基于通信信号的低空无人机感知

项目概述

基于LTE蜂窝基站的下行通信信号,感知并监测通信环境中的低空无人机目标。通过无人机散射信号中的距离、角度、多普勒频移等信道参数对无人机进行精确的被动追踪。特别地,当无人机的初始位置未知时,通过增加接收机的数目仍能够实现对多种复杂飞行轨迹的分米级追踪精度。我们开发的被动追踪系统可以在城市楼顶密集部署,且追踪时无需已知无人机目标的初始位置。

系统配置

我们在1发1收和多发多收的配置下均对目标无人机的轨迹进行追踪。在1发1收的配置下,我们同时使用距离、角度和多普勒频移信息对无人机轨迹进行追踪;在多发多收的配置下,我们仅使用多普勒频移信息对无人机的轨迹进行追踪。在多发多收的配置下,被动追踪系统由2个LTE蜂窝基站,3个接收机组成。每个接收机均配备2个天线:参考天线负责接收LTE基站直达路径信号,监视天线负责接收目标无人机的散射信号。

1发1收下的无人机被动追踪系统配置与实验场景1发1收下的无人机被动追踪系统配置与实验场景
多发多收下的无人机被动追踪系统配置多发多收下的无人机被动追踪系统配置

多发多收下的无人机被动追踪系统实验场景
多发多收下的无人机被动追踪系统实验场景

追踪效果

  1. 1发1收的配置下所提出的系统可以通过笛卡尔追踪实现米级定位误差
  2. 多发多收的配置下,当无人机的初始位置已知时,90%的轨迹追踪误差低于0.5m;当无人机的初始位置未知时,90%的轨迹追踪误差低于0.9m,仍可实现分米级轨迹跟踪。

1发1收配置下无人机追踪结果1发1收配置下无人机追踪结果
多发多收配置下无人机初始位置已知时多普勒检测及追踪结果多发多收配置下无人机初始位置已知时多普勒检测及追踪结果

多发多收配置下无人机初始位置未知的追踪结果
多发多收配置下无人机初始位置未知的追踪结果

开源数据集

我们提供了采集的无人机散射真实信号(IQ数据)以及对应的飞行轨迹真值(经纬度信息)以促进相应的研究。数据集链接请点击:https://lasso525.quickconnect.cn

联系方式

如您对本项目及其开源的数据集有其它疑问,欢迎邮件咨询:吉辰卿,12332152@mail.sustech.edu.cn