NI助力SkySafe开发商用无人机防御系统

2019年08月06日 - 无论是亚马逊使用无人机递送包裹，还是奥运会滑雪项目启用无人机自动跟拍，商用无人机正变得无处不在。无人机的出现使许多应用从中受益，包括体育赛事转播以及野生动物保护区调研自动化。基于强大的智能软件，无人机的价格越来越低，操作也越来越简便，而且续航时间较长。与其他高科技技术一样，违规人员也会尝试利用无人机来达到违法的目的。

这类事件导致了对无人机防御系统的需求，无人机防御系统应运而生。该系统随着威胁频率和复杂性的不断增加而迅速发展，用以对抗违法者。大多数无人机防御系统利用各种技术来探测和消除威胁。这些系统都会使用有源和无源雷达，部分系统采用光学侦测技术。对抗措施也多种多样，包括非破坏性通信拦截、GPS干扰以及导弹击落或高功率定向激光炮击落等破坏性措施。

反无人机从功能角度出发可以分为无人机侦测探测和无人机反制两部分。无人机侦测探测技术主要有：基于无线电的无人机侦测探测、基于雷达的无人机探测+、基于光电的无人机探测。目前三种技术都已经应用于安保、赛事保障、边境和涉密区域无人机防护。无人机反制反无人机技术主要分为三类一是干扰阻断类，主要通过信号干扰、声波干扰等技术来实现。二是直接摧毁类，包括使用激光武器、用无人机反制无人机等。三是监测控制类，主要通过劫持无线电控制等方式实现。

无人机防御系统需要应对技术发展和SWaP挑战

每年都有许多更智能的新型商用无人机面世，其搭载的指挥控制（Command and Control， C2）和导航系统也越来越复杂。当无人机不受飞行员直接控制时，就难以实行C2对抗措施；这时通常会采用欺骗或干扰的手段来破坏或关闭GPS信号。而主动远程驾驶无人机可以提供各种通信方法，比如基本模拟调制以及基于加密指令的高度安全数字链路。过去往往使用传统的高功率干扰技术；然而，这种做法可能会对利益方造成相当大的破坏，并可能危及隐秘行动。要使单个防御系统能够灵活地适应不同的C2干扰方法，是一个相当大的挑战。

如何跟上不断变化的技术并快速部署新威胁对抗措施？由于传统的自研自产国防项目开发周期非常漫长，无法适应时代需求，许多系统开始转向商用现成技术来加快部署速度，以便系统设计人员可以专注于研究威胁对抗措施而不是硬件实现。

此外，虽然基地保护很重要，但许多军事运营商需要在偏远地区的车辆上部署有效的对抗措施解决方案。很多时候，他们的军用车无法容纳全尺寸雷达系统（包括摄像机和破坏性对抗措施装置）。而且移动系统必须具有隐蔽性并能够在执行任务中长时间运行；最终所有问题都归结于SWaP（尺寸、重量和功耗）。选择一个可以从原型验证扩展到部署并满足SWaP和无线电性能标准的平台至关重要。

NI助力SkySafe开发无人机防御系统

为了应对技术发展和SWaP挑战，基于NI商用SDR技术，SkySafe将NI SDR与开源软件相结合开发了相应的系统，使得SkySafe只需通过部署新算法，即可快速适应不断变化的威胁，大幅减少了新功能的部署时间和成本。

在NI的助力下，SkySafe无人机防御系统结合了NI Ettus Research USRP X310 SDR、GNU Radio开源框架和RFNoC（一个灵活的FPGA框架）。 USRP X310提供的灵活性使其非常适用于快速开发、高度适应的低功耗移动应用。

SkySafe首席技术官Scott Torborg表示，“我们很高兴有NI这样的合作伙伴加入。NI Ettus Research USRP X310是唯一一款兼具开放性和原始RF和DSP功能的商用SDR，可满足快速变化的无人机威胁对抗需求。除此之外，在从一开始设计该解决方案时，环保和系统坚固性就兼并到考量之中。NI为改造USRP X310提供的支持是满足SkySafe环境要求的关键。”