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    机场反无人机设备技术有什么不同之处?

    2019-07-06 14:27:51

    随着民用无人机产业的发展,无人机“黑飞”现象严重,给民航运输安全和社会秩序带来了极为严峻的挑战。为了保障民航旅客的生命财产安全和民航正常运行,促进无人机产业健康有序发展,民航局正在积极建立健全法规体系,下发了一系列文件指导相关部门开展防范无人机工作。同时,民航局开始积极鼓励各机场利用现代科技手段,进一步提升机场净空保护工作效能。但由于无人机探测与反制技术种类繁多、性能各异、用途单一、成本高低悬殊,机场管理部门很难选择更为有效的技术设备来防范无人机对机场净空的干扰。当前,机场反无人机技术已经成为全球热点,下面将从机场防范目的、目标、技术、保障手段等方面展开描述。

    一、无人机“黑飞”的类别

    清楚认识机场防什么类型的无人机,是机场装备和使用反无人机技术前提。无人机“黑飞”的性质分为恶意、侥幸和无意。恶意“黑飞”即采用无人机针对机场目标进行恐怖袭击;侥幸“黑飞”即明知此地为禁飞区,但是抱有不易被发现的侥幸心态飞行;无意“黑飞”即由于缺少法律和安全意识,在不了解禁飞区限制的情况下的飞行。

    二、军用、警用和民用反制技术的差别

    不同的无人机反制应用主体分别侧重不同的黑飞活动。无人机反制技术的应用主体分为军用、警用和民用,不同的应用主体的目的、目标和手段是不同的。

    军用反无人机主要面向军事战争和对重点军事地区防卫,面对所有类型的黑飞目标,侧重于恶意攻击,重点针对攻击性较强的大型军用无人机。由于军用任务重要,不容半点失误,要求设备防御率应接近100%,并且要要对无人机精准打击,防御目标主要是具备军事攻击能力的大型无人机。探测手段多以雷达光电为主,帮助精准打击,打击手段也是多元的,可忽略价格的因素。

    警用反无人机主要针对监狱、场馆、重要活动现场等重点区域,面对所有类型的“黑飞”目标。基于我国的空域管理体系,对空中目标的处置主体是空军,所以对于大型无人机目标、恶意攻击等行为,需要军警联合处置,同时基于城市特定环境,因此警用反制目标主要针对轻小型无人机。此外,由于多数警用防范任务非常态化布防,任务环境也复杂多变,结合技术发展和价格因素,要求具备防御率应接近90%,技术手段应该是多元的,不应产生次生灾害。

    民用反无人机以机场为例,民用机场防范无人机任务分为日常防范和重大运输任务保障期间防范:日常防范应当重点关注侥幸和无意“黑飞”,使用主体为机。恢卮笕挝癖U掀诩浞婪队Φ敝氐愎刈⑺?小昂诜伞崩嘈,使用主体为机场、公安等部门,需要建立军警民联合防范机制,可以参考警用技术。

    此文仅分析机场的日常防范。由于民用机场具备一次雷达管制设备,可侦测大型无人机,此外塔台和航班机组人员也可以通过肉眼识别大型无人机,因此大型无人机可不作为民用机场日常防范的目标。2017年民航局无人机与客机碰撞试验,验证了微小型无人机对航班碰撞的影响和可承受范围,加上成本、技术等因素,微小型无人机也可不作为机场日常防范的目标。因此机场日常防范无人机的类型主要是轻小型无人机,设备防御率应接近80%。

    跟军用和警用比,机场使用相关设备要求全天候开机,对设备的可靠性要求更高。另外,现阶段机场不可能派专人专职维护和使用设备,因此反制设备要考虑智能化、信息化和融合化,要能与现有机场设备、空管设备和信息系统融合。

    表1 不同主体对无人机防范技术考虑

    应用主体

    防御率

    主要目标

    重点考虑

    军用

    100%

    大型无人机

    有效性

    警用

    ≥90%

    轻小型无人机

    便携性、有效性

    民用(机。?/span>

    ≥80%

    轻小型无人机

    有效性、安全性

    三、机场应当装备何种设备?

    无人机防范技术主要分为探测和反制两个环节。

    主流的无人机探测技术主要包括雷达探测、光电探测、无线电探测手段。具体的技术细节这里不赘述,只是对探测技术的优缺点进行分析,见表2.

    表2 无人机探测技术分析

    探测方式

    探测范围(针对大疆精灵4尺寸)

    优点

    缺点

    雷达探测

    1-6km

    实现主动探测,能够有效探测各类无人机,包括静默飞行无人机。多目标探测能力,探测定位和定高精度较高,环境适应性强。

    无法区分合作和非合作目标。对安装场地有要求,需要考虑电磁环境影响。雷达发射无线电信号,需要评估电磁环境

    光电探测

    ≤3km

    不发射无线电信号,可视化探测,目标分辨能力强,探测精度高。作为目标识别和违规目标取证的手段。

    视场。?远?阉髂芰Σ。大于3公里,成本较高。

    无线电侦测

    ≤5km

    不发射无线电信号。探测响应快,能够识别白目标。

    体积。?贾梅奖。能够识别目标无线电特征引导反制设备实施干扰。部分技术可探测飞手位置。

    暂无全频段侦测手段, 定位精度差,只能探测已知机型,漏检率较高

    无人机反制技术指通过阻止、摧毁无人机或干扰、控制无人机通信、控制链路或导航系统,将侵入无人机拦截、摧毁的系统,反制方式包括无线电阻断、无线电控制、武器(包括火炮、激光、微波打击)摧毁、网捕或鸟捕等方法。具体从技术细节见表3.

    表3 不同反制技术的特点

    反制方式

    技术原理

    优点

    缺点

    无线电干扰阻断类

    应用较为广泛的是目标无人机发射定向的大功率干扰射频,切断无人机与遥控器之间的通讯,从而迫使无人机自行降落或者返航。

    技术成熟、系统操作简单、成本较低,且部分系统便于携带。

    需要分析无人机的频段。无人机收到干扰后可能会悬停,不能马上解除隐患。部分频段使用的无人机,由于与航空频段重合,不能直接使用。对程序飞行的无人机无法反制。

    直接摧毁类

    主要包括反无人机导弹技术、激光武器技术、微波武器技术、格斗型无人机技术和常规火力毁伤技术等,运用这些技术的反无人机武器装备组成地面-空中火力打击网,依据侦察情报系统提供的情报信息,采取适当措施,采取合理的战术战法,对无人机实时实施火力摧毁。

    反应时间短、照射速度快、命中精度高。辐射强度高,摧毁威力大。无污染,不易受电子干扰。目前该类系统受所使用的打击手段限制,一般侧重应用于军事领域。

    成本高,容易带来次生灾害,使用门槛较高。

    控制、诱骗类

    助阻截无人机使用的传输代码或发射虚假导航信号,进而控制或诱骗无人机,引导其返航或降落。

    成本较低,次生灾害较少。可实现对静默飞行无人机目标的诱骗。

    容易对其他航空器误干扰。

    综合分析以上技术种类,针对机场净空保护区的大范围需求,单套设备的能力很难满足,单一技术很难满足机场日常防范需求,要综合考虑采用如下技术手段:

    探测覆盖范围广的综合技术。应涵盖大部分机场净空保护区。

    可靠性高、设备技术成熟的技术,能有效保证365天连续运行。

    系统化、多样化技术。目前,单一的技术无法满足机场需求,多种手段满足探测需求,机场应构建含探测、指挥、通信和处置的一体化无人机防控系统。例如将GIS(地理信息系统)融入系统,实现对任务的可视化操作。

    智能化技术。系统需要智能化设计,实现设备的无人值守同时减少人员数量。

    安全性技术。要全面考虑机场电磁保护区和设备保护需求,确保机场运行安全,避免次生灾害。

    无人机探测和反制功能应采取分步操作。考虑到无人机探测是由机场工作人员日常操作,反制设备的开机使用应审慎,具备严格的管理流程。

    综合使用联网管控+反制技术,同时开展对无人机合作/非合作目标的管控,才能实现效果最优化。

    四、技术标准制定情况

    近年来,无人机防范设备需求旺盛,不少企业开始从事相关技术研究,这些企业基本可以分为三类:一是从事传统军用雷达、光电探测设备研究的企业,这类企业借助军民融合战略,迅速将技术转型升级,满足了部分反制需求;二是传统做无线电技术的企业,通过对技术升级,实现对无人机的无线电侦听和干扰压制;三是新型创业公司,这类企业大多采购雷达、光电、无线电侦测技术部件完成总装,针对用户需求定制系统化平台。

    无人机反制设备生产企基本为非民航企业,对民航运行规则、机场设备标准、机场防范需求不理解,容易对无人机防范技术的需求混淆。因此,制定一部针对机场防范无人机技术的标准迫在眉睫。

    目前,中国民航管理干部学院牵头开展了《民用机场轻小型无人驾驶航空器监测及反制系统通用技术要求》标准研究,正在征求意见。该标准重点针对机场无人机防范设备的有效性、安全性、可靠性、智能性、可部署性等问题进行了研究规范。在研究过程中,基本对行业内现存的无人机技术和设备完成摸排,对部分典型设备在部分机场率先开展了试验。该标准将填补国内外空白,为民航局进一步管理机场无人机防范提供参考依据,为民用机场选择无人机反制设备提供技术标准依据,为企业了解机场反制需求和技术要求提供平台。

    五、相关管理和立法情况

    目前,国家空管委、民航局、公安部、无线电委员会等管理机构正在加强制定相关管理规范。

    空管委下发的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例(征求意见稿)》强调“军队、武警部队、公安机关和国家安全机关可以配备和依法使用无人机反制设备。无线电技术性阻断反制设备的使用,需经无线电管理机构批准。”但是该条例正在征求意见并为正式下发。

    民航局正在研究相关政策,公安局、空管局先后下发了相关文件。民航局5月发布的《关于促进民用无人驾驶航空发展的指导意见(征求意见稿)》也将无人机反制技术列为关键技术。

    公安部近期也下发了数个管理规定和促进办法,明确了发展需求。

    国家无委也制定了相关管理办法的讨论稿,内部征求意见。



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