項(xiàng)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(jī)違法飛行對(duì)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(dòng)力無人機(jī)在河北省唐山市古冶區(qū)范各莊上空約1000米高度，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行航空測(cè)繪。幾名工作人員不但都不具備操縱無人機(jī)資質(zhì)，更嚴(yán)重的是沒有申請(qǐng)空域。無人機(jī)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(dāng)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(jì)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(jī)，一些簡(jiǎn)易航空器，比如動(dòng)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(jìn)入重要目標(biāo)上空，很有可能危及目標(biāo)安全，甚至造成嚴(yán)重影響。

安防企業(yè)對(duì)于無人機(jī)反制的研究，從2016年起便進(jìn)入技術(shù)發(fā)展階段，直至2018年進(jìn)入爆發(fā)年，經(jīng)歷多年的技術(shù)研究與改進(jìn)，安防人對(duì)無人機(jī)反制的研究從未停止。本文主要對(duì)現(xiàn)有主要反無人機(jī)系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)進(jìn)行闡述與分析，并結(jié)合針對(duì)“低、慢、小”目標(biāo)的探測(cè)與防護(hù)技術(shù)的最新進(jìn)展，對(duì)低空反無人機(jī)系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

（無人機(jī)入侵案例激增）

目前，無人機(jī)管控形勢(shì)嚴(yán)峻，“必須加強(qiáng)無人機(jī)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(dāng)前，無人機(jī)應(yīng)用逐漸普及，在巡查交通、測(cè)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(shí)，沒有飛行計(jì)劃的“黑飛”現(xiàn)象所引發(fā)的安全隱患，在全國(guó)各地頻頻出現(xiàn)。據(jù)中國(guó)民航報(bào)道，無人機(jī)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(shì)。

無人機(jī)反制技術(shù)現(xiàn)狀

目前，主流反無人機(jī)技術(shù)體系主要由探測(cè)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(jī)系統(tǒng)各部分的具體技術(shù)組成如下。

1.探測(cè)跟蹤和預(yù)警技術(shù)。

雖然能夠在對(duì)無人機(jī)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別、跟蹤的基礎(chǔ)上，利用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的反制與防護(hù)，但該類系統(tǒng)的局限性也較大，對(duì)不依靠外部通訊進(jìn)行飛行控制的無人機(jī)，壓制效果較差，無法進(jìn)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(jī)系統(tǒng)，首先其反應(yīng)時(shí)間短、照射速度快、命中精度高。其次輻射強(qiáng)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(jī)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(chǎng)環(huán)境中的重要角色。

3.干擾技術(shù)。

干擾阻斷類反無人機(jī)系統(tǒng)雖然操作簡(jiǎn)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(duì)環(huán)境要求相對(duì)較高，在城市或居民密集區(qū)域使用容易對(duì)無線電信號(hào)的正常使用環(huán)境造成不良影響。

4.偽裝欺騙技術(shù)。

當(dāng)所要保護(hù)的目標(biāo)區(qū)域的地理坐標(biāo)為已知時(shí)非合作無人機(jī)可以采用屏蔽外部遙控和圖傳信號(hào)的方式，只憑借導(dǎo)航信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)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(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非合作無人機(jī)導(dǎo)航部件的誘騙阻斷，同時(shí)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(qiáng)導(dǎo)航信號(hào)保障授權(quán)無人機(jī)正常飛行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非合作無人機(jī)的驅(qū)離與迫降。

綜上所述，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的主流反無人機(jī)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(jī)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(shí)別反無人機(jī)系統(tǒng)。專為城市低空危險(xiǎn)飛行器預(yù)警防預(yù)設(shè)計(jì)，特別是目前應(yīng)用越來越廣泛，存在潛在危險(xiǎn)的低成本微型無人機(jī)監(jiān)控預(yù)警所開發(fā)的專用安防產(chǎn)品。

（和普無人機(jī)反制流程）

（跟蹤效果圖）

固定式無人機(jī)攔截系統(tǒng)

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

固定式無人機(jī)攔截系統(tǒng)是一套遠(yuǎn)距離無人機(jī)攔截設(shè)備，本系統(tǒng)可切斷無人機(jī)的GPS/北斗定位信號(hào)和控制及圖傳信號(hào)，使無人機(jī)自動(dòng)降落或強(qiáng)制返航，具有遠(yuǎn)距離攔截、操作簡(jiǎn)便、攜帶方便等特點(diǎn)，有效地解決了目前無人機(jī)“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(jì)，為無人機(jī)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(jī)干擾解決方案。

工作原理

多旋翼無人機(jī)的遙控操作和拍攝數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳都需要通過電磁波進(jìn)行，只要對(duì)特定頻段進(jìn)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(jī)發(fā)射多頻段強(qiáng)干擾電磁波，干擾阻塞其上下行信號(hào)傳輸，使其遙控失靈，拍攝的圖象視頻信號(hào)也無法傳回，徹底切斷無人機(jī)與遙控器或地面站的聯(lián)系。無人機(jī)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(hào)無人機(jī)。所有進(jìn)入本機(jī)型覆蓋范圍內(nèi)的無人機(jī)均無法獲取衛(wèi)星定位信息，同時(shí)無人機(jī)與地面控制器之間的控制信號(hào)和圖像傳輸信號(hào)均被切斷，根據(jù)無人機(jī)的設(shè)計(jì)不同迫使無人機(jī)降落、墜落或者迫使其返航達(dá)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(duì)抗無人機(jī)的光電跟蹤反制系統(tǒng)集百萬長(zhǎng)焦高清攝像機(jī)、大面陣非制冷紅外熱成像儀、精密伺服轉(zhuǎn)臺(tái)、高精度跟蹤模塊、多頻譜干擾機(jī)等于一體，用于全方位全天候發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識(shí)別、反制空中無人機(jī)目標(biāo)。采用軍工品質(zhì)的U型轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)，具有速度快、精度高、跟蹤穩(wěn)定等特點(diǎn)。晝間采用長(zhǎng)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(jī)，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(jī)，可實(shí)現(xiàn)晝夜全天時(shí)遠(yuǎn)距離視頻監(jiān)控。同時(shí)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(cè)性能。無人機(jī)干擾機(jī)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(hào)無人機(jī)，有效迫使無人機(jī)降落、懸?；蚍岛健Ｏ到y(tǒng)既可作為獨(dú)立的光電探測(cè)設(shè)備使用，實(shí)施手動(dòng)搜索、手動(dòng)或自動(dòng)跟蹤無人機(jī)目標(biāo)，也可與雷達(dá)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)雷達(dá)發(fā)送的目標(biāo)引導(dǎo)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速發(fā)現(xiàn)和識(shí)別功能。

1.抗惡劣壞鏡：高強(qiáng)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(qiáng)風(fēng)

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

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

4.數(shù)據(jù)反饋：實(shí)時(shí)反饋方位、俯仰角度，焦距，聚焦數(shù)值，可對(duì)目標(biāo)精度定位與跟蹤（配合應(yīng)用軟件）

5.負(fù)載能力高：可同時(shí)承載60倍可見光攝像機(jī)，大口徑熱像儀，高功率激光照明器，實(shí)現(xiàn)15km以上超遠(yuǎn)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(duì)空可選+90°）

8.多重冗余設(shè)計(jì)：雙電源冗余保護(hù)，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(zhǎng)波紅外熱像、近紅外激光、可見光成像、云臺(tái)護(hù)罩、解碼器于一體。適合全天候環(huán)境下的觀察。

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

（和普無人機(jī)反制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)）

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(cè)，多波段干擾機(jī)進(jìn)行反制，具有全方位全天候發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識(shí)別和監(jiān)視空中無人機(jī)目標(biāo)的能力，同時(shí)嵌入智能管理和智能分析模塊，具備自動(dòng)扇掃巡檢與移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警功能。系統(tǒng)既可作為獨(dú)立的光電探測(cè)設(shè)備使用，實(shí)施手動(dòng)搜索、手動(dòng)或自動(dòng)跟蹤空中目標(biāo)和地面目標(biāo)，也可與雷達(dá)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)雷達(dá)發(fā)送的目標(biāo)引導(dǎo)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速發(fā)現(xiàn)和識(shí)別功能。系統(tǒng)的功能拓?fù)鋱D及跟蹤效果如下。

（功能拓?fù)鋱D）

（2018國(guó)際鐵人三項(xiàng)賽現(xiàn)場(chǎng)和普設(shè)備保駕護(hù)航）

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

①攔截機(jī)型全面。

無人機(jī)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(hào)無人機(jī)。所有進(jìn)入本機(jī)型覆蓋范圍內(nèi)的無人機(jī)均無法獲取衛(wèi)星定位信息，同時(shí)無人機(jī)與地面控制器之間的控制信號(hào)和圖像傳輸信號(hào)均被切斷，迫使無人機(jī)降落。

②超遠(yuǎn)距離攔截。

無人機(jī)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(shí)測(cè)攔截距離可達(dá)到1km以上，攔截效果行業(yè)領(lǐng)先。

四、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

本系統(tǒng)融合先進(jìn)的DOE光學(xué)紅外熱像點(diǎn)目標(biāo)跟蹤探測(cè)技術(shù)、高清激光掃描面目標(biāo)圖像識(shí)別算法技術(shù)、萬次微脈沖高精度伺服驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)，可自主掃描探測(cè)、雷達(dá)聯(lián)合探測(cè)、手動(dòng)掃描探測(cè)多種方式，對(duì)微型無人機(jī)作用距離達(dá)到2km，超過英國(guó)的反無人飛行器防御系統(tǒng)（AUDS）的1km水平，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

隨著國(guó)家低空飛行的逐步開放，未來無人機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，同時(shí)來自無人機(jī)的不可控制危險(xiǎn)和恐怖襲擊的機(jī)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(jī)的防范安全應(yīng)用新領(lǐng)域。

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