無人機防御系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)探究

李旭昇

【摘要】無人機主動防御系統(tǒng)的建設(shè)，是以有效防御為目標實施有效重點打擊的方式，但是復雜環(huán)境實施有效制空防御技術(shù)還不成熟。如何完善無人機系統(tǒng)偵查和反制技術(shù)是迫切需要解決的問題，為此本文針對無人機防御系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)展開研究，旨在為提升無人機防御系統(tǒng)水平提供參考。

【關(guān)鍵詞】無人機|防御系統(tǒng)建設(shè)|技術(shù)方案設(shè)計

無人機是一種以無人機載體、地面站設(shè)備、有效負荷三個部分組成的“空中機器人”，隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，無人機被應用到各個領(lǐng)域，在軍事活動中也有所應用。主要用于偵查、防御、目標打擊等軍事任務。無人機防御系統(tǒng)在實際應用中，技術(shù)水平不能滿足防御需求，加強無人機防御系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)研究也是重要課題。

一、需求分析和項目建設(shè)的必要性

（一）現(xiàn)狀分析

軍隊營區(qū)雖然已采用“縱深防護”體系，實現(xiàn)了“監(jiān)視區(qū)、防護區(qū)、限制區(qū)”多層次的地面防護，但是缺少對低空空域的防護手段。因軍隊營區(qū)選址較不固定，周圍不乏街道、居民區(qū)，甚至旅游景區(qū)，營區(qū)多通過圍墻輔以巡邏的方式防止外界的入侵與觀察，缺少有效的低空空域防護措施，極易出現(xiàn)“黑飛”事件，利用無人機進行高空拍攝甚至投遞危險品，對營區(qū)的保密與安全造成危害。確保營區(qū)的保密與安全是軍隊日常安保工作中的重中之中，需落實安全保密要求，堅決遏制重特大安全事故發(fā)生。

（二）需求分析

需盡快裝配無人機防御系統(tǒng)，以應對“低慢小”飛行器的入侵，形成立體化周界防護體系。無人機防控系統(tǒng)需求分析如下：

1.對無人機進行有效探測；

2.對無人機進行有效反制；

3.防御區(qū)域需有一定外延；

4.防御區(qū)域覆蓋全面；

5.自動化程度高，受環(huán)境影響小，可實現(xiàn)無人值守；

6.施工方便；

7.售后維護方便。

（三）項目建設(shè)的必要性

隨著無人機市場的蓬勃興起，無人機“黑飛”事件也被不斷曝光，“無人機偷拍”“無人機傷人”“無人機擾亂公共秩序”“無人機闖入軍事禁區(qū)”“無人機威脅民航安全”等新聞層出不窮，軍隊活動、駐地、營區(qū)等高級別機密區(qū)域也時常受到“黑飛”無人機的侵擾，帶來了極大的安全威脅?？梢詫⒛壳邦l發(fā)的無人機黑飛事件按結(jié)果分類，如圖1所示。

二、無人機防御系統(tǒng)設(shè)計目標

3km范圍快速抵近重點目標或突發(fā)事件現(xiàn)場的無人機反制系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)目標：

（一）防御目標為全部低慢小航空器，全方位指控、交互、無人值守方式精準識別“非惡意”和“惡意”目標；

（二）全方位跟蹤、識別、預警對目標實施監(jiān)控；

（三）頻譜探測識別，實現(xiàn)無線電探測、控制低慢小航空器、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)交互控制；

（四）無線電壓制干擾低小航空器，實施目標精準打擊，有效攔截目標，設(shè)置防御權(quán)限；

（五）實現(xiàn)最高行駛速度、重大活動中設(shè)備遷移速度、設(shè)備展開時間、設(shè)備撤收時間；

（六）選擇主機供電方式，增加電源適應性，縮短充電時間；

（七）適應復雜環(huán)境，提高抵抗射頻電磁場輻射抗擾度，設(shè)置環(huán)境適應防護裝置。

三、無人機防御系統(tǒng)具體設(shè)計方案

（一）無人機防御系統(tǒng)建設(shè)方案

方案中監(jiān)測系統(tǒng)由頻譜偵測類設(shè)備組成，選用無線電監(jiān)測設(shè)備，采用電磁無源探測技術(shù)，可全天候自動接收市面常見無人機的無線電頻段，無線電探測設(shè)備可探測400～6000MHz全頻段無人機信號。

反制設(shè)備和偵測設(shè)備通過組網(wǎng)，由無人機防御管理平臺集中管控察打一體設(shè)備，可對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進行遠程控制、一鍵“布撤防”等操作，支持預先設(shè)置防御模式。

1.部署方案

（1）威脅分析

圖2中黃色五角星區(qū)域為重點防御區(qū)域，四周空曠無高層建筑，西北側(cè)、西南側(cè)、東南側(cè)為住宅、廠房等人口密集區(qū)域，存在著使用無人機進行走私、偷拍、協(xié)助偷渡、攜帶違禁物品等風險，需建立全方位低空空域安全防御系統(tǒng)，以避免無人機帶來的侵擾。

（2）系統(tǒng)部署

重點防御區(qū)域為一塊360m×270m矩形區(qū)域，面積較小，且周圍較為空曠，選擇防御區(qū)域內(nèi)高點部署一臺偵測設(shè)備反制設(shè)備，即可實現(xiàn)對重點防御區(qū)域及周界的全方位防御，偵測區(qū)域在重點防御區(qū)域周界的基礎(chǔ)上有超過千米的外延，實現(xiàn)了提前預警，有效防御。

（3）系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)由監(jiān)測設(shè)備、反制設(shè)備、監(jiān)視平臺組成，無線電及光電將探測到的無人機信息發(fā)給低空目標監(jiān)視平臺綜合統(tǒng)一信息，形成綜合空情態(tài)勢，自動或手動引導干擾設(shè)備對無人機實施干擾。

2.系統(tǒng)工作模式

系統(tǒng)提供人工和自動兩種工作模式。

（1）人工模式

在人工模式下，操作人員根據(jù)系統(tǒng)提供的功能菜單可以對監(jiān)測設(shè)備及反制設(shè)備進行操作，手工修改控制參數(shù)，達到預想的探測和觀察目標的效果。

（2）自動模式

系統(tǒng)提供實現(xiàn)探測、識別、跟蹤與反制全流程自動化控制策略，實現(xiàn)目標發(fā)現(xiàn)、告警、處置的時序和手段，滿足用戶應急響應處置要求。

3.系統(tǒng)組成

（1）監(jiān)測系統(tǒng)

探測產(chǎn)品有無線電監(jiān)測設(shè)備、光電探測及跟蹤設(shè)備。

①無線電監(jiān)測設(shè)備

無線電監(jiān)測設(shè)備采用電磁無源探測技術(shù)，不主動發(fā)射無線電波，綠色環(huán)保?？扇旌蜃詣觽蓽y設(shè)備被動接收全頻段無人機數(shù)傳和圖傳信號，精確指示目標方位。

②光電探測及跟蹤設(shè)備

機器人光電探測及跟蹤系統(tǒng)是無人機防御管理平臺的組成模塊，基于AI深度學習的小目標檢測算法、目標配準跟蹤算法等多算法融合實現(xiàn)對目標無人機的探測、跟蹤、攝錄取證。

（2）反制系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標后，可聯(lián)動開啟反制系統(tǒng)進行無線電壓制或GPS誘騙。反制設(shè)備有固定式反制設(shè)備、便攜式反制設(shè)備、手持式反制設(shè)備、防護箱式反制設(shè)備以及導航誘騙設(shè)備多形態(tài)產(chǎn)品。

（二）監(jiān)測防御管理系統(tǒng)

無人機防御管理平臺是一套“集成化”“數(shù)字化”“智能化”的無人機防御平臺，包含無線電監(jiān)測系統(tǒng)、光電探測及跟蹤系統(tǒng)、反制系統(tǒng)多個子系統(tǒng)。在一個平臺下即可實現(xiàn)多個子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理與互聯(lián)互動，真正做到“一體化”管理，提高易用性和管理效率。系統(tǒng)采用先進的軟硬件開發(fā)技術(shù)，滿足無人機防御系統(tǒng)集中管理、信息共享、互聯(lián)互通、察打一體等需求。

（三）系統(tǒng)防護效果

1.偵測設(shè)備作用范圍

無人機無線電監(jiān)測設(shè)備探測半徑大于3000m，實際探測距離受部署區(qū)域的無線電環(huán)境、障礙物遮擋而有所變化，全天候自動監(jiān)測、報警。

2.反制設(shè)備處置效果

無人機探測設(shè)備采用電磁無源探測技術(shù)，可全天候持續(xù)監(jiān)測市面常見的無人機無線電頻段。探測設(shè)備不發(fā)射無線電信號，綠色環(huán)保，對周圍環(huán)境無干擾。固定式反制設(shè)備是通過對無人機進行無線電干擾的方式達到區(qū)域空域防范的效果，具有驅(qū)離和迫降兩檔工作模式。

四、結(jié)語

整體上看，無人機在軍事上應用，能有效維護國家安全。對無人機防御系統(tǒng)的升級完善，減少防御漏洞，是實現(xiàn)完全制空體系的需求。實施目標有效打擊和偵查，是防御系統(tǒng)的關(guān)鍵，排除障礙在復雜環(huán)境下完成防御任務是無人機系統(tǒng)建設(shè)的需求。希望未來進一步加強無人機防御系統(tǒng)研究。中國軍轉(zhuǎn)民

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（作者單位：澳大利亞墨爾本大學 ）