無人機(jī)探測與反制技術(shù)種類多樣
當(dāng)前探測與反制技術(shù)種類多樣,各有優(yōu)勢和不足,要根據(jù)不同應(yīng)用場景的特點(diǎn),綜合運(yùn)用探測與反制技術(shù),從而達(dá)到反制效果、減少次生危害。近些年,民用無人機(jī)的“黑飛”、擾航、碰撞等違規(guī)違法飛行現(xiàn)象層出不窮,無人機(jī)所造成安全威脅多種多樣。根據(jù)威脅來源的不同,可以將其分為三類。
(1) 第一類,源自無人機(jī)機(jī)體的威脅。無人機(jī)一般為提升續(xù)航、敏捷性等飛行性能而選用塑料材質(zhì)以減輕機(jī)體重量,機(jī)體電路短路或操控故障以及與外界建筑物或其他機(jī)體碰撞等原因而導(dǎo)致墜機(jī),墜落后有可能引燃機(jī)體塑料外殼,引發(fā)火災(zāi)等次生災(zāi)害。
(2) 第二類,源自載荷設(shè)備的威脅。無人機(jī)操控者可以利用其搭載設(shè)備實(shí)現(xiàn)非法拍攝擴(kuò)音、散發(fā)傳單甚至投放bao炸和有毒物質(zhì)等目的,將直接侵害人身安全、公共安全等。
(3) 第三類,源自鏈路的威脅。無人機(jī)鏈路主要包括遙控、遙測、圖傳和其他鏈路,可能會造成射頻干擾問題,不過一般情況下其直接危害性較小。

探測與反制設(shè)備應(yīng)用的不同場景有人員多寡、是否涉密、是否易燃易爆等不同特點(diǎn),應(yīng)當(dāng)根據(jù)場景的不同特點(diǎn),選擇探測與反制技術(shù)。
探測與反制技術(shù)比較分析
無人機(jī)探測是反制的前提,目的在于檢測識別出非法飛行的無人機(jī)。當(dāng)前,無人機(jī)探測技術(shù)主要包括雷達(dá)探測、無線電頻譜探測、光電探測和聲波探測。其工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)如下。
(1) 雷達(dá)探測(電磁波的反射)。優(yōu)點(diǎn):距離遠(yuǎn)、定位準(zhǔn)、反應(yīng)快。缺點(diǎn):體型小、機(jī)體材料、移動速度會影響探測;易受干擾,有一定誤報(bào)率。
(2) 無線電頻譜探測(無線電信息采集與比對)。優(yōu)點(diǎn):不受環(huán)境影響;識別型號;反應(yīng)快;截取回傳視頻。缺點(diǎn):被動偵測;加密無線電破解困難;頻譜特征庫需及時更新;無人機(jī)跳頻功能需多個設(shè)備協(xié)同。
(3) 光電探測(利用不同波段采集無人機(jī)圖像常見為可見光和紅外光)。優(yōu)點(diǎn):可見光適用于白天,成本低;缺點(diǎn):紅外光適用于夜晚、可見光探測受能見度影響;紅外光受熱源和陽光干擾。
(4) 聲波探測(聲波采集與比對)。優(yōu)點(diǎn):設(shè)備便宜易操作。缺點(diǎn):受噪音影響;無人機(jī)聲波特征數(shù)據(jù)庫需及時更新。
無人機(jī)反制技術(shù)主要利用捕捉網(wǎng)、激光、聲波、無線電干擾等手段,對目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行捕捉、摧毀、欺騙、控制等。無人機(jī)反制技術(shù)種類主要包括:干擾阻斷類、物理捕獲類、打擊摧毀類和信號欺騙類。每種類別下分別有各種技術(shù)方法,它們的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)如下所示。
干擾阻斷類:
(1)定位信號干擾(發(fā)射衛(wèi)星導(dǎo)航信號頻段的無線電干擾信號)。優(yōu)點(diǎn):容易實(shí)現(xiàn)、簡單;不損壞目標(biāo)。缺點(diǎn):對范圍內(nèi)其他設(shè)備導(dǎo)航造成干擾。
(2) 飛控信號干擾(發(fā)射目標(biāo)控制信號頻段的無線電干擾信號)。優(yōu)點(diǎn):不損壞目標(biāo)。缺點(diǎn):影響范圍內(nèi)正常通信;危害人身安全。
物理捕獲類:
(1) 網(wǎng)捕式(纏繞無人機(jī)旋翼,破壞動力系統(tǒng))。優(yōu)點(diǎn):不破壞飛控與搭載設(shè)備:缺點(diǎn):目視距離內(nèi)有一定效果。
(2) 鳥捕式(訓(xùn)練鷹隼捕捉)。優(yōu)點(diǎn):簡單、迅速。缺點(diǎn):長時間馴服;反制不可控。
信號欺騙類:
(1) 定位信號欺騙(發(fā)射虛假衛(wèi)星定位信號,迷惑目標(biāo)導(dǎo)航模塊)。優(yōu)點(diǎn):誘使目標(biāo)返航或降落。缺點(diǎn):對電磁環(huán)境造成污染。
(2) 飛控信號欺騙(破解目標(biāo)信號通信協(xié)議,發(fā)送更強(qiáng)信號控制目標(biāo))。優(yōu)點(diǎn):獲取目標(biāo)控制權(quán)。缺點(diǎn):指向性不強(qiáng),影響正常飛行無人機(jī)。
探測與反制技術(shù)應(yīng)用場景分析
(1)大型活動現(xiàn)場。大型活動一般為運(yùn)動賽事、演唱會等,常舉辦于運(yùn)動場、商場周邊,人口眾多、電磁環(huán)境復(fù)雜。因此,選用探測與反制技術(shù)應(yīng)當(dāng)首先保障地面群眾的人身安全,白天可選用可見光光電探測,夜晚選擇無線電探測;反制技術(shù)方面應(yīng)避免對機(jī)體的損害從而引發(fā)次生災(zāi)害,因此應(yīng)當(dāng)選擇定位信號干擾和定位信號欺騙方式,使其安全返航或降落。
(2)機(jī)場及周邊等無線電敏感區(qū)域。機(jī)場空域?qū)o線電環(huán)境要求嚴(yán)格,不當(dāng)使用無線電可能嚴(yán)重影響機(jī)場無線電秩序。因此,探測手段上應(yīng)優(yōu)先選用光電探測和聲波探測,同時可以運(yùn)用巡邏視頻監(jiān)控等方式進(jìn)一步強(qiáng)化探測識別效果;在反制設(shè)備上,由于機(jī)場空曠、人員少,可以采用物理捕獲類和打擊毀傷類,不過盡量以前者優(yōu)先,以保障無人機(jī)的完好,便于事后溯源。
(3) 邊境區(qū)域。邊境地帶往往較為空曠,探測技術(shù)上可選擇性較多,可并用多種探測方式;反制技術(shù)上,為避免沖突產(chǎn)生和加劇,可采用鳥捕式,同時以干擾、欺騙方式為輔。必要時,可采取打擊毀傷類設(shè)備反制無人機(jī)。
(4) 易燃易爆易污染區(qū)域。發(fā)電廠、變電站、加油(氣)站、核設(shè)施以及易燃易爆危險(xiǎn)品等倉儲區(qū)域嚴(yán)格禁止明火,否則可能引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi);供水廠、水源保護(hù)區(qū)則需保障儲水安全。因此,要求及早發(fā)現(xiàn)、迅速處置,在探測技術(shù)上以無線電、雷達(dá)探測為主,多種探測方式并重;反制手段應(yīng)當(dāng)采取信號欺騙技術(shù),取得無人機(jī)控制權(quán)或誘使無人機(jī)返航或降落,避免引發(fā)次生災(zāi)害。
(5) 周邊區(qū)域。禁區(qū)、管理區(qū)、監(jiān)管場所等以及周邊一定范圍區(qū)域,應(yīng)當(dāng)根據(jù)無線電環(huán)境要求、設(shè)施安全性以及反制技術(shù)可行性等多因素綜合考慮,并且,可以對侵犯的無人機(jī)采取果斷處置措施,避免涉密信息的進(jìn)步泄露。
對于破除禁飛限制等非合作無人機(jī),應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用場景環(huán)境特點(diǎn)以及技術(shù)的各類優(yōu)缺點(diǎn)采取較好的無人機(jī)探測與反制手段。