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Research on UAV Sensor Attack Detection Based on Kalman Filter

卡尔曼滤波器 全球定位系统 计算机科学 信号(编程语言) 滤波器(信号处理) 实时计算 人工智能 计算机视觉 电信 程序设计语言
作者
Yalun Luo,Yurong Liao,Shuyan Ni,Aidi Zhang,Lingfeng Cheng
标识
DOI:10.1109/icsip52628.2021.9688628
摘要

Global Positioning System (GPS) sensor attack is a common attack that endangers the safe flight of (unmanned aerial vehicles) UAV. Based on Kalman filter, this paper studies the detection of UAV's GPS sensor attack and the security analysis of attack detection. Firstly, the dynamics and kinematics model of the UAV are established by using the method of flight mechanics, and the sensor attack signal is added to establish the GPS sensor attack signal model. Secondly, based on the principle of Kalman filter, the residual signal is generated, and the attack detection method of chi-square test is designed to detect GPS attack on UAV. Thirdly, the security of the attack detection method based on Kalman filter is analyzed, the stealthy GPS deception attack signal is designed to destroy the estimation performance of Kalman filter, and the stealthy attack detection strategy based on Euclidean distance is proposed. Finally, through simulation, the limitation of attack detection based on chi-square test and the effectiveness of attack detection based on Euclidean distance are verified.
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