無人機防御系統建設技術探究

李旭昇

【摘要】無人機主動防御系統的建設，是以有效防御為目標實施有效重點打擊的方式，但是復雜環境實施有效制空防御技術還不成熟。如何完善無人機系統偵查和反制技術是迫切需要解決的問題，為此本文針對無人機防御系統建設技術展開研究，旨在為提升無人機防御系統水平提供參考。

【關鍵詞】無人機|防御系統建設|技術方案設計

無人機是一種以無人機載體、地面站設備、有效負荷三個部分組成的“空中機器人”，隨著無人機技術的發展，無人機被應用到各個領域，在軍事活動中也有所應用。主要用于偵查、防御、目標打擊等軍事任務。無人機防御系統在實際應用中，技術水平不能滿足防御需求，加強無人機防御系統建設技術研究也是重要課題。

一、需求分析和項目建設的必要性

（一）現狀分析

軍隊營區雖然已采用“縱深防護”體系，實現了“監視區、防護區、限制區”多層次的地面防護，但是缺少對低空空域的防護手段。因軍隊營區選址較不固定，周圍不乏街道、居民區，甚至旅游景區，營區多通過圍墻輔以巡邏的方式防止外界的入侵與觀察，缺少有效的低空空域防護措施，極易出現“黑飛”事件，利用無人機進行高空拍攝甚至投遞危險品，對營區的保密與安全造成危害。確保營區的保密與安全是軍隊日常安保工作中的重中之中，需落實安全保密要求，堅決遏制重特大安全事故發生。

（二）需求分析

需盡快裝配無人機防御系統，以應對“低慢小”飛行器的入侵，形成立體化周界防護體系。無人機防控系統需求分析如下：

1.對無人機進行有效探測；

2.對無人機進行有效反制；

3.防御區域需有一定外延；

4.防御區域覆蓋全面；

5.自動化程度高，受環境影響小，可實現無人值守；

6.施工方便；

7.售后維護方便。

（三）項目建設的必要性

隨著無人機市場的蓬勃興起，無人機“黑飛”事件也被不斷曝光，“無人機偷拍”“無人機傷人”“無人機擾亂公共秩序”“無人機闖入軍事禁區”“無人機威脅民航安全”等新聞層出不窮，軍隊活動、駐地、營區等高級別機密區域也時常受到“黑飛”無人機的侵擾，帶來了極大的安全威脅。可以將目前頻發的無人機黑飛事件按結果分類，如圖1所示。

二、無人機防御系統設計目標

3km范圍快速抵近重點目標或突發事件現場的無人機反制系統技術實現目標：

（一）防御目標為全部低慢小航空器，全方位指控、交互、無人值守方式精準識別“非惡意”和“惡意”目標；

（二）全方位跟蹤、識別、預警對目標實施監控；

（三）頻譜探測識別，實現無線電探測、控制低慢小航空器、系統聯網交互控制；

（四）無線電壓制干擾低小航空器，實施目標精準打擊，有效攔截目標，設置防御權限；

（五）實現最高行駛速度、重大活動中設備遷移速度、設備展開時間、設備撤收時間；

（六）選擇主機供電方式，增加電源適應性，縮短充電時間；

（七）適應復雜環境，提高抵抗射頻電磁場輻射抗擾度，設置環境適應防護裝置。

三、無人機防御系統具體設計方案

（一）無人機防御系統建設方案

方案中監測系統由頻譜偵測類設備組成，選用無線電監測設備，采用電磁無源探測技術，可全天候自動接收市面常見無人機的無線電頻段，無線電探測設備可探測400～6000MHz全頻段無人機信號。

反制設備和偵測設備通過組網，由無人機防御管理平臺集中管控察打一體設備，可對系統內的設備進行遠程控制、一鍵“布撤防”等操作，支持預先設置防御模式。

1.部署方案

（1）威脅分析

圖2中黃色五角星區域為重點防御區域，四周空曠無高層建筑，西北側、西南側、東南側為住宅、廠房等人口密集區域，存在著使用無人機進行走私、偷拍、協助偷渡、攜帶違禁物品等風險，需建立全方位低空空域安全防御系統，以避免無人機帶來的侵擾。

（2）系統部署

重點防御區域為一塊360m×270m矩形區域，面積較小，且周圍較為空曠，選擇防御區域內高點部署一臺偵測設備反制設備，即可實現對重點防御區域及周界的全方位防御，偵測區域在重點防御區域周界的基礎上有超過千米的外延，實現了提前預警，有效防御。

（3）系統架構

系統由監測設備、反制設備、監視平臺組成，無線電及光電將探測到的無人機信息發給低空目標監視平臺綜合統一信息，形成綜合空情態勢，自動或手動引導干擾設備對無人機實施干擾。

2.系統工作模式

系統提供人工和自動兩種工作模式。

（1）人工模式

在人工模式下，操作人員根據系統提供的功能菜單可以對監測設備及反制設備進行操作，手工修改控制參數，達到預想的探測和觀察目標的效果。

（2）自動模式

系統提供實現探測、識別、跟蹤與反制全流程自動化控制策略，實現目標發現、告警、處置的時序和手段，滿足用戶應急響應處置要求。

3.系統組成

（1）監測系統

探測產品有無線電監測設備、光電探測及跟蹤設備。

①無線電監測設備

無線電監測設備采用電磁無源探測技術，不主動發射無線電波，綠色環保。可全天候自動偵測設備被動接收全頻段無人機數傳和圖傳信號，精確指示目標方位。

②光電探測及跟蹤設備

機器人光電探測及跟蹤系統是無人機防御管理平臺的組成模塊，基于AI深度學習的小目標檢測算法、目標配準跟蹤算法等多算法融合實現對目標無人機的探測、跟蹤、攝錄取證。

（2）反制系統

監測系統發現目標后，可聯動開啟反制系統進行無線電壓制或GPS誘騙。反制設備有固定式反制設備、便攜式反制設備、手持式反制設備、防護箱式反制設備以及導航誘騙設備多形態產品。

（二）監測防御管理系統

無人機防御管理平臺是一套“集成化”“數字化”“智能化”的無人機防御平臺，包含無線電監測系統、光電探測及跟蹤系統、反制系統多個子系統。在一個平臺下即可實現多個子系統的統一管理與互聯互動，真正做到“一體化”管理，提高易用性和管理效率。系統采用先進的軟硬件開發技術，滿足無人機防御系統集中管理、信息共享、互聯互通、察打一體等需求。

（三）系統防護效果

1.偵測設備作用范圍

無人機無線電監測設備探測半徑大于3000m，實際探測距離受部署區域的無線電環境、障礙物遮擋而有所變化，全天候自動監測、報警。

2.反制設備處置效果

無人機探測設備采用電磁無源探測技術，可全天候持續監測市面常見的無人機無線電頻段。探測設備不發射無線電信號，綠色環保，對周圍環境無干擾。固定式反制設備是通過對無人機進行無線電干擾的方式達到區域空域防范的效果，具有驅離和迫降兩檔工作模式。

四、結語

整體上看，無人機在軍事上應用，能有效維護國家安全。對無人機防御系統的升級完善，減少防御漏洞，是實現完全制空體系的需求。實施目標有效打擊和偵查，是防御系統的關鍵，排除障礙在復雜環境下完成防御任務是無人機系統建設的需求。希望未來進一步加強無人機防御系統研究。中國軍轉民

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（作者單位：澳大利亞墨爾本大學 ）