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无人机反制技术装备在低空空域管理中的应用
来源:中国安防协会 | 作者:《中国安防》 | 发布时间: 2023-03-06 | 4339 次浏览 | 分享到:
低空管制依然成为军地双方共同面临的一大难题,研究无人机反制技术装备在低空空域管理中的应用迫在眉睫……

(4)声音监测

声音监测技术是利用高灵敏度的声音传感器,对无人机在飞行过程中产生的声音信号进行接收、侦测,将采集的声音信号同事先保存的无人机音频数据库进行匹配,实现识别无人机。现阶段的声波探测主要有音频指纹和声波阵列接收两种方式,这种技术局限性体现在由于无人机飞行过程中产生的声音以及慢速飞行时产生的空气噪声小,导致检测难度大。其次对数据库依赖性高,无法识别数据库未知的无人机,若在喧闹的环境下声波近乎无法探测,就算是可以进行侦测也要在距离较近的情况下才更具参考价值。

2.干扰阻断技术

(1)电磁干扰

电磁干扰技术是通过发射射频信号,对无人机在飞行过程中产生的电磁波实施干扰,阻断无人机在飞行中的遥控指令回传,实现破坏甚至瘫痪其控制指挥能力的目的,从而迫使无人机自行降落或者受控返航。

目前,现有的电磁干扰装备成本低、操作简单、系统携带方便,但局限性在于电磁干扰效果不稳定,特别是针对部分具有电磁波屏蔽性能和抗电磁干扰或使用非常规通信频段的机型,且此类反制装备对环境要求较高,在城市繁华区域容易严重影响正常使用的无线电信号。携带有毒物质或爆炸物的目标无人机危险系数极高,反制时首先需要关注现场态势,最好是通过远离人群来降低风险,再行处置。

(2)导航信号干扰

导航信号干扰技术是利用信号发生器发出干扰无人机通信的电磁信号,导致无人机在飞行过程中无法依靠卫星导航,难以获得准确信息,实现对无人机的有效干扰。

目前,对导航信号干扰的方式大致分为升空干扰、星载干扰及地面干扰。前两种方式的实现要求高、成本高,大多用于军用领域,而地面干扰因其操作灵活性高,可部署使用在不同的干扰任务中,其中车载式GPS干扰能够灵活架设、快速处置,是地面对抗的主要方式。

(3)声波干扰

声波干扰主要通过设备发出与无人机陀螺仪频率一致的声波,使陀螺仪共振输出错误信号,达到干扰无人机稳定飞行的目的,最终使其无法正常完成飞行任务。

声波干扰技术会对目标无人机造成降落、坠毁、悬停或空中盘旋,对于前两种响应模式,必须将安全问题放在首要考虑,若在人群密集区域或城市环境中,需要第一时间疏散地面人群并清理地面设施,针对无人机悬停盘旋空中的情况,可利用升空设备或网捕技术进行捕获。目前该技术仍处于理论研发阶段,而在声波传播过程中出现的衰减问题会是未来需要解决的技术问题。

3. 欺骗控制技术

(1)导航信号欺骗

导航欺骗技术是通过对接收的无人机导航信号进行时间和多普勒调制给出虚假导航信息,使导航终端定位到欺骗信号设置的错误位置,实现对目标无人机的返航点及轨迹欺骗。

无人机通常由专业操作人员或预编程序进行控制飞行。目前很多无人机同时具备手动控制功能和程序控制功能,可以灵活的根据任务要求进行选择及切换,对处于程序控制飞行状态的无人机,难以通过接收操作指令来实现欺骗控制。

(2)无线电信号劫持

无线电信号劫持反制技术是通过对无人机的链路信号、通信协议进行解析,利用分析结果自主产生欺骗信号并注入到链路终端中,达到对无人机的控制。

无线电信号劫持是目前国内无人机反制领域较为先进的一种技术,先进性更多体现在技术难度大、普适性差。随着科技的不断发展,无人机通信协议与加密算法也在不断升级进步,破解无人机通信协议的难度也逐渐增加。

4.毁伤捕获技术

(1)激光武器技术

激光武器是利用定向发射的激光束,用于破坏无人机的机载电子设备及传感器或直接摧毁目标的反制技术。

目前,激光武器系统价格高昂且配套系统比较复杂,在实际使用中,激光毁伤属于直接火力打击,故必须考虑击落无人机会造成的次生伤害。该技术装备不适用于人群密集的居民区域或城市环境,且会对目标无人机造成永久性损伤,无法通过其获取有用的情报信息。

(2)微波武器技术

微波武器技术是通过定向辐射电磁波,即在短时间内形成能量高度集中、功率高并有方向性的微波射束,进入无人机机载设备内部对电子元件实施物理破坏,使其失效或失能,从而实现对目标无人机的损伤。

(3)火炮和防空导弹

火炮和防空导弹技术属于传统的防空模式,是常用的打击无人机的方式。针对飞行重量大、飞行高度高的无人机可以采用该技术手段对其进行摧毁。随着无人机技术不断发展升级,现代防空系统也在过去防空系统基础上扩展了精确制导、电子干扰等技术,具备了目标探测、跟踪制导的能力。

(4)网捕

网捕技术是通过缠绕无人机的旋翼来捕获无人机并将其带离任务区域,对可能携带危险物品的无人机带到安全位置进行无附带损伤的安全处置。由于无人机本身成本相对较低,若对方采用多批次、分散化的方式就会增大防御方的防控处置压力,从而造成作战成本上升以及高饱和的防空通道。

综上所述,不同的侦测设备在面对不同构型、不同材质甚至是对于无线电静默飞行的无人机进行侦测的过程中都存在着一定的缺陷,这其中最为重要的就是雷达对超低空飞行目标和频谱探测对无线电静默目标探测的问题。笔者认为,现阶段较为理想的方案就是雷达+TDOA或者雷达+AOA进行组网,俗称“鸡尾酒、组合拳”疗法,应用中已达到很好的探测效果。我们进行过相关的测试,在雷达+TDOA系统应用中,可以有效的保证对3公里范围内的飞行目标进行侦测。而AOA更好的应用方式就是在雷达探测到无人机后,利用无线电测向的原理去找飞手。实际操作中需要采用技术手段将这些反制技术装备有效结合到一起,构建一个指挥网去串并联指挥这些装备协同工作。对重点防范目标,建立低空周界安全防御系统和空中电子围栏报警系统就是不错的选择。以一款自组网无人机低空管控平台举例,适用于各种场合环境,在市区内管控,推出了低成本的网格化监测系统;在郊区,推出了兼顾有人通航飞机的低空监测体系,该系统解决了对无人机低空预警探测与协同反制问题。在低空空域利用雷达、无线电侦测、卫星定位等技术,将不同种类的无人机反制装备连接在一起,形成无人机管控组网。每个反制装备都在指挥中心的指挥下充分发挥自身效能,从单打独斗模式进化到协同作战模式,达到了反制的目标,构建了一个低空空域无人机安全防御体系。