反無人機技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

郭珊珊

反無人機技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

郭珊珊

2016年2月，美國知名市場預(yù)測公司Markets & Markets發(fā)布最新研究報告指出，預(yù)計從2017年到2022年，全球反無人機市場規(guī)模，將以23.89%的年復(fù)合增長率發(fā)展，到2023年將達(dá)到11億4千萬美元。分析認(rèn)為，亞太地區(qū)將是反無人機系統(tǒng)需求增長最快的地區(qū)（占全球市場的30%），而反無人機的產(chǎn)品市場將長期處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。

美國波音公司的反無人機激光武器Silent Strike，荷蘭空客集團的電子干擾反無人機系統(tǒng)，瑞典薩博的Giraffe AMB雷達(dá)系統(tǒng)，英國Blighter Surveillance Systems公司的AUDS綜合系統(tǒng)以及洛克希德·馬丁公司的衛(wèi)星動能殺傷攔截器MHTK是受到廣泛關(guān)注的幾款產(chǎn)品。而采用電子技術(shù)手段，如干擾對抗、預(yù)警跟蹤技術(shù)的反無人機相較于激光與傳統(tǒng)武器進行對抗，具備易裝備及價位低廉等優(yōu)點，市場前景廣泛。

反無人機技術(shù)體系框架

隨著對未來戰(zhàn)場反無人機作戰(zhàn)意識的不斷增強，反無人機作戰(zhàn)任務(wù)不斷加強，在作戰(zhàn)需求牽引和技術(shù)發(fā)展推動雙重作用影響下的反無人機技術(shù)體系已具備較堅實的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

反無人機技術(shù)體系由探測跟蹤和預(yù)警技術(shù)、毀傷技術(shù)、干擾技術(shù)、偽裝欺騙技術(shù)4大部分組成，主要基于以下考慮:在實施反無人機作戰(zhàn)時，首先要對無人機進行探測跟蹤和預(yù)警，然后再根據(jù)戰(zhàn)場實際情況，選擇對無人機實施火力打擊的硬毀傷或者是對其進行干擾失效的軟毀傷。另外，還要采取積極主動的偽裝防護方法和手段，降低對方無人機的偵察效率和效果。

這4大部分的技術(shù)，既有主動的反無人機技術(shù)手段，也有被動的偽裝防護手段方法，主動與被動方式的反無人機技術(shù)的綜合，使得反無人機作戰(zhàn)效果整體最大、最優(yōu)化。

探測跟蹤和預(yù)警技術(shù)，主要包括地面目視偵察技術(shù)、雷達(dá)探測跟蹤技術(shù)、空中預(yù)警技術(shù)和衛(wèi)星偵察技術(shù)等，運用了這些技術(shù)的地面目視偵察裝備、雷達(dá)、空中預(yù)警飛機和衛(wèi)星組成地面-空中偵察網(wǎng)，對無人機實現(xiàn)探測跟蹤和預(yù)警，為后續(xù)的反無人機作戰(zhàn)行動提供信息情報支援。

毀傷技術(shù)主要包括反無人機導(dǎo)彈技術(shù)、激光武器技術(shù)、微波武器技術(shù)、格斗型無人機技術(shù)和常規(guī)火力毀傷技術(shù)等，運用這些技術(shù)的反無人機武器裝備組成地面-空中火力打擊網(wǎng)，依據(jù)偵察情報系統(tǒng)提供的情報信息，采取適當(dāng)措施，運用合理的戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法，對無人機實時實施火力摧毀。

干擾技術(shù)主要包括光電對抗技術(shù)、控制信息干擾技術(shù)和數(shù)據(jù)鏈干擾技術(shù)等，運用這些技術(shù)的反無人機武器裝備對無人機實施有效干擾，使無人機的自動駕駛與控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等失效，從而降低甚至喪失其主要作戰(zhàn)功能。

偽裝欺騙技術(shù)主要包括光學(xué)、熱紅、聲學(xué)和電子偽裝欺騙技術(shù)等，在反無人機作戰(zhàn)過程中，通過對己方目標(biāo)進行適當(dāng)偽裝，降低對方無人機的偵察監(jiān)視效率和效果，從而降低無人機的作戰(zhàn)效能。

反無人機系統(tǒng)分類

目前，各國反無人機技術(shù)主要有聲波干擾、信號干擾、黑客技術(shù)、激光炮、“反無人機”無人機、奪取無線電控制等，特點和效果各有不同，但根據(jù)其使用的技術(shù)及壓制形式總體上可以分為三大類。

干擾阻斷類反無人機系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛的是向目標(biāo)無人機發(fā)射定向的大功率干擾射頻，切斷無人機與遙控器之間的通訊，從而迫使無人機自行降落或者返航。而另一方面，由于絕大部分無人機的飛行控制均采用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的方式，因此，干擾阻斷類反無人機系統(tǒng)也可以只干擾無人機的GPS信號接收機，導(dǎo)致無人機只能依靠基于陀螺儀的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，從而失去作業(yè)精度。另據(jù)報道，韓國科學(xué)技術(shù)高級研究院的研究人員利用聲波可使陀螺儀發(fā)生共振并輸出錯誤信息，從而擾亂無人機平穩(wěn)飛行，這一發(fā)現(xiàn)開辟了又一個實施無人機干擾的新渠道。

無人機對電磁干擾十分敏感，電磁脈沖、高功率微波都能夠使無防護的無人機電子元件暫時失效或?qū)е掳雽?dǎo)體元件燒毀，可以讓無人機航電計算機中的存儲器喪失記憶能力，從而使無人機陷于癱瘓甚至墜機。因此，干擾阻斷類反無人機系統(tǒng)在技術(shù)上較為容易實現(xiàn)，成本也相對較低。但隨著技術(shù)的發(fā)展，無人機抗干擾能力也在針鋒相對地增強，在更多時候，普通的干擾阻斷頂多能讓無人機作業(yè)失敗，且對于被干擾后的無人機下一步將采取何等動作較難推斷，難以達(dá)到防范預(yù)期。

美國俄亥俄州非營利開發(fā)機構(gòu)“巴特爾”最近推出Drone Defender反無人機設(shè)備。Drone Defender外形酷似步槍，設(shè)備前端上部安裝了一根白色的桿狀天線。

這種設(shè)備采用非破壞性技術(shù)，是首款能移動，精準(zhǔn)、快速阻止可疑無人機靠近的專用設(shè)備。用戶只需將其指向空中的無人機，扣下扳機，就可以將目標(biāo)“擊落”。該設(shè)備只對實時遙控型無人機或依靠GPS導(dǎo)航的無人機有效（如常見的四軸飛行器和六軸飛行器），打擊范圍約400米。

直接摧毀類反無人機系統(tǒng)較為典型的是美國波音公司研制的反無人機激光炮。通過激光炮的發(fā)射器和現(xiàn)成的萬向架（可以讓激光發(fā)射器和攝像頭瞄準(zhǔn)任何方向），使激光炮可以精確瞄準(zhǔn)一架無人機任何部分，擊落低速低空飛行的無人機，并且在發(fā)現(xiàn)無人機后幾秒鐘內(nèi)即可將其擊落。此外，美國還在研究以無人機反制無人機的方法，2011年，時任美國聯(lián)合無人機系統(tǒng)卓越中心負(fù)責(zé)人的馬奎爾上校提出建議，考慮研制“格斗”型無人機作為反無人機的重要手段。

美國巴特爾機構(gòu)的Drone Defender電波槍

無人機尾部被反無人機激光武器擊中

對于直接摧毀類反無人機系統(tǒng)而言，反無人機激光防御系統(tǒng)成為了當(dāng)前的熱門代表。波音公司為美國陸軍研制高能量激光移動演示武器（HELMD），一款10千瓦激光武器——使用定向能量束來摧毀空中的目標(biāo)，擊落了超過150個包括無人機、火箭彈等模擬敵方目標(biāo)，而操作激光的花費僅是車上電動設(shè)備的費用和裝甲車所用柴油燃料的費用。中國的“低空衛(wèi)士”激光防御系統(tǒng)在最近的測試中，擊落了無人機30多架次，擊落率100%。與傳統(tǒng)常規(guī)武器用動能或化學(xué)能（或兩者兼有）摧毀目標(biāo)不同，激光武器破壞或摧毀目標(biāo)是通過對目標(biāo)施加能量——以光速或接近光速運動的光子或粒子達(dá)到目的。無人機躲避攻擊的能力在激光武器面前顯著降低。高精度、低成本、發(fā)現(xiàn)即摧毀等優(yōu)點使其倍受青睞。

2016年4月5號，洛克希德·馬丁公司宣布完成微型動能殺傷攔截器（MHTK）在白沙靶場的階段測試。MHTK是美國陸軍“擴展區(qū)域防護和生存力項目”的重要組成部分，是美軍未來的主要C-RAM（反火箭彈、炮彈和迫擊炮彈任務(wù)）武器，它是一款袖珍攔截彈，可以使用洛克希德·馬丁公司推出的多任務(wù)導(dǎo)彈發(fā)射器系統(tǒng)發(fā)射。根據(jù)洛克希德·馬丁公司的介紹，MHTK采用半主動制導(dǎo)模式，依靠雷達(dá)捕捉來襲目標(biāo)，火控系統(tǒng)指引導(dǎo)彈飛向目標(biāo)直到導(dǎo)引頭發(fā)現(xiàn)目標(biāo)反射的回波。MHTK屬于其“打擊-毀傷”技術(shù)中的一種。

攔截彈全重僅2.2千克，長度僅為0.6米，完全采用碰撞方式來攔截敵方發(fā)射的火箭彈、炮彈和迫擊炮彈。MHTK上沒有爆破戰(zhàn)斗部，因此能夠?qū)撛诘母綆档阶畹?，同時，也使得導(dǎo)彈的攔截近界有所降低。

對美軍而言，MHTK很可能在未來為每一個士兵提供有效的C-RAM防護。洛克希德·馬丁公司負(fù)責(zé)這一項目的哈爾·斯塔特表示：“現(xiàn)今的全球安全局勢要求軍方裝備一款能夠近距離保衛(wèi)士兵和軍民免受敵方火箭彈、炮彈和迫擊炮彈威脅的武器。對這個項目而言，MHTK完成這一測試是一個里程碑式的成果，標(biāo)志著這一設(shè)計走向成熟，我們期待利用測試獲取的數(shù)據(jù)盡快將這款導(dǎo)彈推向?qū)崙?zhàn)?！?/p>

不過，部分美國媒體對MHTK項目的前景表示懷疑，2013年3月底，MHTK完成了首次制導(dǎo)試飛，當(dāng)時洛克希德·馬丁公司認(rèn)為MHTK能夠滿足美軍提出的實彈成本不超過16000美元/枚（2006年市值）的要求，但時至今日，MHTK的成本已經(jīng)大幅度提升，這將極大地影響它的市場前景。

監(jiān)測控制類反無人機系統(tǒng)無論是干擾阻斷還是直接摧毀，都容易造成無人機的墜機并帶來額外的影響。為了避免發(fā)生這種情況，人們希望借助阻截?zé)o人機使用的傳輸代碼，進而控制無人機，甚至引導(dǎo)其返航。英國日前研發(fā)出了一種新的“反無人機防御系統(tǒng)（AUDS）”，它利用無人機本身的通信系統(tǒng)來對付無人機。AUDS系統(tǒng)啟動后，通過對準(zhǔn)無人機的定向天線向無人機發(fā)出無線電信號，以干擾無人機操作員發(fā)出的無線電信號并使之失效。當(dāng)無人機接收到AUDS發(fā)出的信號時，它就會“僵住”，無法判斷方向，從而“凍”在空中。盡管這離真正意義上的控制無人機還有很大的距離，但確實又邁進了一大步。伊朗曾捕獲美國RQ－170型無人偵察機并打算仿造。可以看出，各國政府都對反控制無人機技術(shù)的巨大潛在價值充滿了興趣。

監(jiān)測控制類反無人機系統(tǒng)對技術(shù)的要求最為復(fù)雜，因為它不僅要求要在不損傷無人機本身的前提下完成對無人機控制信號的阻斷，還需要實現(xiàn)控制指令上的偽裝欺騙。眾所周知，無人機控制方式可以是操作員直接控制無人機，也可以是預(yù)編程序控制。隨著技術(shù)的發(fā)展完善，很多無人機都同時具備了手動控制和程序控制功能，甚至可以做到手動控制與程序控制的實時切換。采用程序控制飛行的無人機不需要接收操作指令即可完成飛行和執(zhí)行任務(wù)，并且處于此狀態(tài)的無人機可以不接收解除程序飛行狀態(tài)以外的其它控制指令。也就是說，采用干擾無人飛行器指揮與控制通信連路的AUDS“反無人機防御系統(tǒng)”若沒有進一步的技術(shù)手段，就只能奈之若何了，所謂的控制信號阻斷將變得毫無意義。

對于小型無人機而言，如果處于程序自主飛行狀態(tài)的無人機關(guān)閉下行遙測數(shù)據(jù)鏈路，則在無線電監(jiān)測上此時的無人機已接近于完全隱身，只剩下接收GPS數(shù)據(jù)或類似定位信息的漏洞。而要實現(xiàn)控制指令上的偽裝欺騙，則意味著要知曉無人機的載波頻率，并掌握其數(shù)據(jù)鏈路編碼方式和加密手段等等，而這樣的高技術(shù)難題不可能有所謂的“萬能鑰匙”，于是各國在不斷致力于研究探索的同時并沒有忘記使用間諜或是黑客這樣的角色一起“攻堅”。

瑞典薩博公司拓展了“長頸鹿”AMB雷達(dá)能力，使其在常規(guī)模式下提供空中監(jiān)視能力的同時，探測、分類和跟蹤低空或低速飛行的小型無人機，并已驗證了在復(fù)雜環(huán)境下同時應(yīng)對6架無人機目標(biāo)的能力。薩博公司于2015年4月向英國政府代表演示了近程和中程“長頸鹿”靈敏多波束雷達(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有增強的“低慢小”目標(biāo)探測跟蹤能力，能發(fā)現(xiàn)超過100個雷達(dá)反射截面不小于0.001平方米的空中目標(biāo)，將無人機從周圍地面雜波中識別出來。該雷達(dá)可與多種類型的武器系統(tǒng)相連接，執(zhí)行反無人機任務(wù)。

反無人機系統(tǒng)能力評

發(fā)展趨勢

反無人機系統(tǒng)能力評估

“長頸鹿”AMB雷達(dá)

三類反無人機系統(tǒng)各有優(yōu)勢也各有不足，在實際應(yīng)用中可以形成互補。

干擾阻斷類反無人機系統(tǒng)采用電磁干擾手段，操作簡單、價位低廉，便于攜帶，但對環(huán)境要求相對較高，在城市或居民密集區(qū)里使用顯然不適宜。對于存在爆炸物等恐怖活動，產(chǎn)生風(fēng)險的系數(shù)相對較高。

直接摧毀類反無人機系統(tǒng)多采用激光防御武器，明顯側(cè)重應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，并有希望成為未來戰(zhàn)爭中的重要角色。其系統(tǒng)采用簡單粗暴的方式摧毀目標(biāo)，適用于苛刻干擾的環(huán)境，風(fēng)險指數(shù)極低。但該類系統(tǒng)價格相對昂貴，重武器型打擊方法顯然不適合民用，此外由于直接打擊會對打擊目標(biāo)造成永久性損毀，獲取所需情報數(shù)據(jù)的概率也極大降低。

監(jiān)測控制類反無人機系統(tǒng)制造商如薩博、泰勒斯、以色列航宇和塞雷斯都是軍工雷達(dá)行業(yè)里的壟斷企業(yè)，結(jié)合電子偵測設(shè)備開發(fā)的綜合型的反無人機系統(tǒng)使其在未來具有顯著優(yōu)勢。具備機動性、對環(huán)境要求較低、可截獲敵方情報的高效對抗系統(tǒng)無疑在軍民兩用領(lǐng)域都擁有廣闊的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

相信隨著電子技術(shù)和反無人機系統(tǒng)的不斷發(fā)展、成熟，假以時日，無人機的監(jiān)測控制會像如今人們操作手機等設(shè)備一樣簡單。

責(zé)任編輯：劉靖鑫