發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 22:39

【摘要】：在無(wú)人機(jī)的應(yīng)用從軍事領(lǐng)域迅速擴(kuò)展到民用以及商用領(lǐng)域的同時(shí),無(wú)人機(jī)的“黑飛”、“亂飛”和“盜飛”、“劫持”現(xiàn)象大量存在,對(duì)社會(huì)安全造成危害。針對(duì)這些現(xiàn)象,本文研究了基于地理圍欄無(wú)人機(jī)地面站監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)置“禁飛區(qū)”,防止無(wú)人機(jī)“黑飛”、“亂飛”;同時(shí),研究設(shè)計(jì)了無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的混合加密認(rèn)證方案,避免無(wú)人機(jī)被“盜飛”、“劫持”。具體研究從以下兩方面展開(kāi):(1)無(wú)人機(jī)地面控制站作為無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分,是監(jiān)控?zé)o人機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備。針對(duì)無(wú)人機(jī)“黑飛”、“亂飛”現(xiàn)象。首先分析了無(wú)人機(jī)出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因,研究了適應(yīng)于無(wú)人機(jī)“禁飛區(qū)”劃定與判斷的地理圍欄算法,然后利用算法在研究設(shè)計(jì)的基于Google Earth和Arc GIS的地學(xué)瀏覽器中預(yù)劃分無(wú)人機(jī)的圍欄區(qū)域,設(shè)置圍欄事件,判斷無(wú)人機(jī)是否闖入“禁止飛區(qū)”,對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行可視化監(jiān)控,報(bào)警提示無(wú)人機(jī)駕駛員強(qiáng)行改變無(wú)人機(jī)飛行路徑。同時(shí)還利用Sktech UP軟件構(gòu)建并繪制無(wú)人機(jī)的三維模型,運(yùn)用XML技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)三維模型的飛行模擬仿真,仿真驗(yàn)證了該研究在無(wú)人機(jī)地面控制站應(yīng)用的可行性,可以有效實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)安全飛行的管控功能,提高無(wú)人機(jī)應(yīng)用安全。(2)針對(duì)無(wú)人機(jī)“盜飛”、“劫持”事故。研究無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的上行鏈路的加密方案,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃�。具體過(guò)程:首先選擇高性能的信道編碼,提高數(shù)據(jù)鏈的可靠性和抗干擾性;然后通過(guò)研究常用的兩種加密體制的典型算法AES加密標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)化RSA加密算法,從無(wú)人機(jī)上行鏈路的安全需求著手,利用兩種加密算法的優(yōu)勢(shì),提出一種兼顧傳輸效率與安全性的混合加密認(rèn)證方案,保證無(wú)人機(jī)上行鏈路數(shù)據(jù)的保密性、完整性和可靠性,并且對(duì)該方案的安全性能進(jìn)行分析,驗(yàn)證其加密效果。其中還可以針對(duì)“盜飛”事故,利用地理圍欄功能,劃分限制區(qū)域,設(shè)置圍欄事件:禁止飛出。綜上,本文針對(duì)“黑飛”、“亂飛”事故,設(shè)計(jì)地理圍欄算法,實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)地面站的地理圍欄功能;針對(duì)“盜飛”、“劫持”事故,設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的加密認(rèn)證方案,為進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)滿足無(wú)人機(jī)安全應(yīng)用的地面站系統(tǒng)做了一定的基礎(chǔ)研究工作。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V279;TP277
【圖文】：

無(wú)人機(jī)無(wú)線電臺(tái)無(wú)線電臺(tái)算機(jī)matlab仿真軟件GPS信息 GPS信息發(fā)送接收接收發(fā)送圖 3.7 地面站系統(tǒng)半物理仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖（1）矩形地理圍欄算法仿真。矩形地理圍欄參數(shù)設(shè)置為 P0(1000, 500)，P1(3000, 500)，P2(1000, 3000)，P3(1000, 1000)，無(wú)人機(jī)的 GPS 位置信息為 P(3000,2500, 1500)，經(jīng)過(guò)地理圍欄算法解算，進(jìn)行判斷。矩形算法仿真圖如圖 3.8(a)。（2）長(zhǎng)方體地理圍欄算法仿真。設(shè)置長(zhǎng)方體圍欄參數(shù)為 A(3500, 500, 2000)，A′(3500, 500, 500)，B(3500, 3000, 2000)，B′(3500, 3000, 500)，C(1000, 3000,2000)，C′(1000, 3000, 500)，D(1000, 1000, 2000)，D′(1000, 1000, 500)。無(wú)人機(jī)的 GPS 位置信息經(jīng)過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為 P(3000, 2500, 1500)，長(zhǎng)方體檢測(cè)判斷算法仿真圖如圖 3.8(b)所示。

圖 3.9 球形算法仿真圖真結(jié)果：無(wú)人機(jī)測(cè)試點(diǎn)在球體地理圍欄外部。由此可，正常飛行。結(jié)無(wú)人機(jī)帶來(lái)社會(huì)安全問(wèn)題這一背景，研究了地理圍欄用，提高無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的提高安全水平。作為一種接近根據(jù)無(wú)人機(jī)的需求自定義觸發(fā)規(guī)則，如觸發(fā)范圍、形設(shè)計(jì)了改進(jìn)地理圍欄檢測(cè)判斷算法，通過(guò) MATLAB 圍欄算法作比較，驗(yàn)證其可行性與三維地理圍欄的優(yōu)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2724754