基于BiGRU-SVDD的ADS-B异常数据检测模型

作者：罗鹏^*; 王布宏; 李腾耀

来源：航空学报, 2020, 41(10): 281-291.

• 广播式自动相关监视(ADS-B)
• 异常检测
• 神经网络
• 双向门控循环单元(BiGRU)
• 支持向量数据描述(SVDD)

广播式自动相关监视(ADS-B)作为新一代空管监视技术,由于采用明文方式广播发送数据,因而存在易遭受网络攻击的安全问题。为了准确检测ADS-B数据攻击行为,在充分考虑时间相关性的基础上,提出了针对ADS-B数据的异常数据检测模型。首先利用双向门控循环单元(BiGRU)神经网络预测ADS-B数据,得到了ADS-B数据预测值。再将预测值和实际值作差,将差值放入支持向量数据描述(SVDD)训练,得到了能检测ADS-B异常数据的超球体分类器。并且,选择了合适的滑动窗口,在保证异常检测准确率的同时,缩短BiGRU神经网络的训练时长。实验结果表明,BiGRU-SVDD模型能检测出随机位置偏移攻击、高度偏差攻击、重放攻击、拒绝服务(DOS)等攻击下的ADS-B异常数据。并且,与其他机器学习和深度学习方法相比,BiGRU-SVDD异常检测模型的准确率更佳,适应性更优。

• 单位
  空军工程大学信息与导航学院