反低慢小無人機系統發展現狀

中國華陰兵器試驗中心 袁春興 李 岡 蘇東初

低小慢無人機體積小、質量輕、攜帶方便、操作簡單，可在機身上加裝各種小型設備，如導航設備、通信設備和紅外攝像設備等，以拓展其功能，可完成多種任務。同時由于“低、慢、小”無人機的技術門檻及成本相對較低，國內外多家公司都在研究生產該類型無人機，它們在民用軍用市場得到了大量的使用。低慢小無人機的易于采購和使用，對軍事與民用構成越來越大的威脅，無論是機場等民用環境還是軍事用途，都必須發展低慢小無人機的反制技術。

1 低慢小無人機發展現狀

通常將飛行高度100～500m稱為低空，100m以下稱為超低空；飛行速度小于200km/h稱為慢速，雷達反射面積小于2m2稱為低小慢無人機。

表1為國內外主流廠商的一些低小慢無人機產品的指標參數。

表1 國內外主流低小慢無人機產品參數

低空無人飛行器在方便大眾的同時，也給犯罪分子、恐怖分子和敵對勢力有可乘之機，對國家安全、軍事安全、航空安全、公共安全等領域產生了巨大的威脅。

2 低慢小無人機威脅分析

2.1 擅闖核心敏感區域、威脅政府和軍事基地

無人機能搭載攝像頭/麥克風、火力打擊武器、核生化武器等載荷，可對軍事基地、巡邏部隊、軍用設備、軍用基礎設施、各類軍用平臺等實施情報偵察（戰略/戰術偵察）、軟硬殺傷打擊等，對國家政府要地和重大活動場所也造成了重大安全隱患。

2014年6月，我海軍某軍用機場出現了無人機非法入侵事件；2015年1月，一架小型無人機失控墜入白宮，引發白宮安全恐慌；2015年1月，小型無人機出現在保護嚴密的駐扎著四艘核潛艇法國布列塔尼海灣；2015年4月，一架小型無人機墜落至日本首相官邸屋頂，無人機攜帶一個攝像頭、一只塑料瓶以及發煙筒裝置，上有核輻射標志，引發使用無人機進行恐怖襲擊的擔憂。2018年1月6日，恐怖分子對俄羅斯在敘利亞境內的赫梅米姆空軍基地和塔爾圖斯補給站共發動了13個小型無人機的襲擊。

2.2 威脅公共安全領域

消費級無人機不僅能用于運輸、偵察，還可被改裝成具有殺傷力的攻擊平臺，近幾年無人機走私、無人機恐怖襲擊屢有報道。

2017年1月，極端組織“伊斯蘭國”的武裝人員在摩蘇爾使用廉價的“精靈”系列四軸無人機投擲手榴彈大小的爆炸物；2017年2月，IS把無人機改裝為“轟炸機”，搭載榴彈向政府軍投擲，據稱這款無人機已經執行了上百次轟炸，執行的任務偵察、打擊等任務；2017年10月，敘利亞存放在體育場的彈藥庫被極端武裝的無人機偵察到，并用無人機攜帶炸彈炸毀。如圖1所示。

圖1 無人機對公共安全的威脅

2.3 軍事戰術威脅

日益復雜的戰場環境要求提高單兵的綜合作戰能力。隨著人工智能、傳感技術、運動控制技術的快速發展，世界各國都開始競相開發研制遙控式、半自主式或自主式的單兵可攜帶的微小型無人機，并逐步裝備部隊。未來戰爭面臨小型/微型/納米無人機進行抵近偵察、干擾、火力引導等戰略戰術層面威脅。

2014年12月，國外媒體公布的一組照片顯示，烏克蘭政府軍在東部地區作戰時，大量使用了一款多旋翼無人機進行戰場偵察。經過對比發現，該機屬于中國大疆公司生產的“精靈”無人機系列。

綜上所述，為了應對日益嚴重的低慢小無人機的軍事與民用威脅，適應未來的戰場的無人設備智能化、信息化發展趨勢，必須發展和建立低慢小無人機反制技術體系。

3 反低慢小無人機系統需求分析

誘騙式反無人機系統是基于“區域保衛、快速部署、自主防御”的技術體系，能夠適應多種場景的低慢小無人機反制，實現在某一區域的無人機監視及管控。

系統具體技術需求如下：

3.1 自動化管控

自動化管控指的是誘騙式反無人機系統具有無人值守、自主防御能力，即當無人機入侵系統防御區域后，可自主發現目標無人機，并根據敵情自主判斷采取何種處置策略對敵方無人機實施攻擊。

3.2 適應多種場景

目前，反無人機作戰場景有軍事要地防御、機場防御、城市要地防御等。這些作戰場景均有不同的作戰需求，因而針對不同的反無人機作戰場景需要采取不同的無人機處置策略，以適應各種反無人機作戰場景。

3.3 高針對性

反無人機作戰場景往往周邊存在大量民用信息基礎設施，因而誘騙式反無人機系統的導航干擾區域需要精準可控，需要精準識別非法入侵目標與合法飛行目標，從而避免因對非法入侵的無人機管控而誤傷周邊信息基礎設施。

4 反低慢小無人機管控流程示例

該示例主要了實現對低空慢速小目標威脅對象的偵測告警、跟蹤定位、態勢分析、攻擊處置。其中，偵測告警的主要實現途徑是電子偵察、聲學偵測和雷達探測。攻擊處置手段包括火炮、電子干擾、導航干擾、激光毀傷和網捕。處置流程示例如圖2所示。

圖2 管控反制處置流程示例

在實際應用中，攻擊處置比較有效的手段為導航干擾和遙測鏈路干擾。這兩種處置方式在經濟性、技術難度、可操作性及對抗集群上具有明顯優勢。

5 反低慢小無人機系統國外發展情況

總體上，國外在反無人機領域重視裝備功能復合集成，側重電磁對抗軟殺傷和物理摧毀硬殺傷多種手段的組合應用，下面介紹廣泛關注的幾款產品。

5.1 英國“AUDS-brochure”系列裝備

“AUDS-brochure”作為典型的反無人機系統裝備。主要由紅外預警、無線信號預警、電磁干擾、指揮顯控四部分組成，如圖3所示。

圖3 英國AUDS-brochure反無人機系統

該系統具備預警、識別、鎖定、追蹤、處置等功能。工作過程包括：啟動偵察、紅外識別、電子探測、信號特征鎖定。經目標確認后啟動處置設備，發射高功率電磁脈沖信號阻斷無人機與控制端鏈路，并切斷導航鏈路。最終實現對入侵的無人機的有效處置，電磁干擾頻帶范圍涵蓋了800MHz～6GHz。

5.2 ApolloShield反無人機系統

以色列阿波羅盾公司開發的ApplloSheild反無人機系統，能夠探測、識別和對抗無人機。該系統由“阿波羅賽博盒”（Apollo CyberBox）和基于掌上電腦的“阿波羅指揮中心”兩個子系統組成，前者利用聲、光和無線傳感器來探測無人機，并迫使未經許可的無人機著陸，后者供操控人員控制“阿波羅賽博盒”的功能。該系統可識別無人機的類型，采用7×24h不間斷工作方式，實現了對非法入侵無人機的全天候自動監測和防御，單站防護面積近80km2。

5.3 Dedrone系列

美國Dedrone公司研制了小型化的多途徑的反無人機產品。該產品具備光學偵察、聲波偵察、無線鏈路偵察三個功能。產品輕便小巧、便于攜帶。如圖4所示。

圖4 美國Dedrone系列裝備示意圖

5.4 歐洲空客集團反無人機系統

空中客車防務及航天公司研發了一種反無人機系統，能夠采用干擾技術對目標信號工作頻段進行針對性干擾。該系統具備信號分析技術和干擾功能，并配有雷達、紅外相機和定向儀，可以偵察到5～10km范圍內的無人機，還可對無人機的威脅性做出判斷，并且能使用定向儀追蹤無人機操作人員的具體位置，便于實施抓捕行動。

5.5 瑞典“長頸鹿”雷達系統

據報道，瑞典薩博公司在蘇格蘭的西弗瑞械（West Freugh）靶場演示驗證了其“長頸鹿”捷變多波束AMB雷達系統對低空、低速小型目標的探測能力。此次試驗名為“布里斯托15”，顯示了該雷達對低空、低速小型目標強大的探測能力（ELSS），雷達散射截面精確到0.001m2。

結論：綜上所述，反無人機作戰的發展思路為自動化、系統化，即無人值守，偵擾一體；通常采用雷達、無線電偵測、光電探測等手段，對低慢小無人機進行偵測，發現無人機位置，通過偵測設備引導干擾設備對低慢小無人機實施干擾；無人機干擾方面通常采用衛星導航干擾，遙測信號干擾。國外在反無人機方面已擁有了數款成熟產品，我國的反低慢小無人機系統也迫切需要在這些方面進行研究并盡快獲得技術突破。