无人机反制技术论文(如何反制无人机?)
还记得前不久发生的纳卡冲突吗?阿塞拜疆使用了大量的无人机参与作战,使得亚美尼亚防空系统遭到重创。近年来,随着无人机技术的高速发展,无人机的应用也越来越广泛。在军事领域,无人机越来越多的参与到现代战争和地区冲突中。
一辆机动中的亚美尼亚T-72被阿塞拜疆TB-2无人机命中 来源:网络
除此之外,无人机也被广泛运用其它领域,例如航空摄影、搜索营救、交通监管、遥感测绘、边防巡逻等等。不过,无人机在给我们带来便利的同时,也对低空领域的安全构成了威胁,带来了一定的负面影响。
民用无人机具有“低、慢、小”的飞行特点,由于可靠性和稳定性问题、操控员素质层次不齐等原因,无人机容易出现操作失控、误入禁飞区等事故,这就会影响航空安全和公共安全。
如前几年发生的无人机“擅闯白宫”、“飞越巴黎地标建筑”事件。
另外,无人机干扰机场航班的事情也层出不穷。从2014年开始,一共发生数十起无人机与大型客机接近的危险事件,并且发生率逐年攀升。
例如, 2016年5月28日,成都双流机场东跑道航班起降空域因发生无人机阻碍航班正常起降,导致机场东跑道停航关闭1小时20分钟,造成55起航班不能正常起降,大量旅客滞留机场。
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面对无人机,尤其是小型无人机的威胁,无人机反制技术也在快速地进步,无论是在边防、反恐领域,还是在机场、政府机关、重要场馆等地点都起到了重要作用。
那么,怎么反制无人机?
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就是实现对无人机的探测和识别,有雷达探测、无线电信号监测、光电识别跟踪、声音监测等技术。
雷达探测
第10届警博会上亮相的反制无人机雷达装备,看上去像一个“笼屉”,来源:中国军事网
我们都知道雷达探测是雷达系统通过发射电磁波,接收分析反射的雷达波,由此获得目标的位置信息。不过,现在用于无人机反制的雷达并不是传统的雷达,而是专门针对无人机探测的新型雷达,它的体积较小,并且隐蔽性能很好。
无线电信号监测
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无线电信号监测是利用飞控信号和图传信号的频谱特征进行分析,实现对无人机的探测和识别。其中,单站测向技术监测解算出无人机的方位信息,对无人机距离进行粗略估计,多站时差定位技术可以解算出目标的位置信息。
光电识别跟踪
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在白天,可以利用可见光摄像机对目标无人机的视频图像进行检测,从而识别和跟踪。此外,由于一切温度高于绝对零度的物体都在辐射红外线,所以,还可以利用红外摄像机对无人机的红外图像进行检测和识别跟踪。当然,红外识别跟踪可以全天候使用,但是它的设备成本更高。
声音监测
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无人机在飞行时,螺旋桨是会产生噪声的,而且不同的无人机具有不同的声纹特征。声音监测可以对这种噪声进行接收、采集、分析,通过与已有声纹特征数据库里的信息进行智能匹配,实现对无人机的监测和识别。声音监测的优点是具有很好的隐蔽性。
发现了无人机并精确定位以后,就可以采取有效的反制手段了。目前,无人机反制主要采用四种方法,其中,干扰阻断是最主要的手段,通过干扰无人机的通信或者硬件,可以迫使无人机自动返航或自动降落。另外三种方法是诱骗控制、拦截捕获和直接摧毁。
干扰阻断
(1)电磁干扰
电磁干扰可以有效地阻断无人机和控制台站之间的通信,切断无人机的遥控信号以及数传、图传信号,达到对无人机的迫降或者驱离的目的。电磁干扰定向或者全向干扰,有效地处理作用距离内的多架次无人机。
(2)导航信号干扰
无人机一般利用卫星导航定位系统对自身进行定位,通过实施导航信号干扰可以导致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。
(3)声波干扰
这是一种造价昂贵干扰方式。无人机是通过陀螺仪的反馈信息和控制系统来维持自身平衡的。声波干扰可以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。
诱骗控制
(1) 导航信号诱骗
通过发射虚假的导航卫星信号来“欺骗迷惑”无人机,让无人机误认为自己的目标是系统预设的虚假位置。由于无人机接收到的卫星导航信号较微弱,系统只需要很小的发射功率即可实现对无人机的诱骗效果。
(2)无线电信号劫持
这种方式就是先破解无人机信号的通信协议,然后向无人机发送信号更强的控制信号,从而控制无人机。
拦截捕获
从地面或从空中拦截捕获,主要使用发射枪弹射捕捉网,或者采用大型无人机来捕捉小型无人机,此外,还有通过训练老鹰,将无人机抓捕后带到指定区域。
直接摧毁
导弹、激光武器、微波武器等都能对无人机进行攻击。不过,这些方式的各种限制条件较多,还会导致无人机的坠落。因此,直接摧毁的方式适合在郊区和野外环境使用,不合适用在城区环境。
本文参考:
吴浩,徐婧,李刚.无人机探测与反制技术发展现状及建议[J].飞航导弹,2020(09):89-95.
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