NI助力SkySafe開發(fā)商用無人機防御系統(tǒng)

2019年08月06日-無論是亞馬遜使用無人機遞送包裹，還是奧運會滑雪項目啟用無人機自動跟拍，商用無人機正變得無處不在。無人機的出現(xiàn)使許多應用從中受益，包括體育賽事轉(zhuǎn)播以及野生動物保護區(qū)調(diào)研自動化?；趶姶蟮闹悄苘浖瑹o人機的價格越來越低，操作也越來越簡便，而且續(xù)航時間較長。與其他高科技技術(shù)一樣，違規(guī)人員也會嘗試利用無人機來達到違法的目的。

這類事件導致了對無人機防御系統(tǒng)的需求，無人機防御系統(tǒng)應運而生。該系統(tǒng)隨著威脅頻率和復雜性的不斷增加而迅速發(fā)展，用以對抗違法者。大多數(shù)無人機防御系統(tǒng)利用各種技術(shù)來探測和消除威脅。這些系統(tǒng)都會使用有源和無源雷達，部分系統(tǒng)采用光學偵測技術(shù)。對抗措施也多種多樣，包括非破壞性通信攔截、GPS干擾以及導彈擊落或高功率定向激光炮擊落等破壞性措施。

反無人機從功能角度出發(fā)可以分為無人機偵測探測和無人機反制兩部分。無人機偵測探測技術(shù)主要有：基于無線電的無人機偵測探測、基于雷達的無人機探測+、基于光電的無人機探測。目前三種技術(shù)都已經(jīng)應用于安保、賽事保障、邊境和涉密區(qū)域無人機防護。無人機反制反無人機技術(shù)主要分為三類一是干擾阻斷類，主要通過信號干擾、聲波干擾等技術(shù)來實現(xiàn)。二是直接摧毀類，包括使用激光武器、用無人機反制無人機等。三是監(jiān)測控制類，主要通過劫持無線電控制等方式實現(xiàn)。

無人機防御系統(tǒng)需要應對技術(shù)發(fā)展和SWaP挑戰(zhàn)

每年都有許多更智能的新型商用無人機面世，其搭載的指揮控制(Command and Control,C2)和導航系統(tǒng)也越來越復雜。當無人機不受飛行員直接控制時，就難以實行C2對抗措施;這時通常會采用欺騙或干擾的手段來破壞或關(guān)閉GPS信號。而主動遠程駕駛無人機可以提供各種通信方法，比如基本模擬調(diào)制以及基于加密指令的高度安全數(shù)字鏈路。過去往往使用傳統(tǒng)的高功率干擾技術(shù);然而，這種做法可能會對利益方造成相當大的破壞，并可能危及隱秘行動。要使單個防御系統(tǒng)能夠靈活地適應不同的C2干擾方法，是一個相當大的挑戰(zhàn)。

如何跟上不斷變化的技術(shù)并快速部署新威脅對抗措施?由于傳統(tǒng)的自研自產(chǎn)國防項目開發(fā)周期非常漫長，無法適應時代需求，許多系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向商用現(xiàn)成技術(shù)來加快部署速度，以便系統(tǒng)設計人員可以專注于研究威脅對抗措施而不是硬件實現(xiàn)。

此外，雖然基地保護很重要，但許多軍事運營商需要在偏遠地區(qū)的車輛上部署有效的對抗措施解決方案。很多時候，他們的軍用車無法容納全尺寸雷達系統(tǒng)(包括攝像機和破壞性對抗措施裝置)。而且移動系統(tǒng)必須具有隱蔽性并能夠在執(zhí)行任務中長時間運行;最終所有問題都歸結(jié)于SWaP(尺寸、重量和功耗)。選擇一個可以從原型驗證擴展到部署并滿足SWaP和無線電性能標準的平臺至關(guān)重要。

NI助力SkySafe開發(fā)無人機防御系統(tǒng)

為了應對技術(shù)發(fā)展和SWaP挑戰(zhàn)，基于NI商用SDR技術(shù)，SkySafe將NI SDR與開源軟件相結(jié)合開發(fā)了相應的系統(tǒng)，使得SkySafe只需通過部署新算法，即可快速適應不斷變化的威脅，大幅減少了新功能的部署時間和成本。

在NI的助力下，SkySafe無人機防御系統(tǒng)結(jié)合了NI Ettus Research USRP X310 SDR、GNU Radio開源框架和RFNoC(一個靈活的FPGA框架)。USRP X310提供的靈活性使其非常適用于快速開發(fā)、高度適應的低功耗移動應用。

SkySafe首席技術(shù)官Scott Torborg表示，“我們很高興有NI這樣的合作伙伴加入。NI Ettus Research USRP X310是唯一一款兼具開放性和原始RF和DSP功能的商用SDR，可滿足快速變化的無人機威脅對抗需求。除此之外，在從一開始設計該解決方案時，環(huán)保和系統(tǒng)堅固性就兼并到考量之中。NI為改造USRP X310提供的支持是滿足SkySafe環(huán)境要求的關(guān)鍵。”