反制设备的方向，进而，本发明能够识别出需要反制的无人机，从而使反制设备能够精准地对待反制无人机的方向进行反制，减少对合法合规飞行的无人机的影响。
47.一种实施方式中，在步骤s1之前包括：利用探测设备对所述目标无人机发出的无线电信号探测，探测设备可例如探测站，可以是地面探测站或飞行探测站，所述探测站将探测到的无线电信号发送给用于信号处理的设备，由该设备判断所述rid上报功能是否开启。
48.请参考图2，步骤s1包括：
49.s11：解调所述无人机信号中的第一信号部分；
50.所述第一信号部分包括用于记载所述目标无人机的当rid信息的信号；
51.s12:若解调成功，则确定所述目标无人机打开了rid上报功能，主动上报了rid信息；
52.s13：若解调不成功，则确定所述目标无人机关闭了rid上报功能，未主动上报rid信息。
53.所述第一信号部分包括用于记载所述目标无人机的当前rid信息的信号；
54.其中的解调，可理解为基于信号处理手段恢复无人机信号中信息、信号的过程(例如获取rid信息)，本领域任意已有或改进的解调手段，都可作为一种可选方案，此外，解调的过程可以是由所述方法的执行主体实施的，也可以是利用其他设备实施的；即：解调第一信号部分的过程，可以是直接解调，也可以是利用其他设备解调。
55.以上方案中，判断了无人机的rid功能的开启或关闭，进而，针对于rid功能关闭的无人机，基于信号特征数据库与无人机信号，可判断目标无人机是否为待反制的无人机，从而使反制设备能够在rid功能关闭的情况下能精准地找到需要反制的无人机，并对其进行反制。
56.一种实施例中，请参考图2，并结合图7，所述方法，还可包括：
57.s4:收集多个无人机的多种无线电信号及其对应的rid信息，提取所述无线电信号的信号特征；
58.s5：在所述无线电信号的信号特征中，确定用于区分不同无人机的信号特征作为所述已知信号特征，并基于该已知信号特征及其对应的rid信息构建或更新所述信号特征
数据库。
59.以上步骤s4与s5可在步骤s1之前实施，也可同步于步骤s1至s3实施。
60.进而，在无人机打开rid上报功能阶段，实施以上步骤s4、s5，建立或更新以rid信息为索引的信号特征数据库；
61.一种举例中，在无人机正常播报rid信息阶段，建立以rid为索引的信号特征数据库，对无人机在不同频段、不同通信模式、不同飞行状态下的无线电信号特征分别进行汇总，并且，对不同rid的无人机，根据其长期收集的无线电信号数据，找到对其区分的信号特征并进行标识，进而，可形成所述已知信号特征。
62.请参考图4，步骤s2中基于所述无人机信号和已知无人机的信号特征数据库，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机的过程可以包括：
63.s21：提取所述无人机信号中第二信号部分的当前信号特征；
64.s22：基于所述当前信号特征与所述已知信号特征，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机。
65.以上所涉及的信号特征，可以是时域的特征，也可以是频域的特征，进一步的，可以是频谱图上提取的特征，可以为周期性特征、非周期性特征，不论何种特征，均不脱离本发明实施例的范围，同时，选取的信号特征可以是任意信号片段的信号特征。一种具体的举例中，可以选择导频信号的波形特征作为此处的信号特征。
66.以上方案中，可以当前信号特征与已知信号特征为依据判断目标无人机是否为待反制的无人机，可有助于基于信号的特性而识别出待反制的无人机，相较于只能通过提取rid信息才能判断是否需要反制的方案，本发明可适用于无法提取rid信息的情形，有效扩展了应用范围，覆盖了更广泛的信号环境。
67.具体方案中，请参考图5，步骤s22可以包括：
68.s221：若所述当前信号特征与任意之一已知信号特征匹配，则确定匹配到的已知信号特征对应的已知无人机的rid信息作为所述目标无人机的rid信息；
69.s222：基于所述目标无人机的rid信息，自信息系统调取所述目标无人机的计划飞行信息；
70.s223：获取所述目标无人机的实际飞行信息；
71.s224：基于所述目标无人机的计划飞行信息与实际飞行信息，判断所述目标无人机是否违规；
72.s225：若违规，则确定所述目标无人机为待反制的无人机。
73.通过以上步骤s225，可确定图7所示因飞行信息与报备不符而违规的待反制的无人机。
74.此外，步骤s22还可包括：
75.s226：若所述当前信号特征与所有已知信号特征均不匹配，则确定所述目标无人机为所述待反制的无人机。
76.通过以上步骤s226，可确定图7所示因不在数据库而违规的待反制的无人机。
77.一种实施例中，若判断出rid上报功能已关闭，则获取无人机信号中的第二信号部分，并从第二信号部分提取当前信号特征，判断当前信号特征是否匹配与已知信号特征数据库所记载的已知信号特征。
78.具体的实施方式中，根据信号特征数据库中区分度较高的信号特征，选择合适的信号片段进行无人机无线电信号的接收；对于地形复杂、背景噪声大、电磁干扰较多的环境，启用多个无人机信号接收设备(一种举例中可为探测站)，对无人机信号进行协同接收，增强其接收增益。
79.其中，当前信号特征与已知信号特征的匹配，可理解为：
80.所述当前信号特征与所述已知信号特征数据库所记载的已知信号特征的相关性(或相似度)高于预定阈值，例如95％，则可确定匹配，并以所述匹配的已知信号特征所属的已知无人机的rid信息,作为所述目标无人机的rid信息；
81.其中的飞行信息可例如包括以下至少之一：
82.飞行时间、飞行区域以及飞行轨迹、经过的位置点等等；进而，所述目标无人机的计划飞行信息与实际飞行信息匹配时，则可判断所述目标无人机未违规，反制，若不匹配，则可判断目标无人机违规，需要对其进行反制；
83.其中，计划飞行信息与实际飞行信息之间的匹配可例如：
84.若计划飞行信息包含计划飞行轨迹，实际飞行信息包含实际飞行轨迹，则该匹配包含：计划飞行轨迹与实际飞行轨迹相匹配；
85.若计划飞行信息包含多个计划位置点(例如起点、终点、途经点等)，实际飞行信息包含实际飞行轨迹，则该匹配包含：计划位置点落在实际飞行轨迹或邻近于实际飞行轨迹；
86.若实际飞行信息包含多个实际飞行位置点(例如起点、终点、途经点等)，计划飞行信息包含计划飞行轨迹，则该匹配包含：实际位置点落在计划飞行轨迹或邻近于计划飞行轨迹；
87.若计划飞行信息包含计划飞行区域，实际飞行信息包含实际飞行区域或实际飞行位置点，则该匹配包含：实际飞行区域或实际飞行位置点落在计划飞行区域；
88.若计划飞行信息包含计划飞行时间段，实际飞行信息包含实际飞行时间，则该匹配包含：实际飞行时间落在计划飞行时间段。
89.所述违规可理解为所述目标无人机的实际飞行信息与信息系统内的计划飞行信息不匹配；具体的，该信息系统可以包括：无人机管理信息系统或者本空域无人机飞行报备系统。
90.一种实施例中，以上步骤s22中，可以根据信号特征数据库关注的信号特征，从接收到的第二信号部分中提取相关的信号特征数据，与信号特征数据库中的无人机信号的第二信号部分进行匹配分析。选择在信号特征数据库中匹配程度高于预定阈值的无人机信号，例如高于95％以上，则确定接收的第二信号部分属于为数据库中的无人机的信号特征。
91.一种实施例中，以上步骤s22中，可以根据信号特征数据库关注的信号特征，从接收到的第二信号部分中提取相关的信号特征数据，与信号特征数据库中的无人机信号的第二信号部分进行匹配分析；选择在信号特征数据库中匹配程度不高于预定阈值的无人机信号，例如不高于95％，则确定接收的第二信号部分不属于为信号特征数据库中的无人机的信号特征，在信号特征数据库中存入当前无人机信号的第二信号部分并对当前无人机信号命名，确定所述目标无人机为待反制的无人机；
92.一种举例中，对当前无人机信号命名并存储在所述信号特征数据库中，若在之后的反制过程中再次发现rid功能关闭的目标无人机，可直接根据其命名，确定所述目标无人
机为待反制的无人机；另一种举例中，对当前无人机信号命名并存储在所述信号特征数据库中，若在之后的反制过程中发现当前无人机的rid功能开启，则将解调出的rid与当前无人机的信号特征绑定，即当前无人机的信号特征是以rid为索引存入所述信号特征数据库中的。
93.具体的实施例中，所述定位基站可采用tdoa无源时差定位基站对无人机定位，可选择多台信号识别设备的数据，例如4台，根据探测设备从发现到接收该无人机无线电信号的时间差，对无人机进行定位。每隔1秒钟，对其进行一次信号采集和时差定位计算，形成连续的定位跟踪，并绘制其飞行轨迹；
94.一种实施例中，对于在信号特征数据库中查到其rid或信号特征的无人机，通过对无人机轨迹的判定，对比无人机管理信息系统中上报的该无人机飞行计划和要求，如果其飞行行为(即飞行信息)与报备的计划不一致，这判定为违规飞行，采用释放无线电干扰的方式对其进行反制，切断其控制通信链路，迫使其降落，停止违规飞行。
95.请参考图6，步骤s3包括：
96.s31:获取待反制的无人机的位置；
97.s32:针对于多台所述待反制的无人机，基于待反制的无人机的位置与反制设备的位置之间距离，确定多组反制信号的发射次序；
98.s33:根据待反制的无人机的位置，确定每组反制信号的发射方向；
99.s34:根据多组反制信号的发射次序与发射方向，逐一对多台所述待反制的无人机发射对应的反制信号。
100.结合图7可知，其中步骤s31中获取位置的过程可例如是利用被调度的tdoa监测站对待反制的无人机进行定位从而获取位置的过程。步骤s34中的反制信号的发射，可参照图7所示的反制信号理解。
101.所述发射次序可表征为对多个待反制的无人机的先后反制次序；
102.所述发射信号可表征为反制信号所发射的方向；
103.一种实施例中，所述反制设备根据无人机身份鉴别和违规飞行行为分析结果，依据由近及远的原则，选择反制的次序(即发射次序)；再根据tdoa定位结果，确定反制信号的释放方向(即发射方向)，根据次序依次进行反制，一种举例中，可释放足够功率的噪声信号，干扰无人机与遥控器之间的通联，使得无人机无法正确接收遥控器的指令。
104.综上所述，在本发明的具体方案中，可具备以下积极效果：
105.本发明设计的无人机反制方法，能够判断目标无人机的rid功能是否关闭，通过在正常播报rid时建立以rid为索引的信号特征数据库，在rid关闭时，提取当前无人机的信号特征并与信号特征数据库中的信号特征进行匹配，从而能够识别出需要反制的违法无人机，从而使反制设备能够精准地对违法无人机进行反制，减少对rid播报功能的依赖性；解决反制设备在rid功能关闭时无法自动识别无人机身份，无法进行反制的问题，增强无人机反制的精准性。
106.请参考图6，本发明实施例提供了一种无人机反制装置5，包括：
107.获取模块51，用于获取无人机信号，判断目标无人机是否打开rid上报功能主动上报rid信息；
108.身份匹配模块52，用于基于所述无人机信号和已知无人机的信号特征数据库，判
断所述目标无人机是否为待反制的无人机；
109.反制模块53，用于针对所述待反制的无人机的方向，发射反制信号；
110.可选的，所述获取模块51，具体用于：
111.基于所述无人机信号，判断目标无人机是否打开rid上报功能主动上报rid信息，包括：解调所述无人机信号中的第一信号部分，所述第一信号部分包括用于记载所述目标无人机的当前rid信息的信号；若解调成功，则确定所述目标无人机打开了rid上报功能，主动上报了rid信息；若解调不成功，则确定所述目标无人机关闭了rid上报功能，未主动上报rid信息。
112.可选的，所述身份匹配模块52，具体用于：
113.基于所述无人机信号和已知无人机的信号特征数据库，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机，包括：提取所述无人机信号中第二信号部分的当前信号特征；基于所述当前信号特征与所述已知信号特征，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机；
114.基于所述当前信号特征与所述已知信号特征，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机，包括：若所述当前信号特征与任意之一已知信号特征匹配，则确定匹配到的已知信号特征对应的已知无人机的rid信息作为所述目标无人机的rid信息；基于所述目标无人机的rid信息，自信息系统调取所述目标无人机的计划飞行信息；获取所述目标无人机的实际飞行信息；基于所述目标无人机的计划飞行信息与实际飞行信息，判断所述目标无人机是否违规；若违规，则确定所述目标无人机为待反制的无人机；
115.基于所述当前信号特征与所述已知信号特征，判断所述目标无人机是否为待反制的无人机，包括：若所述当前信号特征与所有已知信号特征均不匹配，则确定所述目标无人机为所述待反制的无人机；
116.可选的，所述装置还包括：
117.收集模块，用于收集多个无人机的多种无线电信号及其对应的rid信息，并提取所述无线电信号的信号特征；
118.数据库构建更新模块，用于在所述无线电信号的信号特征中，确定用于区分不同无人机的信号特征作为所述已知信号特征，并基于该已知信号特征及其对应的rid信息构建或更新所述信号特征数据库；
119.可选的，所述反制模块53，具体用于：
120.获取待反制的无人机的位置；
121.针对于多台所述待反制的无人机，基于待反制的无人机的位置与反制设备的位置之间的距离，确定多组反制信号的发射次序；
122.根据待反制的无人机的位置，确定每组反制信号的发射方向；
123.根据多组反制信号的发射次序与发射方向，逐一对多台所述待反制的无人机发射对应的反制信号。
124.请参考图7，提供了一种电子设备6，包括：
125.处理器61；以及，
126.存储器62，用于存储所述处理器的可执行指令；
127.其中，所述处理器61配置为经由执行所述可执行指令来执行以上所涉及的方法。
128.处理器61能够通过总线63与存储器62通讯。
129.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所涉及的方法。
130.本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
131.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。