無人機偵測反制技術研究應用與思考

張卓 孫寶芬

【摘要】? ? 進入21世紀以來，隨著智能技術的發展，無人機技術得到快速發展，其價格低廉、便于操控的優點使得無人機在各個領域得到快速的推廣與使用，但隨之而來的“黑飛”問題給公共安全帶來了巨大困擾。基于此，結合國內外無人機偵測與反制裝備發展現狀，重點探討了無人機偵查技術以及無人機反制技術，以期為無人機探測與反制技術的應用提供參考。

【關鍵詞】? ? 無人機? ? 偵測技術? ? 應用研究

引言

進入21世紀后，各種無線傳感技術、物聯網技術、信息網絡技術的快速發展，使得無人機技術得到快速發展，無人機已經由傳統的軍用，逐漸向民用等領域發展。在實踐中，民眾操控無人機獲取信息已經成為普遍現象。隨著無人機使用范圍的逐漸擴大，無人機帶來的安全問題也成為亟待解決的社會性問題。例如，在民用無人機使用較多的今天，社會上出現了不法分子惡意使用無人機的問題。同時，隨著我國經濟的快速發展，各種信息網絡、移動通信、電力網、交通樞紐等重要場所增多，安全防護面臨著更加復雜多變的環境。尤其是，隨著我國國際地位的提升，各種國際大型活動越來越多，且這些大型活動往往處于城市經濟繁榮地區，存在著人口數量大、建筑物密度高等優點，這些大型活動周邊建筑環境、電磁環境、交通環境的復雜多變給安全防護帶來了極大的不便。因此，采取有效的無人機偵測反制技術，預防無人機襲擊、防范信息泄露成為必要。

一、國內外無人機偵測與反制裝備發展現狀

無人機使用的便捷性、高效性等優點使得全球各個國家都投入了大量的人力、物力資源對無人機及偵測與反制技術及裝備進行研發，取得了長足的進步。以色列研制并投入使用的無人機穹，在使用的過程中，不僅能夠有效地阻斷無人機與地面遙控裝置的聯系，還能夠實現對全球導航衛星系統信號的干擾，讓無人機失去操控。英國投入使用的AUDS反無人機系統，能夠對6英里范圍內的無人機進行檢測，并通過檢測與阻斷技術，隔斷無人機與操控之間的聯系，使無人機無法正常使用。俄羅斯國防系統中使用的超高頻微波炮，是一種新型的微波武器，能夠將操控無人機的無線電子設備破壞，使得操控者無法準確地定位出無人機的位置，并且使用微波摧毀無人機內部的控制導航系統，可以摧毀控制區域10km范圍內的無人機。2018年，我國北斗實驗室研發成功了一種民用反無人機系統ADS2000，該反無人機系統能夠采用干擾、壓制、欺騙等方法，捕獲目標無人機。此外，北京全盛科技也發布了一項集無線電偵查與反制于一體的無人機反制系統，該系統能夠利用電子偵查、無線電定位等技術實現對目標無人機的跟蹤，并使用無線電干擾技術切斷目標無人機的通信系統，干擾無人機的導航，達到迫使無人機降落的目的。

二、無人機偵測技術

無人機由于具有超低空飛行、飛行速度慢、結構小巧等特點，也被稱為“低慢小”飛行器。目前隨著社會各領域對無人機需求的增加，無人機的種類愈加繁多，按照無人機的外形結構可以將無人機分為固定翼、多旋翼與無人直升機。從宏觀定義上說，可以將飛行速度低于200km/h、飛行高度不超過1km、雷達發射截面積小于2m2的飛行器統稱為無人機。針對無人機的精準探測與反制成為現階段國內外學者研究的重點。為提升我國無人機反制技術水平，近些年來我國進行了大量的無人機反制技術交流，取得了較為明顯的成效。

2.1雷達偵測

按照不同的掃描形式，可以將雷達分為相掃、機掃等種類;按照不同的調制方式，可以把雷達劃分為脈沖編碼、線性調頻等。雷達技術是使用在有人飛機上的一種成熟的探測技術。雷達探測技術在使用的過程中具有能夠滿足遠距離探測、對目標定位精確、反應效率高的優點，但雷達探測技術在使用的過程中存在著近距離盲區，且雷達探測技術不能實現對非導體材料飛機的探測。若無人機懸浮在空中或者處于慢速飛行狀態下，因為多普勒頻移較低，雷達就不能準確地探測到無人機。此外，在臨海區域、存在大面積遮擋的環境中，雷達技術的探測精確度會快速下降。同時，雷達探測在使用的過程中，需要架設雷達天線，對架設條件要求較高，如果雷達天線架設在城市建筑物的樓頂，則會對周邊區域產生較為明顯的電磁污染，且雷達天線的建設成本較高，后期維護難度大。此外，隨著城市建筑物高度的不斷增加，雷達探測技術在使用過程中會遭受到諸多空中不明物體的干擾，會產生大量的誤報現象，影響探測效果。雷達目標點跡方式、多目標的聚類方式等數字信號處理手段會對雷達探測產生較大影響。

2.2無線電頻譜偵測

無線電頻譜偵測技術包括多點定位與多點測向，一般而言，在無人機飛行的過程中，內部的飛控系統與圖傳系統均會發出無線電信號。無線電監測通過對沒有做加密處理的操控以及圖傳信號進行監測，實現對目標無人機的精準定位。使用無線電頻譜探測技術的優點是不受到無人機幾何形狀、材質以及周圍建筑物的影響，不會產生電磁污染。因此，無線電頻譜偵測技術常常用于長期無人值守的防御中。與雷達探測技術相比，無線電頻譜偵測設備成本更加低廉，且可以滿足大范圍的防御需求。但無線電頻譜偵測技術使用的缺點是需要多點定位，導致其定位的精度不高，對于經過加密處理的信號進行破解需要花費大量的時間，不利于提升跟蹤效率。

2.3光電偵測

光電偵測主要是指利用光學技術、紅外技術、激光紅外等技術的成像對采集到的無人機圖像進行比對分析，進而確定目標無人機的種類、位置等信息。如圖1所示為光電干擾一體化設備示意圖。光電偵測技術能夠有效地解決雷達探測技術存在的探測盲區問題，可以對近距離目標進行準確探測。但光電偵測技術在使用的過程中存在著探測范圍窄、不能高效探測區域內多架無人機的缺陷，且在使用的過程中，極易受到天氣條件的影響。

2.4聲波偵測

聲波探測技術是指對目標無人機在飛行過程中旋翼發出聲波的固定周期進行調制，來達到監測無人機的目的。聲波探測頻率一般為0.3kHz-20kHz。聲波偵測技術在使用中存在不能滿足遠距離目標無人機探測、容易受到外部環境影響等缺點。

三、無人機反制技術

3.1無線電干擾

無線電干擾包括衛星信號干擾與操控信號干擾兩種形式。其中，衛星定位信號干擾是目前進行無人機反制使用最廣的一種干擾手段。研究表明，大多數民用無人機使用的為GPS衛星定位系統，少數可能使用GPS/BD2衛星定位。民用無人機使用的是擴頻通信技術，存在著信號弱的缺點。所以，可以通過對其衛星定位系統頻點的干擾來破壞無人機。但對無線定位信號干擾的使用會對周邊區域內的無線電通訊設備產生干擾。操控信號干擾是指使用遙控信號頻段進行反制。通過對目標無人機信號跳變的監測，實現對特定頻段的干擾。現階段，因為無人機信號調頻范圍編得逐漸廣泛，需要借助實時帶寬較大的干擾設備，且對設備的反應速率要求較高。

3.2網捕技術

現階段常用的網捕技術主要包括大型旋翼無人機加載網槍發射網彈、掛載捕捉網。網捕技術實施效果取決于瞄準精度，因此，對操作技術有著較高的要求。在應對蜂群式無人機襲擊時，網捕技術的成功率受限。

3.3硬毀傷技術

硬毀傷技術是指通過發射導彈、暴力競速無人機等直接摧毀無人機的方法。硬毀傷技術對打擊武器的精度要求較高，且由于打擊武器的破壞性較大，不適宜使用在人員密集區域。

3.4激光打擊技術

激光打擊技術是指通過發射激光對目標無人機的重要部位進行破壞，一般通過破壞電調模塊或控制電路的方式來實現對目標無人機的反制。激光打擊技術對激光功率要求較高，且每一次打擊只能摧毀一架目標無人機。激光設備一般需要進行車載，并搭載油機與水冷箱等。

3.5高能微波打擊技術

高能微波打擊技術是指利用微波衍射大功率微波能量作用于目標無人機電路系統中，通過破壞目標無人機電路元器件來破壞無人機。但高能微波打擊技術的使用受到發射功率的影響，打擊范圍較窄。

3.6誘捕或控制鏈路破解

誘捕或控制鏈路破解主要包含衛星定位誘捕與無線電通信協議的破解。衛星定位誘捕是指借助衛星發射的虛假信號對目標無人機進行誘捕。例如，在實踐中，可以通過衛星發射虛假的位置信息，讓目標無人機判斷錯誤而降落在預設區域內。衛星定位誘捕技術的優點是能夠實現對無人機群的反制，且誘捕成本低，能夠滿足長期無人值守的需求，但該反制技術的缺點是不能有效地對自主飛行的無人機進行反制。無線電通信協議破解反制技術是指，將無人機信號通信協議破解后，模擬無人機操控者發出控制信號，實現目標無人機的捕捉。但信息技術的快速發展，使得無人機采用的通信加密技術原來越復雜，破解的難度也在不斷提升。

四、結論與展望

現今，無人機廣泛地應用在工業、軍事、農業、物流等領域，隨著通信技術的快速發展，尤其是5G通信網路的應用，為無人機通信頻率的優化提供了巨大助力，而對無人機的探測及反制將更加困難。因此，在未來，為實現對無人機的安全監測，必然需要發展全頻段探測及干擾技術。.應該結合不同的使用環境，采用多種類型裝備的復合式解決方案，綜合考慮裝備成本、機動性等多項因素，根據應用場景來布設反制裝備，將大型設備與固定式、便攜式設備區別開，根據實際需要靈活機動的組合使用。如雷達與光電相結合，無線電干擾與激光毀傷相結合等。

參? 考? 文? 獻

[1]范蓓，韓軍.無人機偵測反制技術研究應用與思考[J].警察技術，2020（06）：62-65.

[2]夏朋. 針對民用小型無人機的干擾與反制技術研究[D].電子科技大學，2018.

[3]車穎，馮登超，齊霞.對無人機反制系統加強監管的思考[J].公安教育，2020（01）：44-47.

[4]潛一波.基于無人機技術的安全防御體系建設研究[J].無線互聯科技，2020，17（17）：44-45.

[5]孫澤梁.新形勢下民用無人機恐怖襲擊特征及防控對策探析[J].北京警察學院學報，2020（02）：51-55.