要地防控反无人机系统及其关键技术

人们对未来战争以及战场特点的理解，因领域、立场、层面等因素的差异而不尽相同，由此出现了诸如“无边”(太空战)、“无声”(静默战)、“无人”(无人平台)、“无形”(赛博战)、“无底”(水下作战)、“无色”(战争迷雾消散)等多方面的观点，但是如果将目前相关技术发展状态作为重要因素来评判的话，“无人”这个特点肯定是最明确的。

近几年来，无人技术及平台已经延伸到陆、海、空、天等多个领域，其中无人机无疑是众多无人平台发展最迅速的。

无人机作为一种新兴事物，之所以能够蓬勃发展，主要是因为其在性能、功能、关键技术等方面百家争鸣、精彩纷呈，加之无人机存在研制周期短、研制经费省、使用风险低等特点，引起了广泛关注和高度重视。因此在信息化、网络化、体系化的背景下，无人机得到了突飞猛进的发展。

随着无人机的广泛应用以及国家政策对低空空域的逐步开放，以“大疆”为代表的商业级无人机造价低廉，而且能携带爆炸物、危险物、高分辨率摄像头、进行毒品走私等，此类“低慢小”目标具有较强的突发性，对于军港、机场、核电站等要地的安全带来严峻的挑战，对国家和人民的安全构成了严重的威胁。

鉴于此类目标对要地的安全隐患越来越大，需要尽快建立并完善相应的防控体系，加强军港、机场、核电站等要地的安全警戒，及时探测发现可疑目标，通过适当手段进行驱离、防范控制，确保此类重要场所和设施的安全。因此，要地防控反无人机系统应运而生。

反无人机系统

无人机带来的日渐严峻的威胁，使得反无人机技术及其装备应用逐步成为发展热点，这场“无人机热”终于也引发了一场“反无人机热”，近几年反无人机系统项目、技术如雨后春笋般不断涌现。

反无人机系统将会大规模用于对付来路不明的无人机，这些无人机未经许可飞入敏感区域已经引发了极大的安全顾虑，比如机场当局高度关注非法入侵的无人机会与民航客机碰撞，军方将关注如何将反无人机技术用于应对无人机攻击和无人机侦察。

从宏观来看，反无人机的解决思路如图1所示，主要包含“审—侦—捕”三个方面，“审”主要是利用政策手段从源头对黑飞无人机进行约束，“侦”和“捕”则指的是对黑飞无人机的探测和防御，也正是这两部分构成了反无人机系统。

 探测方式

针对有威胁的无人机，从工作原理上划分可将其探测方式分为主动和被动两种，主动探测方式主要包括探测雷达和光电设备，被动探测方式主要包括射频侦测、声学探测以及广播自动相关监视(ADS-B)。

1) 低空小目标探测雷达

探测雷达通过发射电磁波信号，接收无人机反射的回波信号并对其进行分析处理，实现目标探测和目标特征分析识别。其主要优点包括作用距离远、可全天时全天候工作、可大空域范围覆盖等，但针对无人机这种“低慢小”目标来说也有其技术难点，主要包括:

①低:被探测目标飞行高度低，容易受到地面目标干扰;

②慢:被探测目标飞行速度慢，多普勒频率小，不易与地面杂波区分;

③小:被探测目标反射面积小，目标回波微弱。

2) 光电设备

光电设备采用可见光或红外成像的方式，可实现对空中“低慢小”目标的搜索和跟踪，配合激光测距仪可通过图像处理提供距离、方位角、俯仰角等精确的目标信息，并且可提供图像的实时显示与存储取证。该手段的缺点主要包括:

①对天气具有依赖性;

②在复杂背景下对小型目标测距困难。

3) 射频侦测设备

射频侦测设备可对20M～6G频段范围内的无线电信号进行监测管理，可实现扫描、分析、解调、测向等功能，多站部署可实现信号定位功能。由于其具有轻便小巧的紧凑外形尺寸，可满足全天候、全地形、便携可搬移、便携快布式的部署要求。射频侦测设备主要技术特点包括:

①采用被动探测方式，对周围环境无辐射信号;

②通过TDOA组网技术，提高了被测目标探测精度;

③通过合理的布局组网可实现被测目标大范围覆盖;

④具有信号参数的频谱展示功能;

⑤单个无线探测设备成本低，合理布局可控制整套系统成本。

主要缺点有:

①测量精度有限;

②需要多点协同、提前布阵。

4) 广播自动相关监视设备

ADS-B(1090ES)数据链地面站是一种能够接收1090ES广播式自动相关监视信息的地面端系统，系统由1090ES数据链地面站主机、全向/定向天线、天线放大器及GNSS天线等组成，可以通过单站/双站热备份的方式进行工作。

ADS-B设备的主要功能是实现地-空监视，1090ES数据链地面站接收飞机广播的ADS-B报文，提供空域内的飞机信息，包含经纬度、高度、速度、呼号、S模式地址、飞机类型等。该设备提供空域内已注册飞机的广播信息，可对探测雷达生成的目标航迹进行相关确认，并重点标识出未注册的无人机目标。

5) 声学探测设备

声学探测设备可以通过识别无人机的声学特征实现对无人机的探测，其优点是无需目标的直线视距、无辐射部件，可全天时全天候工作，传感器尺寸小、重量轻。其主要缺点有:

①高噪声强度条件下，很难发挥作用;

②作用距离有限;

③需要具备声学特征库;

④局部物体存在声学信号再反射;

⑤测量精度有限。

防御手段

目前针对无人机的防御手段有很多种，特点和效果也各不相同，主要可以分为以下几大类: