无人机侦测反制技术的应用发展研究

刘卓，龚科，徐武斌

摘要：无人机侦测反制技术在智能技术的支持下获得了快速发展。本文简单阐述了无人机侦测反制技术的发展现状，对目前主流无人机侦测技术进行分析介绍，对未来无人机侦测反制技术发展方向进行探讨。

关键词：无人机；侦测技术；反制技术

前言：伴随着无线传感技术、互联网技术以及信息网络技术的快速发展，无人机技术和产业得到迅猛发展。但同时全球范围内无人机安全事故频发，严重威胁民航飞行安全、社会公共安全、甚至国家安全，无人机侦测反制技术为了解决这一问题应运而生。

    一、无人机侦测反制技术的发展现状

    随着无人机技术的扩散，无人机侦测反制技术已引起世界各国家高度重视，投入大量精人力、物力、财力进行研发。例如，我国2018年在北斗实验室研发成功的反无人机ADS2000,可利用电子侦察和无线电定位技术完成对无人机的追踪工作，并对无人机的通信和导航系统进行干扰，促使无人机降落在预先设定好的区域。但现阶段的无人机侦测反制技术发展还未完成成熟，任何一种无人机侦测反制技术都有一定的劣势，无人机侦测反制技术在原理上考虑完备，但实际应用中成功率并不高。

二、无人机侦测反制技术及应用

（一）无人机侦测技术主要包括：
1、雷达侦测

雷达侦测技术是在航空领域内发展的比较成熟的一种探测技术，也适用于无人机侦测[1]。雷达侦测根据扫描形式分为相扫和机扫，根据调制方式可划分为脉冲编码和线性调频。雷达侦测技术可对目标无人机进行精准定位，可远距离实现无人机侦测，同时反应效率也较高。但雷达侦测同样存在着一些问题，当无人机处在悬浮空中或慢速飞行的状态下，多普勒频移较低，就无法准确判断出无人机的位置。在城市环境下受大面积建筑物影响，雷达侦测也很难发现低空无人机。
    2、无线电频谱侦测

无线电频谱侦测技术具有多点定位和多点测向优势。主要针对无人机飞控系统和图传系统1.5G、2.4G、5.8G频段信号进行侦测，可以相对准确的掌握无人机位置。同时，无线电频谱侦测不会受无人机形状大小或材质，以及周围建筑物影响。但需要借助多点定位技术，部署多套频谱侦测设备提升定位精度，对于加密无人机无线电信号，需提前破解才能甄别误报率较高。

3、光电识别跟踪

光电识别跟踪技术主要有两类：可见光识别跟踪以及红外识别跟踪。可见光识别跟踪是利用可见光摄像机对目标无人机的视频图像进行检测，从而识别确认目标，并对目标进行跟踪，适合在白天使用。红外识别跟踪是利用红外摄像机对目标无人机的红外图像进行检测，进而对无人机进行识别跟踪。该技术可以全天候使用，但因其设备成本较高，容易受到其他热源干扰。

（二）无人机反制技术主要包括：
1、无线电干扰

无线电干扰分为卫星信号干扰和操控信号干扰，卫星信号干扰是目前使用最为广泛的干扰手段。目前阶段，我国大部分的民用无人机都具备GPS卫星定位系统，使用的是扩频通信技术，劣势是通信信号较弱。因此，可以利用卫星定位系统的频点干扰来对无人机进行反制工作，对无人机的干扰采取无线电干扰的模式同时也会对周边的无线电通讯设备产生影响。操控信号干扰就是通过对信号频段进行遥控，进而实现对无人机信号转变的监测工作，完成对特定频段的干扰工作。当前我国的无人机信号的调频范围设置的较为广泛，采取操控信号干扰模式需要实时宽带较大的干扰机械设备的帮助，同时干扰设备的反应速率要足够高。
    2、诱捕或控制链路破解

诱捕或控制链路破解，诱捕是采取发射虚假卫星导航信号，引导无人机对虚假信号进行回应，诱导无人机降落在提前设定好的区域范围内，从而完成无人机诱捕工作。卫星定位诱捕最大的优势是可以对无人机群进行反制，同时成本较低，劣势是无法对自主飞行的无人机进行有效地反制，对周围GPS导航设备有严重干扰。控制链路破解顾名思义是对无人机信号的通信协议进行破解，接着再通过对无人机的控制信号进行模拟，夺取无人机控制权。随着无人机通信加密技术的发展，破解难度已越来越大。

3、物理捕获

利用物理捕获（网弹、老鹰），网弹是通过装填火药或者高压气体的喷射装置，向目标无人机发射捕捉网，实现对无人机的捕捉，具备成本低，安全性好的优势，且对捕获的无人机损害小。其缺点在于对操作人员要求较高，实践中的成功率不高。另一类是通过人工驯养的鹰，隼等大型猛禽直接捕获无人机，但训练难度大，周期长，且动物极易被螺旋桨击中，造成严重受伤甚至死亡。

4、激光摧毁

激光摧毁主要使用高能激光束对目标无人机进行快速高效的精确打击，具备射程远，能量高，威力大，一旦瞄准目标可实现瞬间击伤或者击毁。但使用激光的缺点在于造价昂贵，受天气和环境影响较大，对目标的及时精准定位和瞄准存在一定困难，对地面存在误伤的风险，一般仅在国家党政军核心保卫区域、重大安保活动、能源重点保护区域使用此种方法，实现对重要可疑无人机实施紧急反制与打击。

三、未来无人机侦测反制技术发展方向

（一）多种无人机侦测反制技术融合发展

当前民用占比最大的无人机侦测反制系统及设备，采用无线电频谱探测为主要侦测手段，无线电干扰为主要反制手段。同时，为进一步提升无人机探测精度、反制效果，正逐步向多种侦测、反制技术融合方向发展，如无线电频谱侦测加光电识别跟踪，具备成本低、可视画面等特点被广泛应用。无线电干扰加诱捕或控制链路破解，具备干扰飞行和导航能力，又具备诱捕能力，可根据无人机反制任务需求进行灵活处置。

（二）城市级网格化无人机侦测反制系统

在城市重点区域部署多个无线电侦测节点，相邻节点可组网形成感知网格，构建城市级大面积覆盖的低空感知网，利用TDOA时间差进行定位。通过无线电感知设备网格化部署，可直接成为城市低空空域管理的新型基础设施。在城市低空航线和重点防范区域，可实现大范围7*24小时，全天候无人机信号侦测预警管理，利用TDOA算法对目标无人机的精准定位，实现对无人机的侦测识别和远距预警，持续跟踪锁定，根据指令启动配套反制设备进行无人机反制。

（三）无人机空管系统与无人机侦测反制系统融合

为保障城市低空每天几百上千架的无人机飞行安全，避免空中撞击风险，美国联邦航空局(FAA)和美国航空航天局(NASA)合作开发了无人机交通管理系统(UTM)，我国深圳、海南也正在开展无人驾驶航空器空管信息服务系统(Unmanned Traffic Management Information Service System，UTMISS)试点。但目前无人机侦测反制系统，基本是单机运行，成为信息孤岛，无法甄别正常通航无人机与入侵“黑飞”无人机，无人机空管系统与无人机侦测反制系统对接融合将成为必然。

结论：综上所述，为了有效解决无人机技术和产业发展出现的安全问题，无人机侦测反制技术的发展应用是非常有必要的，积极推进无人机侦测反制技术与AI智能技术、大数据技术的融合，大力发展网格化、智能化，实战化的无人机侦测反制技术，实现对违法、违规闯入禁飞区的可以航空器的实时监测、预警、反制，防止重大恶性事故的发生，才能更好的保障政治核心区、机场、军事禁区、监所、油库等要地的空域安全。
参考文献：

[1]张卓,孙宝芬. 无人机侦测反制技术研究应用与思考[J]. 中国新通信,2021,23(03):85-86.

[2]国光明,杨健,欧海英. 无人机侦测反制技术与装备发展研究[J]. 武汉公安干部学院学报,2020,34(04):21-24.