对低空监视技术进行了介绍,监视的最终目标是通过多类型的监视技术,精确、及时的感知、定位、跟踪飞行器,构建对低空飞行物精细化管理的识别基础,但是仅提供低空监视能力还不够,需要相应的反制手段对飞行物进行处置。目前,国内外的反无人机系统主要采用两类方法进行反制,本文主要对相关技术进行分析介绍。
干扰阻断技术主要指通过电磁干扰、卫星定位干扰、声波干扰、黑客技术等技术手段来实现扰乱、入侵、阻断、控制无人机的信号,迫使无人机自动返航、自动降落或诱骗无人机至指定区域。电磁干扰。电磁干扰通过固定频率或扫频干扰、噪声压制等技术手段,可以有效的阻断无人机和控制台、操控者之间的通信,切断无人机的遥控信号以及数传、图传信号,使无人机进入信号丢失后的自我保护状态,达到对无人机的迫降或者驱离的目的,电磁干扰设备分为固定式和手持式,可以根据需要进行定向、全向、宽带、窄带干扰,可以有效的处理作用距离内的多架次无人机,具备针对“无人机集群”的打击能力。相比其他反制技术,电磁干扰技术具有技术成熟、配置灵活、风险可控、成本较低、覆盖距离广、隐蔽性强等优势,但其无法干扰静默无人机,存在非授权频段干扰可能违反《无线电管理条例》(造成法律风险)、对广播电台、通信基站等民用信号的正常使用造成影响(需要在安全地带使用)等问题。卫星定位干扰。无人机一般利用卫星导航定位(如GPS、北斗)系统对自身位置进行定位,通过实施导航定位干扰可实现对无人机的干扰阻断,在失去导航信号后,无人机无法精准定位,从而影响无人机的飞控系统,限制无人机的飞行,主要实施手段包括:禁飞区欺骗,通过辐射虚假禁飞区(如附近机场),对目标无人机实现位置欺骗,让其误认为进入禁飞区而迫降或返航;返航点欺骗,误导目标返航至指定地点并降落;航路拒止,通过辐射特点策略轨迹欺骗信号,使目标无人机无法飞入受保护区域。由于导航信号较弱,此种干扰手段容易实现,在特定频段上具备精准打击能力,但就破坏环境和影响连续性而言,这种技术比电磁干扰技术更成问题,会同时影响作用范围内其他设备的导航终端,使用时需要格外谨慎。声波干扰。无人机一般配置陀螺仪,帮助无人机感知其自身的飞行状态,无人机通过陀螺仪的反馈信息和控制系统维持自身的平衡。声波干扰就是通过发出与陀螺仪的声波频率一致的声波,致使其发生共振,使无人机上的陀螺仪无法正常工作,导致无人机坠毁。但这种干扰方式作用距离有限,且造价较为昂贵,暂未广泛推广。黑客技术。通过黑客技术直接侵入无人机操作终端以获取控制权限,或向控制终端持续发送恶意攻击指令干扰对飞行平台的控制。这种技术不仅需要对无人机的通信链路有深入的了解,还需要知道控制无人机的具体协议,或拥有能够访问无人机处理器的管理员权限。动能拦截技术主要指通过物理干预从地面或空中拦截或摧毁无人机,主要的方式包括捕捉网、无人机捕捉、老鹰捕捉等拦截捕获类方式,以及导弹、激光武器、微波武器、格斗型无人机以及常规火力等直接摧毁类方式。
拦截捕获类。 其中,网捕式通过发射捕网弹丸或使用挂载式捕网实现,捕网可由地面(网捕枪)发射或由本方无人机携带到空中投放,网捕枪目前应用较多,但是对无人机的作用距离有限,无人机投放捕捉网捕捉无人机难度较大,暂并未被广泛使用。此外荷兰警方还通过训练老鹰,将无人机抓捕后带到指定区域。要想对无人机进行拦截捕获,需要无人机在可视范围内,随着无人机避障技术的发展,拦截捕获会越来越困难。直接摧毁类。 通过导弹火炮、激光武器、微波武器、格斗型无人机以及常规火力等都摧毁类手段,对无人机进行定向攻击,直接摧毁无人机,直接摧毁类设备应满足一定的瞄准精度要求。其中,导弹火炮一般用于面向传统军事目标(如直升机和战斗机)进行打击,效果较好,但在非战斗区域面向无人机使用有可能造成极高的附带伤害,且成本往往过于高昂,无法较好应对无人机群,未来难以大规模推广。定向能量武器(高能激光、高功率微波)凭借其有效性、快速响应性以及一旦投入使用后相对较低的后勤需求和单发成本而在军事反无人机任务具有举足轻重的地位。其中,高能激光对于对付其附近区域视距内的目标具有极高的精确度,但不同于激光武器一次只能攻击一个目标,难以应对无人机群,且被激光击毁的目标会以难以预测的方式坠落,有可能对地面建筑或人员造成伤害。高功率微波武器分为窄带和宽带高功率微波武器,前者发射的微波能量集中在一个较窄的频率范围内,具有较高的频率稳定性和相干性,可提供高定向性目标照射,后者发射的微波能量则分布在较宽的频率范围内,能够产生短脉冲的强烈能量,照射范围更广,但精确度相对较低,适用于对抗不同频率的威胁,与激光武器相比,微波武器精确度远不及激光武器,但可以同时对多个目标产生效果,与激光武器相同的是,使用高功率微波武器也存在造成意外后果的风险,尤其是对区域内的电子设备。此外,还有通过格斗型无人机(自杀式或搭载干扰、定向能等武器)、常规武器(步枪等)加装智能瞄准镜等智能定位设备来实现无人机反制。目前,面向城市低空监管领域,我国绝大部分的反制系统采用了干扰阻断类的单一技术手段或多种技术结合,一般以电磁干扰(固定式或干扰枪)为主,辅以卫星定位干扰和网捕枪,其他技术采用相对较少,部分特殊场景(如军事及高危领域)需要定制方案。近年来,无人机被广泛使用,但无人机管控手段却严重滞后,无人机的小型化和智能化,使反无人机的难度不断增加。其中,干扰阻断类技术虽然应用比较广泛,但其依旧存在较多局限性,而采用动能拦截干预无人机的系统,最明显的缺点是拦截危害的危险性,可能仅限于在军事和高危环境或偏远地区中部署。因此,依据场景场所定制化无人机反制方案在未来一段时间将成为主流,在干扰为主、拦截为辅的大背景下,反制技术也需重点突破低成本化、标准化和智能化的瓶颈。