Stealthy navigation spoofing attack for unmanned aerial vehicles
Abstract
本文基于无人机动力学系统右半平面极点诱导出Kalman滤波器非最小相位零点的原理以及非最小相位零点对发散信号的阻止作用，研究针对无人机的导航欺骗攻击的隐蔽性问题。 考虑无人机不稳定的纵向运动及其常见的基于Kalman滤波器的 chi^2 异常检测器，本文基于纵向动力学系统的右半平面极点导致的Kalman滤波器非最小相位零点设计攻击注入方向和攻击信号时变特性，并严格证明了该攻击是隐蔽的且会导致无人机纵向运动严重偏离预设轨迹。揭示了右半平面极点在Kalman滤波器结构中诱导非最小相位零点的内在机理，并据此系统性构造了在 chi^2 检测框架下统计意义上完全隐蔽、但对纵向飞行状态具有显著破坏性的导航欺骗攻击。最后，基于一款Aerosonde 无人机的仿真结果验证了所设计的导航欺骗攻击的隐蔽性。
Fields of Study & Subjects
Smart Grid Security and Resilience
Inertial Sensor and Navigation
Adversarial Robustness in Machine Learning
Publication details
- Journal / source
- Scientia Sinica Technologica
- Volume
- 56
- Issue
- 3
- Pages
- 518–531
- Publication date
- 9 February 2026
- Language
- EN