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无人机信息安全系统分析
广州创亚企业管理顾问有限公司
目录
TOC\o1-3\h\z\u一、引言 3
二、无人机的组成和应用 3
1、无人机系统组成 3
2、无人机的应用 5
3、无人机的安全威胁 6
4、无人机传感器安全 8
5、无人机通信安全 14
6、无人机软件安全 17
7、无人机网络安全 21
三、无人机安全技术发展的总结和方案 24
一、引言
随着科学技术的进步和发展,无人机在技术上越来越成熟,在生产生活中的应用也变得越来越广泛。无人机具有成本低、体积小、重量轻、易操纵、高度灵活性、高度适应性、安全稳定性和便于隐蔽等优点,因此在处理影视拍摄、农业监测、自然灾害、事故灾难以及社会安全事件等方面发挥着重要作用。
在民用无人机领域,中国已经走在世界的前列。据路透社报道,中国无人机制造公司大疆创新(DJI)在消费级无人机领域的市场占有率达70%。最近几年,无人机市场规模保持每年约50%的高速增长态势。在2015年,全球无人机销售约为58.7万架,其中军用无人机约占3%,民用无人机占97%。民用无人机销量中,专业级无人机销量约17.1万架,消费级无人机销量约39.9万架。2016年6月,著名专业机构艾瑞咨询发布《2016年无人机行业研究报告》,称民用无人机市场已进入快速成长期,市场规模增速达到50%以上。预计到2020年全球无人机年销售量将达到433万架。
二、无人机的组成和应用
无人驾驶飞机简称“无人机”(UnmannedAerialVehicle,UAV),是利用无线电遥控设备操纵的不载人飞机。从技术角度可以将无人机分为:无人固定翼机、无人直升机、多旋翼无人机、无人伞翼机等。
1、无人机系统组成
典型的无人机系统主要由无人机、地面站以及传输信息的通信链路组成。
(1)无人机部分
无人机主要由以下几部分构成:
1)动力系统。动力系统负责为无人机的飞行和稳定提供动力,无人机的动力来源一般有电动机和内燃机两种。除了动力来源之外,无人机的动力系统还包含螺旋桨等设备;
2)主控制器。主控制器负责维持无人机的稳定和导航,并将接收到的控制命令转换成动力系统指令;
3)通信链路模块。无人机的通信模块主要包括遥控信号模块、无线数传模块和Wi-Fi通信模块;
4)传感器。传感器主要包括:惯性测量单元(InertialMeasurementUnit,IMU)、磁力计(Magnetometer)、陀螺仪(Gyroscopic)、GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)模块、压力传感器、视觉传感器等;
5)任务执行单元。任务执行单元是无人机用来执行相应任务的部件,根据任务的不同选择相应的部件,比如,航拍一般采用云台相机,而农业检测则可能需要加载多光谱探测仪或热传感器等。
(2)地面站部分
地面站是无人机操纵者操纵无人机的重要部分。操纵者的控制命令都是通过地面站传输到无人机,从而使无人机根据命令做出相应的动作。无人机采集的数据以及无人机自身的运行数据都将传输到地面站,并由地面站的显示器或者智能终端等设备进行显示。地面控制部分具有无线电控制、数据处理及系统检测等功能。
地面站主要包括以下几个部分:
1)遥控器。由于遥控器具有操控方便、实时性和安全性较高等特点,当前民用无人机主要通过遥控器进行控制的;
2)智能终端。智能终端可以更加直观的显示无人机自身以及所采集的数据,部分无人机则可以直接使用智能终端操控;
3)通信链路模块。地面站的通信模块一般与无人机的通信模块相对应。
(3)通信链路部分
无人机的通信部分包括几个无人机组件和通信链路。每个通信链路传输不同类型的信息数据。一般来说,根据传输的信息类型的不同,无人机网络包括三种通信链路,分别为:无人机与地面站之间的通信链路、卫星通信链路和无人机到无人机通信链路。无人机与地面站之间的通信链路传输遥测信息、视频和音频等数据;卫星通信链路传输GPS信号、气象信息等;无人机与无人机的通信链路是无人机网络的重要组成部分,用于无人机间的数据交换。
2、无人机的应用
无人机作为飞行平台,搭载不同的工作设备,可以执行不同的任务。无人机按照用途可以分为军用无人机和民用无人机。军用无人机一般作为侦察机、靶机和攻击机,执行难度较低且危险性较高的任务。民用无人机已经广泛应用于工农业生产和人们的日常生活。
民用无人机按照用途可以分为工业级无人机和消费级无人机。工业级无人机在工农业生产等方面发挥着巨大的作用:在农业方面可以用来喷洒农药、农业监测等;在航拍方面,可以用来进行电影拍摄、新闻拍摄以及广告活动等;在安防领域,无人机则可以进行灾情检查、调度指挥、反恐维稳和协助巡逻等;在电力方面,无人机可以进行电力巡检和线路规划等。同时
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