國外無人機反制技術發展探析

摘要：隨著無人機行業迅猛發展，由無人機引發的各類問題日益嚴重，對社會公共安全造成風險隱患。為妥善應對相關問題，無人機反制技術得到世界范圍內的關注和重視，部分國家在反無人機領域研究起步較早、技術積累充分、研發實力強勁，了解其技術發展和應用現狀，有益于我國無人機監管技術手段的發展和完善。文章圍繞國外無人機反制技術開展研究，梳理歸納了主要反制技術并逐一闡釋，最后進行了總結。

關鍵詞：無人機；無人機反制技術；無人機管控

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.04.002

中圖分類號：TN 92，V 279+.2" " " " " " " "文獻標示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）04-000-04

Analysis on the Development of Foreign UAV Countermeasures Technology

ZHANG Xun， ZHANG Jing， HU Zhongyu

（State Radio Monitoring Center Harbin Station， Harbin 150010， China）

Abstract： With the rapid development of unmanned aerial vehicle （UAV） industry， the problem caused by drones is becoming increasingly serious， which poses potential risk to public security. In order to properly deal with related issues， UAV countermeasures technology has received worldwide attention. Since some countries initiate research in the field of anti-UAV early， and have already established sufficient technological accumulation and strong Ramp;D strength， understanding their technical development and application status is beneficial to the development and improvement of domestic UAV regulatory technology means. This paper focuses on foreign UAV countermeasures， summarizes the main techniques and elaborates separately， finally， concludes the study and analyzes the inspiration.

Key words： UAV; UAV countermeasures; UAV supervision

0" 引言

近年來，無人機行業迎來井噴式發展，中國航空工業集團發布的白皮書顯示，2021年全球民用無人機市場規模超1 600億元，至2025年，該值預計可達5 000億元[1]。但隨著無人機的蓬勃發展與廣泛應用，與之相關的各類問題也日益凸顯[2]：重要空域內頻發的“黑飛”“亂飛”及無人機失控“炸機”現象，對相關區域內人員、設施等造成安全威脅，擾亂公共秩序；重要保護地區或敏感區域上空擅自進行的飛行拍攝，可能導致國家秘密泄露，出現于城市空域等地的無人機航拍，可能引發個人隱私泄露和非法傳播；不法分子可能利用無人機完成走私、販毒等違法犯罪活動，或在重要場合和人群密集處投放危險物以制造事端，嚴重危害公共安全。

為妥善應對無人機帶來的不利影響，更好地保障國家安全、社會安全與公眾利益，無人機反制技術越發受到世界各國的關注和重視。目前，一些無人機行業應用大國在反無人機領域已有較充分的技術積累，并持續推陳出新。鑒于此，了解國外無人機反制技術的發展現狀，對于我國無人機監管技術手段的發展和完善，有一定借鑒意義和參考價值。

1" 無人機反制技術概述

在保護低空空域重要戰略資源、維護社會公共安全和保障公眾隱私權的強烈需求下，無人機反制技術應運而生。無人機反制是指為保護重要人物、重要區域、重要空域，對非法入侵的無人機進行控制的技術[3]。實施反制的完整流程主要包括偵測發現、跟蹤定位和處置應對，為增進研究針對性，本文重點關注最末環節相關的反無技術。

根據反制目的和效果的不同，反制技術大致可歸為四類：物理捕獲、攻擊摧毀、干擾阻斷和欺騙控制，每類技術又可根據所用工具、作用目標等方面差異進一步細分類型（見圖1），下文分別闡述。

2" 國外無人機反制技術

2.1 物理捕獲類

在盡量避免損害無人機的前提下，采用特定手段直接攔截捕獲，并根據需求對其進行后續的破解、分析和研究。根據所用工具不同，捕獲方式可分為兩種[2–4]。

（1）“鳥”捕式：利用鷹、隼等飛禽類動物的捕食本能，借助獎勵機制培養捕捉意識，逐步訓練，提高其捕捉能力，使其最終聽從指揮，快速捕獲無人機并飛至指定區域。此方式相對靈活機動，過程中無須人工干預，且較為環保，通常無附帶毀傷，同時動物飼養成本較低。但動物實施捕捉依賴后天習得的條件反射，捕獲過程易受突發狀況影響，不確定性較高。

（2）網捕式：利用捕捉網來捕獲無人機有兩種方式，一是從空中或地面發射捕網彈丸；二是在空中使用掛載式捕網。該方式實施簡單，成本較低，可盡量保證目標完好性，進而通過破解分析實現追查溯源。掛載捕網式無人機機身可搭載攝像頭完成近距離拍攝，安全返航后，取證照片可用于對“黑飛”等違法行為進行處置。另外，掛網捕捉方式容錯率較高，允許多次嘗試。

盡管網捕方式優勢明顯，但仍存在反制效果或實施過程上的一些限制。首先，其防御范圍較小、作用距離有限、反制效率較低，反制期間目標需保持在視距范圍內；其次，反制實施依賴于纏繞旋翼，對非旋翼類無人機反制效果不佳，對具備感知避障功能的無人機捕獲效果也不理想。此外，掛載捕網式無人機操作難度較大，捕網彈丸發射時產生的噪聲與后坐力大，且無法連續射擊。

2.2 攻擊摧毀類

當無人機對防衛區域可能造成極端危害或引發嚴重影響時，采用特定手段直接攻擊目標實體，致其失效、毀壞并墜落，主要包括以下手段[3，4]。

（1）常規火力：使用槍支、高射炮、防空導彈等傳統防空火力實施打擊。其技術成熟度高，可實現毀滅性打擊。但彈藥成本較高，使用限制條件相對嚴苛，且誤傷范圍較大，無人機殘骸和導彈碎片易對周邊造成附帶損傷。

（2）激光武器：使用高能量激光束聚焦、瞄準并燒毀目標關鍵部件或外殼，如通信模塊、電調模塊或控制線路等。其成本較低，作用距離遠，反制效果較好；發射迅速精準，可持續發射激光束以打擊目標；抗電磁干擾能力較強。但也存在一些不足：一是需搭配運載設備、電源系統和冷卻系統使用；二是反制效果既高度依賴于高精度聚焦能力，又受如雨、雪、霧等天氣因素的嚴重影響；三是無人機殘骸墜落會對周邊造成安全威脅。

（3）微波武器：利用高能量電磁脈沖干擾、擊穿并燒毀無人機的電子元器件，使之失能失效，造成內部設備的永久性毀傷。其覆蓋頻譜范圍廣，毀傷范圍大；反制中無須精確瞄準目標，火力控制相對便捷，可持續打擊作戰，容錯率較高；可對抗無人機集群；能夠破壞目標系統通信鏈路，致其無法執行任務。但受限于發射功率，打擊距離有待提升，且因使用時會產生極強的能量輻射，可能污染作用范圍內的電磁環境并損傷電子設備。

（4）聲波武器：無人機需依靠自身組件陀螺儀的反饋數據來感知飛行狀態、調整姿態及維持平衡。該技術利用同頻共振原理，通過發射與陀螺儀頻率一致的聲波而引發共振，致其無法正常工作，影響無人機穩定飛行，進而失控墜落。但因存在較多研究難點和使用限制，如快速瞄準和跟蹤目標、聲波功率強度及高昂的價格等，短期內尚無法成為主流反制手段。

（5）特制無人機：無人機以自身為武器，采用追擊撞殺、爆炸破壞或搭載武器等方式對目標實施打擊。此類武器反應迅速，打擊效率較高，因有飛手控制而有一定容錯率。但由于是以摧毀為目的，打擊后無法進行溯源，且目標失控墜落可能造成連帶損傷。

2.3 干擾阻斷類

無人機的飛行控制、數據傳輸及導航定位功能均依賴無線電通信，當相應鏈路因受干擾而被阻斷時，將導致功能失效，從而實現驅逐或打擊目的。根據干擾對象的不同，該技術可分為以下兩種。

（1）飛控信號干擾。該手段通過向目標發射高功率無線電干擾信號，切斷無人機和地面站的數據鏈路，隔斷系統空地聯絡，進而激活無人機內置保護機制，使目標在其指引下原地降落、懸停或返航。干擾技術主要包括[2，3，5]以下幾種：一是阻塞干擾，發射可覆蓋目標全部通信頻段的高功率信號，阻斷數據傳輸，實現壓制目的；二是跟蹤式干擾，短時間內對目標信號進行偵測、截獲和分析，再發射一定功率信號實施窄帶干擾，使地面站失去對無人機的控制；三是多頻連續波干擾，干擾信號集中覆蓋在部分調頻信道上以實施壓制。

這類技術的優點是實施難度較低，相對簡捷高效，無須精確瞄準即可有效反制；對目標的破壞和損害通常較輕；可打擊無人機集群，對抗作用范圍內多架次無人機。缺點是切斷目標數據鏈路后無法有效控制無人機，若發生失控墜落，可能傷害地面人員設備；當進行長時連續壓制時，可能影響周邊無線電設備正常使用（如藍牙、Wi-Fi等），且高功率輻射可能危害人體健康。此外，跟蹤式干擾對反制設備的實時處理能力要求很高，技術難度和研制成本也相應提升。

（2）衛星定位信號干擾。無人機需借助衛星導航系統實現自身導航定位。由于衛星發射功率有限且星地間距較遠，導航信號抵達地表后已十分微弱，若在特定頻段對目標施加干擾信號，可使無人機失去定位信號，影響飛控系統正常工作，最終迷航或墜落。該干擾技術主要包括以下幾種[3，5]：一是阻塞干擾，通過發射覆蓋目標頻段的寬帶信號，干擾作用范圍內特定碼型衛星信號；二是瞄準式干擾，干擾信號頻率精確對準目標信號載頻，集中功率干擾特定碼型衛星信號；三是相關干擾，使用相關性較高的偽碼序列對目標實施干擾。

這類技術作用距離遠，干擾效率較高。但目標無法導航定位后，可能失控墜毀，故存在安全隱患，且反制時會影響作用范圍內其他設備終端的導航定位功能。

2.4 欺騙控制類

采取偽裝、欺騙等手段誘導無人機接收虛假或錯誤信息，或侵入目標系統，致其降低或喪失執行任務能力，以實現打擊和反制。

（1）控制信號欺騙：首先借助特定技術偵測目標數據鏈信號，而后采用破譯手段解析出頻率、帶寬、調制方式及通信協議等關鍵信息，再利用上述內容生成虛假控制命令并以較大功率向目標傳送，從而壓制真實遙控信號，獲取控制權，引導無人機飛離或降至特定區域。這類手段可精準攻擊，使目標落于指定地點，且不影響周邊電磁環境及設備，同時對反制設備功率要求不高。但隨著加密技術發展升級，破譯技術也需隨之演進迭代，設備研制成本因存在升級需求而相對高昂。此外，當缺少技術體制和加密方式公開信息時，技術研發難度進一步提升。

（2）衛星定位信號欺騙：通過發射攜帶虛假定位信息的衛星信號，迷惑并誤導目標的定位系統，使其對自身位置判斷錯誤，從而實現欺騙。欺騙方式可根據目的差異分為三種[5，6]：一是禁飛區欺騙，使目標誤認為身處禁飛區域而觸發內置禁飛策略；二是返航點欺騙，誤導目標返航至指定地點并降落；三是航路欺騙，誘導目標改變導航軌跡，偏離既定航線。

由于衛星導航信號的頻率、碼型等信息固定且公開透明，故該類技術實現難度較低，對設備發射功率要求也較低，同時作用距離較遠，可在不損傷目標的情況下實現捕獲，利于取證。但該方式可能影響周邊導航設備的使用，且禁飛區欺騙方式僅對內置地理圍欄的無人機有效，當無人機關閉禁飛功能時，該方式失效。

（3）黑客技術：當前，多數商用無人機飛行平臺由配套移動終端通過Wi-Fi傳輸控制信號來實現操控，這種機制為黑客技術實施攻擊提供了便利條件。既可利用黑客技術侵入無人機操控終端，獲取控制權限，也可向控制終端持續發送惡意攻擊指令，干擾其對飛行平臺的控制，典型技術如劫持攻擊（Hijacking）、中間人攻擊（MITM）和拒絕服務攻擊（DoS）等[5-6]。該手段技術門檻較高，商業化難度大，不易推廣，尚未成為主流反制技術。

3" 結束語

在無人機技術快速發展與廣泛應用的背景下，因其引發的相關問題也日益突出，由此促生了反無人機研究的迫切需求。眾多國家加緊制定反無人機戰略，競相發展反無技術，并加快相關產品的研制步伐。與此同時，我國已發展為無人機行業制造和技術強國，據統計，我國民用無人機研制企業超過1 300家（截至2020年），中國制造無人機銷量占據全球70%市場份額[1]。然而，當前國內無人機行業仍面臨突出問題：相對于蓬勃發展的無人機行業，配套監管能力較為滯后，難以適配日益增長的無人機使用需求。

鑒于部分國家在反無人機領域研究起步較早、技術積累充分、研發實力強勁，可通過如下思路著力提升無人機管控能力：一是緊密跟蹤無人機反制領域國際發展動態，充分汲取國外先進管控經驗，借鑒其無人機管控措施；二是在條件允許下，適時、適當同國外反無人機公司開展交流合作，不斷完善自身發展；三是參考國外監管思路模式，結合國內行業與市場實際，制定并完善相關法規條文，對無人機生產、銷售、使用等各個環節進行全流程監管。多措并舉、多管齊下，推動我國無人機管控技術手段持續發展迭代，不斷提升無人機反制策略和方案的實戰能力，健全和強化無人機管控體系，在促進和規范民用無人機產業發展的同時，有效遏制“黑飛”等違法違規現象，更好地保障社會安全，有力維護公眾權益。

此外，對于前文所述諸多技術，每種手段都有自身的使用局限性，并不存在能滿足全部場景需求的“完美型”反制技術。面對數量日益增長、策略愈發復雜的無人機威脅，采用單一手段有時無法實現良好反制效果，需綜合考慮實際場景、飛行器類型等因素，積極探索并靈活選用多種技術手段，通過協同工作實現優勢互補與整合，快速有效實施無人機管控?！?/p>

參考文獻

[1] 中國新聞網．白皮書：2025年全球民用無人機市場規模將達5000億元[EB/OL]．2022-11-11. http：//www.chinanews.com.cn/cj/2022/11-09/9890540.shtml.

[2] 黃璇，沈鴻平，彭琦．低慢小無人機監測與反制技術對比分析[J]．飛航導彈，2020（09）： 96-99+105.

[3] 程擎，伍瀚宇，吉鵬，等．民用無人機反制技術及應用場景分析[J]．電訊技術，2022， 62（03）： 389–398.

[4] 蔣冬婷，范長軍，雍其潤，等．面向重點區域安防的無人機探測與反制技術研究[J]．應用科學學報，2022， 40（01）： 167-178.

[5] 吳小松，房之軍，陳通海．民用無人機反制技術研究[J]．中國無線電，2018（03）： 55-58.

[6] 陳偉．“低慢小”無人機反制裝備與理論探析[J]．河南科技，2022， 41（02）： 10-13.