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无人机反制枪

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    无人机的监测与反制

    2019-05-06 17:00:57

    各国对无人机的监控主要的手段分为两种方式:行政监管、技术防范。

    日本为了加强无人机管理,自12月10日起实施了新的《航空法》,规定人口集中的地区一律禁止飞无人机,防止无人机引发事故或被用于犯罪,违者将处以50万日元的罚款;英国对无人机使用也作出规定,航空法第166条第三款规定,小型无人机操作员必须保持时时刻刻能看见无人机,对无人机能够完全掌控,在飞行时应与其它飞行器、人群、车辆以及建筑保持一定的距离,以免发生碰撞事故。

    从技术角度来说。目前,国外无人机反制技术大致有信号干扰、雷达探测、激光炮击落、综合型技术等几大类。

    (1)信号干扰:无人机工作时需要知道自己的精确位置,但无人机自身无法获得足够精确坐标数据,因此,无人机上通过安装GPS信号接收机,采用GPS卫星导航系统与惯性导航系统相结合的方式进行飞行控制。信号干扰技术是通过影响无人机的GPS信号接收机,使其只能依靠基于陀螺仪的惯性导航系统,而无法获得足够精确的自身坐标数据。美国DroneDefender电波枪打击技术美国俄亥俄州非盈利开发机构“巴特尔”(Batfeoe)最近推出了一种DroneDefender反无人机设备。DroneDefender外形酷似步枪,设备前端上部安装了一根白色的杆状天线。这种设备采用非破坏性技术,是首款能移动、精准、快速阻止可疑无人机靠近的专用设备。用户只需将其指向空中的无人机,扣下扳机,就可以将目标“击落”。该设备只对实时遥控型无人机或依靠GPS导航的无人机有效(如常见的四轴飞行器和六轴飞行器),打击范围约400米;欧洲空客集团反无人机系统,空中客车防务及航天公司研发了一种反无人机系统,采用干扰技术对目标信号的频率进行干扰,而不会影响到周围其他频率的信号。该系统可远距离侦察在争议地区飞行的非法无人机并实施打击,同时又能尽可能地减少对其他物体的影响。该系统具备信号分析技术和干扰功能,并配有雷达、红外相机和定向仪,可以侦察到5至10公里范围内的无人机,还可对无人机的威胁性做出判断。基于庞大的信息库信息,该系统还可以对无人机的信号进行分析,一旦发现问题,系统就会通过干扰台切断无人机与其操作人员之间的联系,然后定向仪会追踪到无人机操作人员的具体位置,便于实施抓捕行动。该系统已经在公司进行了多次测试,同时还向德国和法国客户进行过展示。

    (2)雷达探测:瑞典“长颈鹿”雷达系统,据美国H JS Jane’s国防、安全情报网站2015年9月1 6日报道,瑞典萨博公司在苏格兰的西弗瑞格(WestFreuqh)靶场演示验证了其“长颈鹿”捷变多波束(AMB)雷达系统对低空、低速小型目标的探测能力。此次试验名为“布里斯托1 5”,显示了该雷达对低空、低速小型目标强大的探测能力(ELSS),该雷达在执行全部空中监视任务的同时,能够执行反无人飞机系统(UAS)作战任务。在“布里斯托15”试验中,雷达散射截面精确到0.001平方米,增强了对低空、低速小型目标的探测能力,可自动识别低空、低速小型目标并对其进行跟踪,业余爱好者操作低速、小型四轴无人飞机系统。“长颈鹿”捷变多波束雷达系统属于地面和海洋的二维或三维G/H波段被动电子扫描阵列雷达家族系列,可在提供海岸监视能力的同时,对固定翼飞机、直升机、地面目标、干扰机和弹道目标进行分类与跟踪;意大利“猎鹰盾”系统2015年9月15日,在英国伦敦举办的英国军警装备展DSEI上,意大利芬梅卡尼卡集团SeIex ES公司展示了其研发的“猎鹰盾”无人机系统。该系统能够定位、辨识和控制对公共安全或是私人构成威胁的远程微型或者小型无人机,即所谓的“流氓无人机”。该公司称,这种设备的市场价值可能达数亿英镑;“猎鹰盾”系统利用摄像机、雷达和先进的电子设备监控无人机接收和传输的信号,从而对其进行追踪并确定其类型。一旦锁定目标, “猎鹰盾”就会利用其专有技术控制无人机,甚至将其坠毁。与其他企业利用电子战击毁无人机的系统相比,“猎鹰盾”优势在于,在精准击落“流氓”无人机的同时,可以有效避免对周边建筑物等环境造成伤害。此外,发送无线电信号控制无人机时,还不会妨碍紧急救援服务甚至移动通讯等其他重要信号的传输;墨西哥JAMMER公司防卫系统墨西哥JAMMER公司开发了Tamce Bloqueador Direccional Anti-Drone防卫系统,用于家庭防空。系统的干扰功率为20瓦,可压制几百毫瓦的无人机。启动开关后,干扰器可以干扰2.4G和5.8G信号,这对于大部分消费级无人机来说,遥控信号和图传信号都会丢失,丢失了信号后无人机只能返航或者原地降落;美国Drone Shield公司监测系统美国无人机探测系统制造商Drone Shield研发出了利用雷达或麦克风来监测无人机的技术。它内置了Raspberry Pi、信号处理器、麦克风、分析软件、无人机声音特性的数据库,通过监听周围环境的声音,通过声音对比确定是否有无人机。当有无人机在附近时,通过邮件或者短信发出警报。从原理上来看,预警技术并不难,因此监控的准确性和低误报率就非常关键,在这方面,Drone Shield拥有自己的专利技术。据悉,美国当局已经利用这种系统来为监狱、体育赛事和政府大楼提供安保。

    (3)综合型技术:英国反无人机防御系统AUDS,2015年10月,英国广播公司、美国国土安全新闻网、俄罗斯卫星网等网站分别对英国完全集成的“反无人机防御系统(AUDS)”进行报道。该系统俗称电磁干扰射线枪,由英国的三家防务技术公司(Blighter Surveillance Systems,Chess Dynamics和Enterprise Control Systems公司)联合研发,可以探测、跟踪并摧毁小型和大型无人机。该系统可以全天24小时开机,全自动运行。首先使用雷达和光学仪器(即雷达探测系统)搜索无人机,当雷达或光学系统探测到目标后,动态定位和视频追踪系统进行跟踪,随后定向射频干扰系统开始工作,发射定向的大功率干扰射频,干扰无人机自控系统,切断无人机与后方控制中心之间的数据联接或无线电通讯,致使无人机无法自主飞行,导致坠毁、迫降或者返航。AUDS系统的售价约为100万美元,可以安装在车载平台上,部署到军事前线、偏远边境或城市地区执行反无人机任务。该系统由三个子系统和一套总控设备组成。三个子系统分别是雷达探测系统、动态定位和视频追踪系统、定向射频干扰装置。雷达探测系统由Blighter公司研制,据称可探测反射面积0.01平方米大小的目标,最远探测距离可达8公里,并通过选配不同的天线来实现俯仰角度和水平旋转角度的变化;动态定位和视频追踪系统由CHESS dynamic公司开发,由一个可以旋转的机械平台加上高分辨的摄像机和热成像相机组成,以实现视频追踪,可以选装光学干扰装置发出高密度光束;定向射频干扰装置由Enterprise Control Systems公司研发,它使用高增益四频段天线来对准目标发出电波,可以使在C2频道下工作的无线遥控装置失灵,无法接收到指令的无人机只能盘旋不动,直到电力耗尽坠毁。报道称,该系统于2015年5月首次公开亮相,并在欧洲(如英国、法国)和北美(如美国)野外与城市等不同地形环境中进行了测试;泰利斯公司组合装备泰利斯公司正在推出一种由雷达、声像探测器、定向仪、射频和视频定位器和激光扫描装置组成的组合设备。对非法无人机的压制任务由动能杀伤武器(高炮或者狙击步枪)完成,也可以通过激光干扰、选择性干扰、GPS电子欺骗、电磁脉冲来完成,还可以用另外一架装备干扰设备的无人机进行拦截。泰利斯公司已经针对4旋翼无人机和其他小型无人机进行过反无人机的技术试验。

    (4)其他技术:无线电控制采用接收器追踪并确定无人机,使用足够强大的电子信号照射无人机,夺取其无线电控制权。操作过程中,一旦无人机不能接收信号,就会坠毁,通过借助阻截无人机使用的传输代码,进而控制无人机,令其返航。美国联邦航空管理局(FAA) 与信息技术公司CACI推出了SkyTracker系统,该系统可在敏感地带如机场周围构建电子边界线。CACI表示,该系统可利用无人机无线电线路来识别和定位在禁飞或受保护空域内飞行的无人机,还可定位无人机的操纵人员。CACI网站提到:“CACI系统可精确定位黑飞无人机,并可将同一空域内其它无人机与此区别出来。”CACI称,SkyTracker还可有效地阻止指定无人机;微波干扰,微波武器又叫射频武器,这种武器可利用高能量的电磁波辐射去攻击和毁伤目标。与激光武器相比,微波武器作用距离远,受气候影响。?鹆?刂品奖。军事专家们预测,随着新技术、新材料的不断发展,微波武器将会发挥越来越多的作用。俄罗斯联合仪表制造集团已制成超高频率微波炮,可用于帮助地对空导弹“山毛榉”攻击无人机及高精度武器电子设备。微波炮射程超过10公里,将其安装在特殊平台上可实现360度全方位防御。该款武器除了可搭配“山毛榉”地对空导弹用于防空外,还可检测俄军电子系统抗微波辐射能力;声波干扰,声波干扰技术就是利用声波使陀螺仪发生共振,输出错误信息,从而导致无人机坠落。研究人员发现,如果声音足够强(例如达到140分贝),声波可以击落40米外的无人机。韩国2015年8月公开了一种利用声波干扰陀螺仪击落无人机的技术。研究人员给无人机接上非常小的商用扬声器,扬声器距离陀螺仪4英寸(约10厘米)左右,然后通过笔记本电脑无线控制扬声器发声。当发出与陀螺仪匹配的噪声时,一架本来正常飞行的无人机会忽然从空中坠落。当然,在真实的攻击场景中是不可能把扬声器接到无人机上的,这种方法还不是真正有效的反无人机措施。目前存在的难点在于瞄准和跟踪,未来可能与跟踪雷达配合使用。
        随着经济的飞速发展,无人机已经进入到了生活的各个方面。所以如何保障无人机安全有效的运行,以及与现有航空飞行器的和谐共存,成为了现实生活中一个相对急切的需求。而这势必催生出一个庞大的无人机监管市。?饪榱煊蛐枰?懈?蟾?嗟耐度,确保在无人机产业发展背景下,机场等重要区域的拥有无人机监测预警以及反制能力,更好的解决在无人机普及应用大背景下的安全监管问题。



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