兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (9): 2709-2721.doi: 10.12382/bgxb.2022.1216
所属专题: 智能系统与装备技术
李思琪1, 龚鹏1, 单丹1,2, 李剑锋1, 刘宇1, 高翔1,*()
收稿日期:
2022-12-05
上线日期:
2023-01-09
通讯作者:
基金资助:
LI Siqi1, GONG Peng1, SHAN Dan1,2, LI Jianfeng1, LIU Yu1, GAO Xiang1,*()
Received:
2022-12-05
Online:
2023-01-09
摘要:
针对无人机技术研究中对其数据链路干扰攻击效果进行仿真模拟的需求,基于QualNet仿真软件提出一种无人机信息攻击半实物测试架构。该半实物测试架构通过设计和集成通信网络仿真模块、想定规划模块、干扰攻击模拟加载模块、三维态势展示模块、动态控制模块和数据传输接口,来模拟实现对无人机的动态控制、状态信息显示及干扰攻击加载等。测试结果表明,该架构能够有效实现对无人机干扰攻击效果的模拟,且所设计的数据传输接口能够保证半实物测试中信息交互的准确性与实时性,为实物设备接入测试奠定了基础。
中图分类号:
李思琪, 龚鹏, 单丹, 李剑锋, 刘宇, 高翔. 基于QualNet的无人机信息攻击半实物测试架构设计与实现[J]. 兵工学报, 2023, 44(9): 2709-2721.
LI Siqi, GONG Peng, SHAN Dan, LI Jianfeng, LIU Yu, GAO Xiang. Design and Implementation of Hardware-in-the-loop Test Architecture for UAV Information Attack Based on QualNet[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(9): 2709-2721.
功能 | 交互数据 | 发送端 | 接收端 |
---|---|---|---|
遥控参数设置 | 遥控数据 | 动态控制模块发布者 | QualNet网络仿真软件订阅者 |
遥测数据获取 | 遥测数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 动态控制模块订阅者 |
三维态势展示 | 态势数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 三维态势展示模块订阅者 |
通信参数应答 | 通信参数数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 动态控制模块订阅者、干扰攻击模拟加载模块订阅者 |
干扰参数设置 | 干扰参数数据 | 干扰攻击模拟加载模块发布者 | QualNet网络仿真软件订阅者 |
干扰参数应答 | 干扰参数数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 干扰攻击模拟加载模块订阅者 |
仿真初始化 | 仿真场景参数数据 | 想定规划模块发布者 | QualNet网络仿真软件订阅者 |
表1 无人机数据传输接口数据交互关系
Table 1 UAV data transmission interface data interaction relationship
功能 | 交互数据 | 发送端 | 接收端 |
---|---|---|---|
遥控参数设置 | 遥控数据 | 动态控制模块发布者 | QualNet网络仿真软件订阅者 |
遥测数据获取 | 遥测数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 动态控制模块订阅者 |
三维态势展示 | 态势数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 三维态势展示模块订阅者 |
通信参数应答 | 通信参数数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 动态控制模块订阅者、干扰攻击模拟加载模块订阅者 |
干扰参数设置 | 干扰参数数据 | 干扰攻击模拟加载模块发布者 | QualNet网络仿真软件订阅者 |
干扰参数应答 | 干扰参数数据 | QualNet网络仿真软件发布者 | 干扰攻击模拟加载模块订阅者 |
仿真初始化 | 仿真场景参数数据 | 想定规划模块发布者 | QualNet网络仿真软件订阅者 |
变量名称 | 变量类型 | 变量说明 |
---|---|---|
srcnodeID | unsignedShort | 发送遥控数据节点号 |
destnodeID | unsignedShort | 接收遥控数据节点号 |
HFlyMode | unsignedShort | 水平飞行方式(0、1、2取值分别代表无、左盘旋、右盘旋) |
VFlyMode | unsignedShort | 垂直飞行方式(0、1、2、3取值分别代表无、爬升、下降、降落) |
表2 KjRemoteControl结构体的具体说明
Table 2 Specific description of the KjRemoteControl structure
变量名称 | 变量类型 | 变量说明 |
---|---|---|
srcnodeID | unsignedShort | 发送遥控数据节点号 |
destnodeID | unsignedShort | 接收遥控数据节点号 |
HFlyMode | unsignedShort | 水平飞行方式(0、1、2取值分别代表无、左盘旋、右盘旋) |
VFlyMode | unsignedShort | 垂直飞行方式(0、1、2、3取值分别代表无、爬升、下降、降落) |
变量名称 | 变量类型 | 变量说明 |
---|---|---|
nodeID | unsignedShort | 干扰机节点的节点号 |
active | unsignedShort | 干扰机工作状态(0、1取值分别代表关机、开机) |
txPower | float | 干扰功率 |
gain | float | 天线增益 |
jammerMode | unsignedShort | 干扰模式 |
startFrequency | double | 干扰开始频率 |
endFrequency | double | 干扰结束频率 |
HStartAngle | double | 干扰波束水平起始角度 |
HEndAngle | double | 干扰波束水平终止角度 |
VStartAngle | double | 干扰波束垂直起始角度 |
VEndAngle | double | 干扰波束垂直终止角度 |
signalMode | unsignedShort | 接管控制指令(0、1、2、3取值分别代表左盘旋、右盘旋、俯冲、停车) |
表3 UavJammerData结构体的具体说明
Table 3 Specific description of the UavJammerData structure
变量名称 | 变量类型 | 变量说明 |
---|---|---|
nodeID | unsignedShort | 干扰机节点的节点号 |
active | unsignedShort | 干扰机工作状态(0、1取值分别代表关机、开机) |
txPower | float | 干扰功率 |
gain | float | 天线增益 |
jammerMode | unsignedShort | 干扰模式 |
startFrequency | double | 干扰开始频率 |
endFrequency | double | 干扰结束频率 |
HStartAngle | double | 干扰波束水平起始角度 |
HEndAngle | double | 干扰波束水平终止角度 |
VStartAngle | double | 干扰波束垂直起始角度 |
VEndAngle | double | 干扰波束垂直终止角度 |
signalMode | unsignedShort | 接管控制指令(0、1、2、3取值分别代表左盘旋、右盘旋、俯冲、停车) |
变量名称 | 变量类型 | 变量说明 |
---|---|---|
srcnodeId | unsignedShort | 发送遥测数据节点号 |
destnodeId | unsignedShort | 接收遥测数据节点号 |
synCode | unsignedShort | 同步码 |
flightStatus | unsignedShort | 飞行状态 |
pitchAngle | float | 俯仰角 |
tiltAngle | float | 倾斜角 |
airspeed | float | 空速 |
longitude | double | 经度 |
latitude | double | 纬度 |
altitude | float | 海拔 |
frequency | double | 频率 |
bandwidth | long | 带宽 |
txPower | float | 发送功率 |
interFrameTime | long | 帧间时长 |
slotDuration | long | 时隙长度 |
numSlotsPerFrame | unsignedShort | 每帧时隙数 |
guardTime | long | 保护间隔 |
rxSensitivity | double | 接收灵敏度 |
表4 KjRemoteMeassure结构体的具体说明
Table 4 Specific description of the KjRemoteMeassure structure
变量名称 | 变量类型 | 变量说明 |
---|---|---|
srcnodeId | unsignedShort | 发送遥测数据节点号 |
destnodeId | unsignedShort | 接收遥测数据节点号 |
synCode | unsignedShort | 同步码 |
flightStatus | unsignedShort | 飞行状态 |
pitchAngle | float | 俯仰角 |
tiltAngle | float | 倾斜角 |
airspeed | float | 空速 |
longitude | double | 经度 |
latitude | double | 纬度 |
altitude | float | 海拔 |
frequency | double | 频率 |
bandwidth | long | 带宽 |
txPower | float | 发送功率 |
interFrameTime | long | 帧间时长 |
slotDuration | long | 时隙长度 |
numSlotsPerFrame | unsignedShort | 每帧时隙数 |
guardTime | long | 保护间隔 |
rxSensitivity | double | 接收灵敏度 |
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