無(wú)人機(jī)反制技術(shù)概述

王枝鑫++劉?，?+胡廣亮++蔣國(guó)權(quán)++金文清++許佳樂(lè)

摘 要：近年來(lái)，無(wú)人機(jī)黑飛事件頻繁發(fā)生。目前無(wú)人機(jī)飛行高度一般在1000米以下，速度較慢，雷達(dá)反射面積又很小，難發(fā)現(xiàn)、難捕捉、難處置、難應(yīng)對(duì)，對(duì)重要目標(biāo)的空防安全形成極大威脅。由于體積小、操控簡(jiǎn)單、可搭載一定重物，且飛行高度低、地物遮擋多，空軍設(shè)備無(wú)法覆蓋，成為偵測(cè)和防范的難點(diǎn)。本文先介紹了無(wú)人機(jī)定位及遙控方面的相關(guān)原理，針對(duì)定位方法和遙控技巧分別提出了相應(yīng)的反制措施，為反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的研制進(jìn)行理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；反制技術(shù)；探測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：F561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）13-0200-01

1 前言

2017年1月15日發(fā)生的蕭山機(jī)場(chǎng)的無(wú)人機(jī)事件也成為各大新聞媒體的熱點(diǎn)議題，涉事無(wú)人機(jī)在450米高空拍攝客機(jī)，一旦出現(xiàn)事故后果不堪設(shè)想。然而這起事件并不是特例。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去3年時(shí)間里，僅京津冀地區(qū)就發(fā)生110起不明空情，違規(guī)飛行呈逐年上升趨勢(shì)。近年來(lái)，動(dòng)力三角翼、輕型直升機(jī)、無(wú)人機(jī)等“低小慢”飛行器在消費(fèi)娛樂(lè)及公共安保、航空測(cè)繪等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，個(gè)人及單位擁有數(shù)量也在不斷增加。同時(shí)，由于此類飛行器成本低廉、操作方便、容易獲取，易形成“黑飛”。無(wú)人機(jī)引起的安全隱患十分嚴(yán)重，問(wèn)題解決刻不容緩，急需成熟的無(wú)人機(jī)反制技術(shù)對(duì)其進(jìn)行壓制[1]。反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)基于雷達(dá)、光電、通信干擾、導(dǎo)航欺騙等方法，融合加密破譯技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于軍民領(lǐng)域，發(fā)展前景巨大。

2 無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)目標(biāo)的探測(cè)及跟蹤有不少難點(diǎn)。雷達(dá)探測(cè)方面，目前雷達(dá)探測(cè)是發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)目標(biāo)的主要方式，但雷達(dá)不會(huì)對(duì)所有的移動(dòng)目標(biāo)都做出反應(yīng)；無(wú)人機(jī)一般都是由輕木及復(fù)合材質(zhì)構(gòu)成，這此材料具有透波特性，使其具有較低可探測(cè)性，只有電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電池、導(dǎo)線等金屬材質(zhì)，加上個(gè)頭體積小，這都大大降低了目標(biāo)自身的雷達(dá)散射面積，降低了被雷達(dá)探測(cè)的距離和發(fā)現(xiàn)概率，也縮短了地面反應(yīng)的時(shí)間。聲學(xué)探測(cè)方面，無(wú)人機(jī)目標(biāo)的噪聲主要是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲和飛行過(guò)程中產(chǎn)生的空氣擾動(dòng)噪聲，但目前無(wú)人機(jī)目標(biāo)的飛行動(dòng)力很大一部分是電動(dòng)力，噪聲較小，加上飛行速度較慢，使得其噪聲水平很低。光電探測(cè)方面，目前，防空髙炮大部分都采用了紅外火控技術(shù)，地空導(dǎo)彈、空空導(dǎo)彈也有相當(dāng)數(shù)量采用了紅外探測(cè)，紅外制導(dǎo)技術(shù)；激光測(cè)距機(jī)、激光目標(biāo)指示器在近程防空武器上已廣泛使用。作為無(wú)人機(jī)目標(biāo)的動(dòng)力的電機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)，由于體積小效率髙，其紅外輻射特征低，使得通過(guò)紅外探測(cè)的發(fā)現(xiàn)距離大大縮短在抗激光探測(cè)上，無(wú)人機(jī)目標(biāo)更易采取如吸波、透射、導(dǎo)光等材料，減少激光反射及外形隱身設(shè)計(jì)等，這些都使得光電探測(cè)更加困難。單一的探測(cè)方式無(wú)法高效準(zhǔn)確的探測(cè)到目標(biāo)，多方式探測(cè)協(xié)同的方式將是無(wú)人機(jī)目標(biāo)探測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)多種探測(cè)裝備協(xié)同，建立“一點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，多維跟蹤”多探測(cè)方式相結(jié)合的探測(cè)系統(tǒng)，可及時(shí)獲取目標(biāo)位置、視頻圖像、操控?zé)o線電頻率等多種信息，大大提高無(wú)人機(jī)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)幾率。

3 無(wú)人機(jī)反制技術(shù)概述

3.1 基于反遙感技術(shù)的反無(wú)人機(jī)策略

無(wú)人機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)的過(guò)程中，必須由地面人員發(fā)出遙控指令加以控制，使之做出各種動(dòng)作。這些都是通過(guò)遙控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，遙控系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的大腦和決策部分。遙控系統(tǒng)由操縱器、控制電路、無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)和遙控接收機(jī)組成.其中操控器中要負(fù)責(zé)完成遙控編碼信號(hào)的生成，測(cè)距基準(zhǔn)信號(hào)的生成；控制電路接受操控器輸出的指令代碼并加以判斷；無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)主要負(fù)責(zé)指令編碼信號(hào)的調(diào)頻和高頻功率放大，經(jīng)過(guò)發(fā)射天線將編碼信號(hào)向無(wú)人機(jī)進(jìn)行發(fā)送；接收機(jī)通過(guò)接收天線接收地面遙控發(fā)射機(jī)發(fā)送的射頻信號(hào)，通過(guò)一系統(tǒng)的放大、混頻、檢波操作后進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，生成控制芯片能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的操控。基于無(wú)人機(jī)的遙控原理可以分別從無(wú)線遙控信號(hào)干擾和無(wú)線遙控信號(hào)欺騙兩種通信方法展開(kāi)[2]。

3.2 基于反定位系統(tǒng)的反無(wú)人機(jī)策略

無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中通過(guò)安裝GPS信號(hào)接收機(jī)以實(shí)時(shí)獲取自身的精確位置，采用GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的方式進(jìn)行飛行控制。從GPS定位原理角度出發(fā)，可以分別從GPS信號(hào)干擾和GPS信號(hào)欺騙兩種角度出發(fā)。GPS信號(hào)干擾技術(shù)是通過(guò)影響無(wú)人機(jī)的GPS信號(hào)接收機(jī)，利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生干擾無(wú)人機(jī)通信的電磁信號(hào)，經(jīng)由微波功率放大器，高增益定向天線，產(chǎn)生一定功率的電磁脈沖，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行定向干擾，使其只能依靠基于陀螺儀的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，而無(wú)法獲得足夠精確的自身坐標(biāo)數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有精確的地形坐標(biāo)，照相機(jī)和攝像機(jī)獲得的情報(bào)將沒(méi)有任何價(jià)值，以此達(dá)到反制無(wú)人機(jī)的目的。GPS欺騙技術(shù)采用GPS模擬器生成虛假的GPS定位信息，使無(wú)人機(jī)定位系統(tǒng)發(fā)生混亂。

4 結(jié)語(yǔ)

要想從根本上解決無(wú)人機(jī)的黑飛問(wèn)題，單靠出臺(tái)法律條例還是不夠的，必須對(duì)無(wú)人機(jī)提出完善的反制應(yīng)對(duì)措施，成熟的無(wú)人機(jī)反制系統(tǒng)的研發(fā)迫在眉睫。

參考文獻(xiàn)

[1]石紅梅，譚晃.國(guó)外無(wú)人機(jī)監(jiān)管及反制技術(shù)最新發(fā)展概況[J].中國(guó)安防，2016（4）：100-105.

[2]柏如玉.國(guó)內(nèi)外反無(wú)人機(jī)技術(shù)發(fā)展分析[J].中國(guó)安防，2016（9）：31-34.