項目背景

2018年2月7日，中部戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合河北警方共同處置了一起無人機違法飛行對軍、民航造成巨大損失的事件，北京某航空有限公司工作人員，操縱油電混合動力無人機在河北省唐山市古冶區(qū)范各莊上空約1000米高度，對礦區(qū)進行航空測繪。幾名工作人員不但都不具備操縱無人機資質(zhì)，更嚴重的是沒有申請空域。無人機起飛不久，中部戰(zhàn)區(qū)及戰(zhàn)區(qū)空軍有關(guān)部門迅速通過技術(shù)手段掌握了所在空域的異常情況。據(jù)介紹，當天因此先后有多架民航航班被迫修改航線，導(dǎo)致航班延誤，造成了巨大經(jīng)濟損失。

中部戰(zhàn)區(qū)政治工作部保衛(wèi)局干事劉軍表示：近幾年，低空飛行的航空器種類日益繁多，除了無人機，一些簡易航空器，比如動力傘、熱氣球等，自主導(dǎo)航和通信能力都很弱，容易出現(xiàn)偏離預(yù)定航線和空域的情況，一旦進入重要目標上空，很有可能危及目標安全，甚至造成嚴重影響。

安防企業(yè)對于無人機反制的研究，從2016年起便進入技術(shù)發(fā)展階段，直至2018年進入爆發(fā)年，經(jīng)歷多年的技術(shù)研究與改進，安防人對無人機反制的研究從未停止。本文主要對現(xiàn)有主要反無人機系統(tǒng)的原理和特點進行闡述與分析，并結(jié)合針對“低、慢、小”目標的探測與防護技術(shù)的最新進展，對低空反無人機系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢進行分析。

（無人機入侵案例激增）

目前，無人機管控形勢嚴峻，“必須加強無人機管理?！敝胁繎?zhàn)區(qū)副司令員兼中部戰(zhàn)區(qū)空軍司令員莊可柱代表說，當前，無人機應(yīng)用逐漸普及，在巡查交通、測繪地形、噴灑農(nóng)藥等領(lǐng)域，給人們帶來諸多便利。但與此同時，沒有飛行計劃的“黑飛”現(xiàn)象所引發(fā)的安全隱患，在全國各地頻頻出現(xiàn)。據(jù)中國民航報道，無人機擾航事件從2015年4起，2016年23起到2017年上半年40余起，呈現(xiàn)逐年上升趨勢。

無人機反制技術(shù)現(xiàn)狀

目前，主流反無人機技術(shù)體系主要由探測跟蹤和預(yù)警技術(shù)、毀傷技術(shù)、干擾技術(shù)、偽裝欺騙技術(shù)等部分組成。通常，現(xiàn)有反無人機系統(tǒng)各部分的具體技術(shù)組成如下。

1.探測跟蹤和預(yù)警技術(shù)。

雖然能夠在對無人機目標進行檢測、識別、跟蹤的基礎(chǔ)上，利用技術(shù)手段實現(xiàn)對無人機的反制與防護，但該類系統(tǒng)的局限性也較大，對不依靠外部通訊進行飛行控制的無人機，壓制效果較差，無法進行有效的壓制。

2.毀傷技術(shù)。

目前，普遍采用基于激光武器的反無人機系統(tǒng)，首先其反應(yīng)時間短、照射速度快、命中精度高。其次輻射強度高，摧毀威力大。再者，無污染，不易受電子干擾，屬于比較干凈的新殺傷機理武器。目前該類系統(tǒng)受所使用的打擊手段限制，一般側(cè)重應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，并有希望成為未來無人戰(zhàn)場環(huán)境中的重要角色。

3.干擾技術(shù)。

干擾阻斷類反無人機系統(tǒng)雖然操作簡單、成本較低，且部分系統(tǒng)便于攜帶，但其主要采用電磁干擾手段，對環(huán)境要求相對較高，在城市或居民密集區(qū)域使用容易對無線電信號的正常使用環(huán)境造成不良影響。

4.偽裝欺騙技術(shù)。

當所要保護的目標區(qū)域的地理坐標為已知時非合作無人機可以采用屏蔽外部遙控和圖傳信號的方式，只憑借導(dǎo)航信號來實現(xiàn)對目標區(qū)域的入侵。該類系統(tǒng)主要是通過發(fā)射欺騙導(dǎo)航信號，實現(xiàn)對非合作無人機導(dǎo)航部件的誘騙阻斷，同時還可以將該技術(shù)與區(qū)域電磁環(huán)境管控系統(tǒng)相結(jié)合，通過在發(fā)射區(qū)域增強導(dǎo)航信號保障授權(quán)無人機正常飛行的同時，實現(xiàn)對非合作無人機的驅(qū)離與迫降。

綜上所述，現(xiàn)有國內(nèi)外市場上的主流反無人機系統(tǒng)均只能在單一或某些特定環(huán)境下具備低空反無人機任務(wù)所需要的功能，因此具有不同程度的局限性。

一、系統(tǒng)架構(gòu)

北京和普威視科技股份有限公司經(jīng)過探索和研究，自主研發(fā)生產(chǎn)了低空預(yù)警跟蹤光電系統(tǒng)和激光識別反無人機系統(tǒng)。專為城市低空危險飛行器預(yù)警防預(yù)設(shè)計，特別是目前應(yīng)用越來越廣泛，存在潛在危險的低成本微型無人機監(jiān)控預(yù)警所開發(fā)的專用安防產(chǎn)品。

（和普無人機反制流程）

（跟蹤效果圖）

固定式無人機攔截系統(tǒng)

一、產(chǎn)品簡介

固定式無人機攔截系統(tǒng)是一套遠距離無人機攔截設(shè)備，本系統(tǒng)可切斷無人機的GPS/北斗定位信號和控制及圖傳信號，使無人機自動降落或強制返航，具有遠距離攔截、操作簡便、攜帶方便等特點，有效地解決了目前無人機“黑飛”現(xiàn)象的難題。全新的“無死角方案”工作模式、穩(wěn)定的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計，為無人機反制工作提供了一套穩(wěn)定可靠、節(jié)能環(huán)保、管控方便的無人機干擾解決方案。

工作原理

多旋翼無人機的遙控操作和拍攝數(shù)據(jù)實時回傳都需要通過電磁波進行，只要對特定頻段進行干擾，切斷其上下行數(shù)據(jù)鏈路的連接，利用大功率定向電子干擾設(shè)備向無人機發(fā)射多頻段強干擾電磁波，干擾阻塞其上下行信號傳輸，使其遙控失靈，拍攝的圖象視頻信號也無法傳回，徹底切斷無人機與遙控器或地面站的聯(lián)系。無人機攔截系統(tǒng)內(nèi)置GPS、北斗、2.4G、5.8G頻段攔截模塊，可覆蓋幾乎所有型號無人機。所有進入本機型覆蓋范圍內(nèi)的無人機均無法獲取衛(wèi)星定位信息，同時無人機與地面控制器之間的控制信號和圖像傳輸信號均被切斷，根據(jù)無人機的設(shè)計不同迫使無人機降落、墜落或者迫使其返航達到低控安防管制的效果。

前端設(shè)備

（和普新一代光電跟蹤反制系統(tǒng)）

適用于對抗無人機的光電跟蹤反制系統(tǒng)集百萬長焦高清攝像機、大面陣非制冷紅外熱成像儀、精密伺服轉(zhuǎn)臺、高精度跟蹤模塊、多頻譜干擾機等于一體，用于全方位全天候發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識別、反制空中無人機目標。采用軍工品質(zhì)的U型轉(zhuǎn)臺設(shè)計，具有速度快、精度高、跟蹤穩(wěn)定等特點。晝間采用長焦距連續(xù)變焦鏡頭配合200萬可見光高清彩轉(zhuǎn)黑攝像機，夜間采用640×512高靈敏度大口徑連續(xù)變焦非制冷熱成像攝像機，可實現(xiàn)晝夜全天時遠距離視頻監(jiān)控。同時具備光學(xué)、電子雙重透霧功能，可有效提升霧、霾等低能見度天氣下的探測性能。無人機干擾機內(nèi)置GPS、北斗、2.4G、5.8G頻段攔截模塊，可覆蓋幾乎所有型號無人機，有效迫使無人機降落、懸?；蚍岛?。系統(tǒng)既可作為獨立的光電探測設(shè)備使用，實施手動搜索、手動或自動跟蹤無人機目標，也可與雷達聯(lián)動，根據(jù)雷達發(fā)送的目標引導(dǎo)信息，實現(xiàn)對目標的快速發(fā)現(xiàn)和識別功能。

1.抗惡劣壞鏡：高強度鋁合金，噴涂三防漆，抗海水腐蝕，多維自由曲面外形，風(fēng)阻小，可抗33m/s強風(fēng)

2.高精度定位：每秒5萬次微調(diào)脈沖精密電機驅(qū)動，20位數(shù)碼測角傳感器伺服，定位精度達±0.05度

3.采用大力矩稀土永磁同步電機，高速啟停，與雷達聯(lián)動跟蹤平滑流暢。

4.數(shù)據(jù)反饋：實時反饋方位、俯仰角度，焦距，聚焦數(shù)值，可對目標精度定位與跟蹤（配合應(yīng)用軟件）

5.負載能力高：可同時承載60倍可見光攝像機，大口徑熱像儀，高功率激光照明器，實現(xiàn)15km以上超遠距離監(jiān)控

6.最大方位回轉(zhuǎn)速度45°/s（高速版可選200°/s），最小速度0.1°/s

7.方位回轉(zhuǎn)范圍0-360°，俯仰回轉(zhuǎn)范圍±45°（對空可選+90°）

8.多重冗余設(shè)計：雙電源冗余保護，內(nèi)部溫度監(jiān)控，定向工業(yè)除霜器，高可靠性。

9.多波段成像，集成長波紅外熱像、近紅外激光、可見光成像、云臺護罩、解碼器于一體。適合全天候環(huán)境下的觀察。

10.整機采用超強鋁合金外殼，IP66防護，防淋雨、防灰塵，可適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。

（和普無人機反制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場）

二、系統(tǒng)功能

光電跟蹤反制系統(tǒng)采用可見光和熱成像雙頻段探測，多波段干擾機進行反制，具有全方位全天候發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識別和監(jiān)視空中無人機目標的能力，同時嵌入智能管理和智能分析模塊，具備自動扇掃巡檢與移動偵測報警功能。系統(tǒng)既可作為獨立的光電探測設(shè)備使用，實施手動搜索、手動或自動跟蹤空中目標和地面目標，也可與雷達聯(lián)動，根據(jù)雷達發(fā)送的目標引導(dǎo)信息，實現(xiàn)對目標的快速發(fā)現(xiàn)和識別功能。系統(tǒng)的功能拓撲圖及跟蹤效果如下。

（功能拓撲圖）

（2018國際鐵人三項賽現(xiàn)場和普設(shè)備保駕護航）

三、系統(tǒng)特點

①攔截機型全面。

無人機攔截系統(tǒng)內(nèi)置GPS、北斗、2.4G、5.8G頻段攔截模塊，可覆蓋幾乎所有型號無人機。所有進入本機型覆蓋范圍內(nèi)的無人機均無法獲取衛(wèi)星定位信息，同時無人機與地面控制器之間的控制信號和圖像傳輸信號均被切斷，迫使無人機降落。

②超遠距離攔截。

無人機攔截系統(tǒng)使用高功率LDMOS器件，配合頻率校正、快速掃頻技術(shù)，極大的提供了設(shè)備攔截效果，實測攔截距離可達到1km以上，攔截效果行業(yè)領(lǐng)先。

四、系統(tǒng)優(yōu)勢

本系統(tǒng)融合先進的DOE光學(xué)紅外熱像點目標跟蹤探測技術(shù)、高清激光掃描面目標圖像識別算法技術(shù)、萬次微脈沖高精度伺服驅(qū)動光電轉(zhuǎn)臺技術(shù)，可自主掃描探測、雷達聯(lián)合探測、手動掃描探測多種方式，對微型無人機作用距離達到2km，超過英國的反無人飛行器防御系統(tǒng)（AUDS）的1km水平，達到國際先進水平。

隨著國家低空飛行的逐步開放，未來無人機應(yīng)用越來越廣泛，同時來自無人機的不可控制危險和恐怖襲擊的機率大大增加，本系統(tǒng)的成功開發(fā)和推廣，將開拓?zé)o人機的防范安全應(yīng)用新領(lǐng)域。

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