淺談國內(nèi)無人機(jī)反制技術(shù)

近年來無人機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速,在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。在帶來便捷的同時(shí),各類“黑飛”造成的危害也不容小覷。因此,無人機(jī)的反制技術(shù)伴隨著無人機(jī)的發(fā)展,同樣在不斷進(jìn)步。

無人機(jī)反制分為無人機(jī)偵測和無人機(jī)反制,偵測設(shè)備和反制設(shè)備一般來說是成系統(tǒng)配套使用的,除此之外也有偵測反制一體的設(shè)備,或是不需要偵測而直接反制的設(shè)備——譬如衛(wèi)星導(dǎo)航誘騙設(shè)備,就無需偵測而直接對所有無人機(jī)進(jìn)行無差別的反制。有些廠家還研制生產(chǎn)了反制效果評估設(shè)備,這個(gè)用得就比較少了。下面簡單談一談筆者對國內(nèi)無人機(jī)反制的一些粗淺了解。


淺談國內(nèi)無人機(jī)反制技術(shù)的圖1


無人機(jī)偵測


無人機(jī)偵測設(shè)備主要分為頻譜、雷達(dá)、光電等設(shè)備,用于感知無人機(jī)信號(hào),實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的定位、測向等功能,達(dá)到空間態(tài)勢感知的目的。


頻譜探測設(shè)備被動(dòng)接收無人機(jī)信號(hào),通過頻譜分析識(shí)別出無人機(jī)信號(hào),并利用認(rèn)知無線電協(xié)議逆向解析技術(shù)實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的敵我識(shí)別,可以對地面以上的區(qū)域進(jìn)行探測(包括在樓群間飛行的無人機(jī)),組網(wǎng)定位采用TODA與AOA混合定位,其對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng),定位精度中等;雷達(dá)采用主動(dòng)式的探測手段,必須建設(shè)在防區(qū)的制高點(diǎn),對空進(jìn)行探測(樓頂以上),避免地面等目標(biāo)的干擾,定位功能全面、精準(zhǔn);光電探測利用電視或紅外相機(jī),結(jié)合圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的探測,可以提供出目標(biāo)的相對角度信息,其單次探測到的目標(biāo)數(shù)量與出現(xiàn)在成像面的目標(biāo)數(shù)量有關(guān),通常不小于1個(gè)目標(biāo)。

各探測手段范圍、精度等各不相同,其虛警、漏警不可避免,特別是在復(fù)雜的城市環(huán)境中,系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮各探測傳感器的特性,采用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù),提高其探測能力,彌補(bǔ)單一傳感器的性能劣勢,同時(shí)也擴(kuò)大了傳感器探測的范圍。

數(shù)據(jù)整合總體思路是,以頻譜定位與雷達(dá)定位數(shù)據(jù)為主,進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,將時(shí)間匹配、位置匹配作為目標(biāo)融合判斷依據(jù),融合時(shí)進(jìn)行無人機(jī)數(shù)據(jù)補(bǔ)全,生成包括無人機(jī)編號(hào)、型號(hào)、GPS位置、高度等多維度數(shù)據(jù);光電設(shè)備在定位數(shù)據(jù)完善的情況下,可用于指引光電設(shè)備進(jìn)行跟蹤,并輸出視頻流數(shù)據(jù),進(jìn)一步提升高精度的測向數(shù)據(jù),為地面人員操作可視化提供直觀的數(shù)據(jù),同時(shí)結(jié)合地圖系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)地圖位置標(biāo)注與視頻跟蹤監(jiān)視。

頻譜與雷達(dá)的數(shù)據(jù)融合時(shí),兩者的數(shù)據(jù)在時(shí)間和位置匹配的情況下,會(huì)被自動(dòng)進(jìn)行融合,如果不能匹配,可以初步判斷目標(biāo)不存在或誤判,將被自動(dòng)忽略。


淺談國內(nèi)無人機(jī)反制技術(shù)的圖2


無人機(jī)反制


無人機(jī)反制主要由精確打擊、定向打擊、寬頻打擊等手段組成,按照其對空間電磁環(huán)境影響的程度和目標(biāo)特性適當(dāng)選擇,是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),是確保空域安全的重要手段。


打擊手段根據(jù)其對空間電磁環(huán)境的危害程序大小,依次選擇精確打擊à定向打擊à寬頻打擊。基于無線電技術(shù)的無人機(jī)打擊手段主要是通過阻塞無人機(jī)與遙控的通訊鏈路或無人機(jī)導(dǎo)航鏈路,實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的迫降、驅(qū)離或偏航,以達(dá)到對無人機(jī)的軟殺傷。其常見形式主要有以下幾種:

寬頻打擊(全向):通常一類無人機(jī)所使用的通訊頻率是固定的,如840MHz~940MHz、2400MHz~2483MHz、5725MHz~5850MHz等常用頻段,在進(jìn)行打擊時(shí),會(huì)通過對整個(gè)頻段進(jìn)行阻塞的方式進(jìn)行,且?guī)缀跞虬l(fā)射,對其能量覆蓋范圍內(nèi)的設(shè)備都有一定的影響,所以此類設(shè)備一般是警用。

定向打擊:該技術(shù)是將寬頻打擊與轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)合的產(chǎn)物,其使用的寬頻打擊設(shè)備通過優(yōu)化后,將發(fā)射角度縮小到幾度或幾十度的范圍內(nèi),其打擊角度以外的區(qū)域不受影響,打擊時(shí)需要無人機(jī)定向設(shè)備進(jìn)行引導(dǎo)。

精確打擊:無人機(jī)與遙控器等建立正式通訊鏈路前,為避免使用同一個(gè)波段設(shè)備互相干擾,尋找?guī)Y(jié)構(gòu)中的薄弱部分,如用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號(hào),用于幀同步的同步參考信號(hào)等,通過干擾這些參考信號(hào),獲得精準(zhǔn)和高效的干擾效果。

另外衛(wèi)星導(dǎo)航詐騙干擾也自成體系,此種設(shè)備可以在一定半徑范圍內(nèi)(譬如1km)對無人機(jī)進(jìn)行無差別打擊,對所有的衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行欺騙誘導(dǎo),發(fā)射虛假的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)使無人機(jī)飛到指定的地點(diǎn)降落或區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)無法起飛,相當(dāng)于以設(shè)備為中心在一定半徑范圍內(nèi)形成一個(gè)無人機(jī)禁飛區(qū),未經(jīng)允許的無人機(jī)(通過建立白名單的方式放行)不能在這個(gè)禁飛區(qū)飛行,此類設(shè)備發(fā)射功率非常小,對民航飛行無干擾,但是對禁區(qū)范圍內(nèi)的車載導(dǎo)航設(shè)備會(huì)有一定影響。此設(shè)備目前多用于領(lǐng)導(dǎo)人出行時(shí)的安保;也可以用于要點(diǎn)防御,禁止未經(jīng)允許的無人機(jī)進(jìn)入。

此外還有光電一體反制設(shè)備,軍用較多,常見于坦克、軍艦、飛機(jī)等武器平臺(tái)上;還有一些反制措施譬如網(wǎng)捕攔截、激光摧毀等,國內(nèi)用得比較少;還有用老鷹捕捉無人機(jī)的——不論反制效果如何,吸引眼球的效果確實(shí)很好。上述這些小眾的反制手段這里就不展開闡述了。




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