南京航空航天大学赵振根获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种四旋翼无人机GNSS传感器攻击检测及辨识方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119293602B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411330902.1,技术领域涉及:G06F18/2411;该发明授权一种四旋翼无人机GNSS传感器攻击检测及辨识方法是由赵振根;石鹏程;李庆龙设计研发完成,并于2024-09-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种四旋翼无人机GNSS传感器攻击检测及辨识方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种四旋翼无人机GNSS传感器攻击检测及辨识方法,包括:根据惯性导航系统GNSS直接松组合导航系统得到的无人机状态估计与GNSS测量值进行对比,获取与GNSS是否受攻击有关的特征信息;然后,通过分析不同信号通道受攻击对特征信息的影响,训练支持向量机二值分类器;最后,基于训练好的支持向量机SVM二值分类器,结合特征组合编码方案设计纠错输出编码‑支持向量机,并构建攻击检测子系统和攻击辨识子系统。本发明能够判断GNSS是否受攻击以及受攻击的信号通道,不仅提高了检测效率,而且丰富了检测功能。
本发明授权一种四旋翼无人机GNSS传感器攻击检测及辨识方法在权利要求书中公布了:1.一种四旋翼无人机GNSS传感器攻击检测及辨识方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1,选取状态向量并建立系统方程和量测方程,构建基于扩展卡尔曼滤波器的直接式松组合导航系统子系统; 步骤2,将组合导航系统估计值与全球导航卫星系统GNSS测量值进行比较,提取与全球导航卫星系统GNSS是否受攻击有关的特征信息; 步骤3,将攻击检测和攻击辨识任务分解为支持向量机SVM二值分类任务,并结合鸭群算法逐一训练支持向量机SVM二值分类器; 步骤4,根据攻击检测的目标和要求,采用特征组合编码方案对全球导航卫星系统GNSS是否受攻击进行编码,选择合适的支持向量机SVM二值分类器设计纠错输出编码-支持向量机ECOC-SVM模型,并构建攻击检测子系统; 步骤5,根据攻击辨识的目标和要求,采用特征组合编码方案对全球导航卫星系统GNSS所受的攻击类型进行编码,选择支持向量机SVM二值分类器设计纠错输出编码-支持向量机ECOC-SVM模型,并构建攻击辨识子系统; 步骤6,利用攻击检测子系统对测试数据集进行攻击检测获取决策编码,并进行解码以判定全球导航卫星系统GNSS是否受到攻击;如果全球导航卫星系统GNSS受到攻击,采用攻击辨识子系统对测试数据集进行攻击辨识获取决策编码,并进行解码从而辨识全球导航卫星系统GNSS所受攻击类型; 步骤1中,所述基于扩展卡尔曼滤波器EKF的直接式松组合导航系统子系统,包括状态向量xk和观测值zk,定义为: 其中,为四元数,表示飞行器的姿态;表示实数空间;分别表示无人机在东北地坐标系下的速度和位置;分别表示在机体坐标系下陀螺仪、加速度计和磁力计测量值中的恒定偏差;表示在东北地坐标系下的地球磁场向量;表示风在水平方向上的速度分量;表示在机体坐标系下磁力计测量的三轴磁场值;表示全球导航卫星系统GNSS测量得到的三维速度值;表示全球导航卫星系统GNSS测量得到的水平方向上的位置值;表示气压计的测量值; 建立如下状态方程和量测方程: xk+1=fxk,uk+wk zk=hxk+vk 其中,xk表示在第k时刻的系统的状态向量;zk表示在第k时刻的系统的观测向量;表示在第k时刻的直接式松组合导航系统子系统的输入向量,T表示矩阵转置;ωb、ab分别表示陀螺仪和加速度计提供的角速度测量值和加速度测量值;wk,vk分别表示在第k时刻组合导航系统的过程噪声和测量噪声;f·和h·分别表示状态转移方程和观测方程。
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