無(wú)人機(jī)探測(cè)與反制技術(shù)種類(lèi)多樣
當(dāng)前探測(cè)與反制技術(shù)種類(lèi)多樣,各有優(yōu)勢(shì)和不足,要根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的特點(diǎn),綜合運(yùn)用探測(cè)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(wú)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(wú)人機(jī)所造成安全威脅多種多樣。根據(jù)威脅來(lái)源的不同,可以將其分為三類(lèi)。
(1) 第一類(lèi),源自無(wú)人機(jī)機(jī)體的威脅。無(wú)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(lèi),源自載荷設(shè)備的威脅。無(wú)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(lèi),源自鏈路的威脅。無(wú)人機(jī)鏈路主要包括遙控、遙測(cè)、圖傳和其他鏈路,可能會(huì)造成射頻干擾問(wèn)題,不過(guò)一般情況下其直接危害性較小。
探測(cè)與反制設(shè)備應(yīng)用的不同場(chǎng)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(chǎng)景的不同特點(diǎn),選擇探測(cè)與反制技術(shù)。
探測(cè)與反制技術(shù)比較分析
無(wú)人機(jī)探測(cè)是反制的前提,目的在于檢測(cè)識(shí)別出非法飛行的無(wú)人機(jī)。當(dāng)前,無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)主要包括雷達(dá)探測(cè)、無(wú)線電頻譜探測(cè)、光電探測(cè)和聲波探測(cè)。其工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)如下。
(1) 雷達(dá)探測(cè)(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(dòng)速度會(huì)影響探測(cè);易受干擾,有一定誤報(bào)率。
(2) 無(wú)線電頻譜探測(cè)(無(wú)線電信息采集與比對(duì))。優(yōu)點(diǎn):不受環(huán)境影響;識(shí)別型號(hào);反應(yīng)快;截取回傳視頻。缺點(diǎn):被動(dòng)偵測(cè);加密無(wú)線電破解困難;頻譜特征庫(kù)需及時(shí)更新;無(wú)人機(jī)跳頻功能需多個(gè)設(shè)備協(xié)同。
(3) 光電探測(cè)(利用不同波段采集無(wú)人機(jī)圖像常見(jiàn)為可見(jiàn)光和紅外光)。優(yōu)點(diǎn):可見(jiàn)光適用于白天,成本低;缺點(diǎn):紅外光適用于夜晚、可見(jiàn)光探測(cè)受能見(jiàn)度影響;紅外光受熱源和陽(yáng)光干擾。
(4) 聲波探測(cè)(聲波采集與比對(duì))。優(yōu)點(diǎn):設(shè)備便宜易操作。缺點(diǎn):受噪音影響;無(wú)人機(jī)聲波特征數(shù)據(jù)庫(kù)需及時(shí)更新。
無(wú)人機(jī)反制技術(shù)主要利用捕捉網(wǎng)、激光、聲波、無(wú)線電干擾等手段,對(duì)目標(biāo)無(wú)人機(jī)進(jìn)行捕捉、摧毀、欺騙、控制等。無(wú)人機(jī)反制技術(shù)種類(lèi)主要包括:干擾阻斷類(lèi)、物理捕獲類(lèi)、打擊摧毀類(lèi)和信號(hào)欺騙類(lèi)。每種類(lèi)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(lèi):
(1)定位信號(hào)干擾(發(fā)射衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)頻段的無(wú)線電干擾信號(hào))。優(yōu)點(diǎn):容易實(shí)現(xiàn)、簡(jiǎn)單;不損壞目標(biāo)。缺點(diǎn):對(duì)范圍內(nèi)其他設(shè)備導(dǎo)航造成干擾。
(2) 飛控信號(hào)干擾(發(fā)射目標(biāo)控制信號(hào)頻段的無(wú)線電干擾信號(hào))。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(lèi):
(1) 網(wǎng)捕式(纏繞無(wú)人機(jī)旋翼,破壞動(dòng)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(niǎo)捕式(訓(xùn)練鷹隼捕捉)。優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單、迅速。缺點(diǎn):長(zhǎng)時(shí)間馴服;反制不可控。
信號(hào)欺騙類(lèi):
(1) 定位信號(hào)欺騙(發(fā)射虛假衛(wèi)星定位信號(hào),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(duì)電磁環(huán)境造成污染。
(2) 飛控信號(hào)欺騙(破解目標(biāo)信號(hào)通信協(xié)議,發(fā)送更強(qiáng)信號(hào)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(wú)人機(jī)。
探測(cè)與反制技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景分析
(1)大型活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)。大型活動(dòng)一般為運(yùn)動(dòng)賽事、演唱會(huì)等,常舉辦于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、商場(chǎng)周邊,人口眾多、電磁環(huán)境復(fù)雜。因此,選用探測(cè)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(jiàn)光光電探測(cè),夜晚選擇無(wú)線電探測(cè);反制技術(shù)方面應(yīng)避免對(duì)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(hào)干擾和定位信號(hào)欺騙方式,使其安全返航或降落。
(2)機(jī)場(chǎng)及周邊等無(wú)線電敏感區(qū)域。機(jī)場(chǎng)空域?qū)o(wú)線電環(huán)境要求嚴(yán)格,不當(dāng)使用無(wú)線電可能?chē)?yán)重影響機(jī)場(chǎng)無(wú)線電秩序。因此,探測(cè)手段上應(yīng)優(yōu)先選用光電探測(cè)和聲波探測(cè),同時(shí)可以運(yùn)用巡邏視頻監(jiān)控等方式進(jìn)一步強(qiáng)化探測(cè)識(shí)別效果;在反制設(shè)備上,由于機(jī)場(chǎng)空曠、人員少,可以采用物理捕獲類(lèi)和打擊毀傷類(lèi),不過(guò)盡量以前者優(yōu)先,以保障無(wú)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(cè)技術(shù)上可選擇性較多,可并用多種探測(cè)方式;反制技術(shù)上,為避免沖突產(chǎn)生和加劇,可采用鳥(niǎo)捕式,同時(shí)以干擾、欺騙方式為輔。必要時(shí),可采取打擊毀傷類(lèi)設(shè)備反制無(wú)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(cāng)儲(chǔ)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(chǔ)水安全。因此,要求及早發(fā)現(xiàn)、迅速處置,在探測(cè)技術(shù)上以無(wú)線電、雷達(dá)探測(cè)為主,多種探測(cè)方式并重;反制手段應(yīng)當(dāng)采取信號(hào)欺騙技術(shù),取得無(wú)人機(jī)控制權(quán)或誘使無(wú)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(chǎng)所等以及周邊一定范圍區(qū)域,應(yīng)當(dāng)根據(jù)無(wú)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(duì)侵犯的無(wú)人機(jī)采取果斷處置措施,避免涉密信息的進(jìn)步泄露。
對(duì)于破除禁飛限制等非合作無(wú)人機(jī),應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景環(huán)境特點(diǎn)以及技術(shù)的各類(lèi)優(yōu)缺點(diǎn)采取較好的無(wú)人機(jī)探測(cè)與反制手段。