新一代無(wú)人機(jī)技術(shù)革新，或?qū)⒉粦?GPS 信號(hào)干擾！
2025年03月27日
在現(xiàn)代工作生活和復(fù)雜環(huán)境中，無(wú)人機(jī)的作用日益凸顯。不過(guò)，依賴(lài) GPS 導(dǎo)航的無(wú)人機(jī)也面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，一旦 GPS 信號(hào)受到干擾，無(wú)人機(jī)就如同斷了線的風(fēng)箏，隨時(shí)可能墜毀。
國(guó)外一家名為 Maxar 的地理空間情報(bào)公司，近期宣布針對(duì)無(wú)人機(jī) GPS 可能被欺騙或干擾的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套名為 Raptor 基于 3D 地圖的無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)。
Maxar 的首席產(chǎn)品官彼得?威爾欽斯基在接受媒體采訪時(shí)講述了 Raptor 的工作原理：通過(guò)將無(wú)人機(jī)所 “看到” 的畫(huà)面與 3D 地圖進(jìn)行匹配，從而給出無(wú)人機(jī)的絕對(duì)位置估計(jì)。 而且，這些估計(jì)值還能與慣性測(cè)量單元（IMU）、視覺(jué)里程計(jì)、GPS 或其他傳感器的輸入融合。導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)選用最優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)，以確保無(wú)人機(jī)保持最精確的定位。 要知道，IMU 和視覺(jué)里程計(jì)雖然能在兩次絕對(duì)位置更新之間支持相對(duì)定位，但時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)漂移誤差。而 Raptor 能借助高精度的地圖定位，有效糾正這種漂移，讓無(wú)人機(jī)在 GPS 信號(hào)受阻的環(huán)境中也能穩(wěn)定導(dǎo)航。
制作 3D 地圖的原理也不復(fù)雜，就是從不同角度拼接物體和地形的高分辨率衛(wèi)星圖像，使其與無(wú)人機(jī)的視頻畫(huà)面相匹配。這張涵蓋約 9000 萬(wàn)平方公里地形數(shù)據(jù)的地圖，可以通過(guò)無(wú)人機(jī)的機(jī)載攝像頭，被加載到任何平臺(tái)上。
彼得?威爾欽斯基形象地解釋說(shuō)：“GPS 就像是給無(wú)人機(jī)一個(gè)點(diǎn)，告訴它‘你在這兒’。而我們給無(wú)人機(jī)的是一張地圖，它可以通過(guò)傳感器來(lái)確定自己的位置。”
對(duì)于本身支持 GPS 的平臺(tái)來(lái)說(shuō)，Raptor 軟件還能作為備用方案。一旦 GPS 信號(hào)被干擾，Raptor 就能立刻發(fā)揮作用。這對(duì)于任務(wù)執(zhí)行至關(guān)重要，它能確保無(wú)人機(jī)在低空、夜間等復(fù)雜環(huán)境下，也能準(zhǔn)確飛向目標(biāo)地點(diǎn)。 Maxar 公司透露，他們?cè)趯?shí)際環(huán)境中對(duì)其中一款軟件套件進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示，在遭受電子攻擊時(shí)，地面坐標(biāo)的精度誤差能控制在 3 米以?xún)?nèi)，這一成績(jī)相當(dāng)出色。
盡管 Maxar 的 3D 地圖導(dǎo)航技術(shù)讓無(wú)人機(jī)在信號(hào)盲區(qū)如魚(yú)得水，但無(wú)人機(jī)與反無(wú)的博弈永遠(yuǎn)存在相生相克，在這里就是無(wú)人機(jī)探測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)，它能穿透“電磁迷霧”，成為無(wú)人機(jī)的 “天敵獵手”。
雷達(dá)系統(tǒng)的工作原理與蝙蝠的超聲波定位異曲同工。當(dāng)雷達(dá)向空間發(fā)射高頻電磁波時(shí)，遇到無(wú)人機(jī)就會(huì)產(chǎn)生反射回波。通過(guò)計(jì)算回波的時(shí)間差、頻率偏移（多普勒效應(yīng)）和信號(hào)強(qiáng)度，系統(tǒng)不僅能精確鎖定目標(biāo)位置，還能獲取其距離、角度、速度和高度等關(guān)鍵信息。
該系統(tǒng)支持多設(shè)備多防區(qū)管理，可融入已有監(jiān)控大屏，安裝方便高集成度，兼具輕量、高性?xún)r(jià)比、架構(gòu)開(kāi)放的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景，選擇不同的設(shè)備靈活搭配部署。
適?于對(duì)公安特勤反恐、治安巡邏、重大安保等場(chǎng)景的安全防護(hù)，也可應(yīng)用于部隊(duì)、機(jī)場(chǎng)、港口、電力、石化等行業(yè)長(zhǎng)期部署，構(gòu)建起可感、可查、可打、可控的低空安全整體防控系統(tǒng)。
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