SkySafe利用开源SDR，对抗商用无人机威胁

当我们浏览科技新闻时，基本上不会看不到关于无人机的文章。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，这一切都说明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，无人机也是不法分子的青睐对象，他们也在尝试利用无人机来达到不可告人的目的。据报道，英国最近已经出现商用无人机被用于执行不必要的监视，甚至扰乱了空域安全和秩序。

幸运的是，许多人也在努力开发无人机防御系统来对抗这些不法分子。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。

无人机防御系统的主要技术挑战

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（C2）和导航系统也越来越复杂。如今，主动回避障碍物以及自主控制已经是无人机的常见功能。当无人机不受飞行员直接控制时，就难以实行C2对抗措施；因此，通常会采用欺骗或干扰的手段来破坏或关闭GPS信号。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，这种做法不分敌友，可能会对友军造成相当大的破坏，并可能危及隐秘行动 - 更不用说会触及许多国家的监管条例。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。

第一个难点是如何跟上不断变化的技术以及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，已经无法适应时代需求，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。

其次是移动性问题：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。

SkySafe无人机防御解决方案

SkySafe是一家创新型美国公司，致力于提供世界一流的非破坏性无人机防御和空域控制解决方案。通过应用先进的无线电工程和深度威胁分析，该公司为军事、公共安全和商业客户提供了全面的空域感知和控制解决方案。SkySafe解决方案采用非破坏性对抗措施来破坏许多常见威胁的C2和导航系统。此外，SkySafe软件可以拦截导航下行链路报告，并实时向操作员无源显示无人机的位置。随着空域管制要求的不断变化，SkySafe开始专注于军用无人机防御应用，并根据国防部标准文件提供解决方案。

为了应对技术发展和SWaP挑战，SkySafe基于NI商用SDR技术开发了相应的系统。该系统将NI SDR与开源软件相结合，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。SkySafe解决方案的核心在于其专有的创新软件无线电算法。 

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，“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。” 

为了解决外形尺寸和坚固性问题，SkySafe解决方案将USRP X310的封装改造成坚固的车载外壳（见图2）。SkySafe在从一开始设计该解决方案时，就将环保和系统坚固性考虑在内，而NI为改造USRP X310提供的支持是满足SkySafe环境要求的关键。 

结论​

无人机不仅好玩，而且也非常实用；但也容易被不法分子利用，变成了一种威胁。抵御这种新威胁会带来技术和监管方面的挑战。随着空域管制法规的逐步完善，大部分无人机防御解决方案主要针对军事应用。SkySafe基于NI SDR技术，结合USRP X310和开源软件开发了一个高性能无人机防御系统，经证明，该系统可以应对快速变化的威胁并满足外形尺寸要求。