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量子位 报道 | 公众号 QbitAI

人在亦庄，手机却定位到了东北旺?

可能不是你的手机出了问题，而是遇到了GPS信号欺骗。

那么，问题来了:

全靠传感器的自动驾驶系统，要是遇上了伪造GPS信号这种攻击手段，岂不是分分钟就被带沟里了?

实践才能出真知。百度Apollo的工程师最近决定，亲自调戏一把无人车，看看自动驾驶系统到底坚挺不坚挺。

用伪GPS信号调戏无人车

在移动互联网时代，通过伪造GPS信号对手机进行干扰，是一种常见的攻击手段，会导致手机出现定位偏移等情况，导航到错误的地点。

市面上主流的GPS欺骗方式是压制式欺骗，即整个干扰欺骗系统通过生成虚假的导航信号播发到用户端GPS接收机，使得用户端接收机获得错误信号，进而计算出错误的位置、速度等信息，以达到欺骗的目的。

这种方式会对自动驾驶车辆的运行造成干扰吗?

工程师们的具体实验设置是这样的:

实验一:在车内对自动驾驶系统发起GPS伪信号攻击

让自动驾驶车辆正常运行，车端GPS和手机GPS均处在正常状态。

车辆行驶过程中，使用GPS欺骗设备对车辆和手机的GPS模块同时进行攻击。

可以看到，在车内发起一段时间的攻击后，手机端的GPS已经"上当受骗"，完全偏离了实际位置。

不过，自动驾驶车辆并没有像手机那样"一脸懵逼"，一秒从亦庄被拐到了东北旺。

其GPS定位及路线规划均未受到影响，车辆继续安全行进。

看来，实验一，自动驾驶系统安全过关。

实验二:在车外对自动驾驶系统发起GPS伪信号攻击

车内不起作用，从车外干扰能奏效吗?

研究人员提前在车辆的行驶路线上设置了GPS伪信号干扰路段。

车辆经过干扰路段，手机GPS又被带跑偏了。

但自动驾驶系统依然坚挺，定位和路径规划还是没有受到影响。

也就是说，实验结果表明，无论在车内还是车外对自动驾驶系统发起GPS伪信号攻击时，自动驾驶车辆的定位及路径规划均未受干扰，不影响车辆正常安全行驶。

看来，通过GPS伪信号攻击，把自动驾驶车辆分分钟带沟里，是不存在的。

三重安全保障

实际上，对于GPS卫星来说，它们会同时发送两种信号:民用L1(波段)和军用L2(波段)等波段信号。

目前，自动驾驶车辆通常使用多模多频高精度GNSS接收机，能够同时接收GPS L1和L2信号，也可以接收中国北斗、俄罗斯格洛纳斯和欧盟伽利略等信号。

能做到不被伪GPS信号欺骗，Apollo依靠的是三重安全保障。

第一层:算法保障

首先，基于缓存GNSS星历和当前系统时间，高精度GNSS接收机在热启动时能够对部分历史GPS欺骗信号进行快速分析与剔除，保证GNSS信号仅来自当前时段。

同时，车载多模多频高精度GNSS接收机，也接收中国北斗、俄罗斯格洛纳斯和欧盟伽利略等信号，基于冗余校验，对单GPS信号欺骗存在一定的抗欺骗能力。

然后，车端GNSS接收机在接收到GNSS基站差分数据后，内部定位引擎算法会完成基站数据和本地数据的比对、差分校正、定位计算，在经过一系列严格质量检查后，输出厘米级精度的位置输出。

第二层:多传感器交叉验证

其次，GPS(GNSS)位置仅仅是无人车的定位输入源之一。

当前Apollo定位系统基于GNSS RTK、LiDAR、轮速计和IMU等，依靠多传感器融合，提升了定位系统的可用性。

同时，在传感器之间进行交叉验证，能够进一步剔除可能被欺骗的、错误的GPS位置输入，保障系统的完好性。

文章来源：《工程与试验》 网址: http://www.gcysyzz.cn/zonghexinwen/2020/0801/492.html