劉 卓，龔 科，袁志明

（長沙市公安局科技與信息化支隊(duì)，湖南長沙 410000）

為了更好地對無人機(jī)進(jìn)行監(jiān)管，減少違規(guī)飛行，就必須擁有對無人機(jī)偵測反制能力，只有這樣才能有效加強(qiáng)對無人機(jī)的監(jiān)管。而對無人機(jī)偵測反制技術(shù)與裝備的發(fā)展進(jìn)行研究分析，則能為偵測反制技術(shù)和裝備發(fā)展提供依據(jù)，繼而為加強(qiáng)無人機(jī)監(jiān)管提供便利。

1 無人機(jī)偵測反制技術(shù)

1.1 雷達(dá)探測

雷達(dá)探測設(shè)備在運(yùn)行過程中能夠通過對無人機(jī)的掃描，向無人機(jī)發(fā)射電磁探測波束，當(dāng)電磁探測波在探測到無人機(jī)后，便會向雷達(dá)探測設(shè)備發(fā)送回波信號。雷達(dá)探測設(shè)備在接收到回波信號后，只需要對回波信號當(dāng)中的濾波進(jìn)行檢測，并計算出回波信號在傳輸過程中使用的時間以及雷達(dá)探測設(shè)備所在的位置，便能夠準(zhǔn)確探測出無人機(jī)所在的位置、距離以及速度信息。

1.2 光電探測

光電探測是通過紅外以及可見光成像進(jìn)行探測[1]。這是因?yàn)橹灰矬w高于絕對溫度，那么便會在表面產(chǎn)生紅外輻射，而光電探測技術(shù)便是利用被測目標(biāo)與周圍之間的溫度差以及紅外輻射差開展成像探測，以此來獲取無人機(jī)的位置信息。然后工作人員只需要借助幀差圖像，便可以對探測目標(biāo)進(jìn)行檢測，從而鎖定無人機(jī)所在的位置，并對其進(jìn)行實(shí)時跟蹤。

1.3 無線電探測

無線電探測技術(shù)是通過對區(qū)域內(nèi)的無線電信號進(jìn)行探測、搜索以及截獲，以此來獲取無人機(jī)的無線電信號。然后對截獲的無人機(jī)信號進(jìn)行處理，將處理結(jié)果、輻射位置、技術(shù)參數(shù)以及工作特征等進(jìn)行對比，從而對無人機(jī)進(jìn)行判別，并對其進(jìn)行跟蹤。測向定位精度是進(jìn)行無線電探測的關(guān)鍵，能夠讓無線電探測設(shè)備準(zhǔn)確獲取無人機(jī)所在的位置信息。其中測向定位技術(shù)主要包括單站以及多站到達(dá)時差技術(shù)、到達(dá)角測向技術(shù)等。

1.4 無線電干擾

與其他偵測反制技術(shù)不同，無線電干擾技術(shù)主要用于民用反制當(dāng)中，并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[2]。但需要注意的是，無線電干擾技術(shù)是低空防御系統(tǒng)中必不可少的一部分。通過超高頻掃描技術(shù)能夠形成各種帶寬信號，從而對無人機(jī)導(dǎo)航頻段、控制以及圖傳進(jìn)行控制，讓區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)返航或者迫降。而且無線電干擾技術(shù)擁有定向以及全向的區(qū)別。

1.5 導(dǎo)航誘引

導(dǎo)航誘引技術(shù)是根據(jù)無人機(jī)的GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及符合衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開展三維飛行姿態(tài)，準(zhǔn)確獲取無人機(jī)所在的位置，并進(jìn)行準(zhǔn)確控制。借助高度、方向、位置、速度等特征，以及民用無人機(jī)當(dāng)中的映射關(guān)系，把整個無人機(jī)從GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)引誘到虛擬衛(wèi)星導(dǎo)航當(dāng)中，以此來讓無人機(jī)返航、迫降。

1.6 精準(zhǔn)打擊

精準(zhǔn)打擊技術(shù)基于無人機(jī)協(xié)議破解技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的迫降、返航甚至奪取控制權(quán)[3]。由于無人機(jī)機(jī)體在飛行過程中需要和遙控器一直進(jìn)行位置以及數(shù)據(jù)指令交換，并按照相關(guān)協(xié)議開展。而協(xié)議破解技術(shù)便是對無人機(jī)和遙控器之間的通信內(nèi)容與結(jié)構(gòu)進(jìn)行破解，然后根據(jù)協(xié)議要求重新生成一個新的控制信息，通過這種方式便能夠獲取無人機(jī)的控制權(quán)。而精準(zhǔn)打擊則是破解和協(xié)議層加密之間的對抗，是一種偵測反制的高級階段，是未來偵測反制技術(shù)的發(fā)展方向之一。但目前精準(zhǔn)打擊所能控制的無人機(jī)較少，存在很大的局限性，需要很大的投入，并且當(dāng)無人機(jī)協(xié)議出現(xiàn)變更或者升級時，還有可能發(fā)生控制失效這一情況，因此還需要加大對無人機(jī)協(xié)議破解。

1.7 其他

聲波探測技術(shù)在對無人機(jī)進(jìn)行探測時，主要通過對無人機(jī)電機(jī)以及螺旋槳在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所發(fā)出的聲波信號進(jìn)行收集，并將收集到的聲波信號和音頻庫進(jìn)行對比，以此來對無人機(jī)開展探測工作。而無人機(jī)網(wǎng)捕以及硬毀傷技術(shù)則借助受訓(xùn)的飛禽、捕捉網(wǎng)激光以及導(dǎo)彈損傷區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)。

2 無人機(jī)偵測反制裝備

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，偵測反制技術(shù)正在慢慢融合，并且在研制企業(yè)實(shí)行降本增效的影響下，設(shè)計人員在對偵測反制設(shè)備進(jìn)行設(shè)計時，朝著系統(tǒng)化、集成化以及一體化方向發(fā)展。通過加強(qiáng)設(shè)備之間的集成，從而提高偵測反制裝備的打擊效率與反應(yīng)能力?，F(xiàn)階段，市場當(dāng)中已經(jīng)產(chǎn)生了十頻段干擾設(shè)備，不僅操作簡便，而且整個啟動流程十分簡單。并且為了更加符合實(shí)際情況，偵測反制裝備擁有便攜、車載以及固定等形態(tài)，以此來加強(qiáng)對無人機(jī)的管控。

2.1 無人機(jī)偵測反制指揮車

偵測反制指揮車能夠有效增強(qiáng)公安機(jī)關(guān)的防范能力，提高面對無人機(jī)侵?jǐn)_的水平和能力，減少違規(guī)無人機(jī)的出現(xiàn)。不僅如此，偵測反制指揮車的出現(xiàn)，可以讓公安機(jī)關(guān)對一些重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行自動巡控以及移動反制等情況，確保當(dāng)遇到突發(fā)情況時，可以進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和指揮，讓指揮系統(tǒng)能夠平穩(wěn)、高效以及安全運(yùn)行，加強(qiáng)對無人機(jī)反制。一般情況下，設(shè)計人員都會將全順或者考斯特等車型進(jìn)行改裝，將各種偵測反制技術(shù)應(yīng)用到其中，并在設(shè)計時將智能實(shí)用與科技創(chuàng)新作為整個偵測反制指揮車的設(shè)計理念，再根據(jù)有關(guān)部門在日常工作中的需求，搭配相應(yīng)的功能，確保偵測反制指揮車滿足有關(guān)部門需求，最大程度上發(fā)揮出偵測反制的作用，加強(qiáng)對違規(guī)無人機(jī)的管控。通常偵測反制指揮車主要擁有車載電源系統(tǒng)、警示系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)、偵測反制系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

偵測反制系統(tǒng)主要由導(dǎo)航引誘、光電、無線干擾、雷達(dá)以及無線電探測主持，被廣泛應(yīng)用在各種場景當(dāng)中，并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，加強(qiáng)對區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)反制、有源探測以及被動偵測。與此同時還可以結(jié)合光電跟蹤、雷達(dá)探測以及無線電探測的結(jié)果，獲取無人機(jī)所在的位置信息，然后采取相應(yīng)的措施對無人機(jī)進(jìn)行反制，使無人機(jī)返航或者迫降，最后跟根據(jù)地理信息系統(tǒng)對管控情況進(jìn)行分析。

2.2 無人機(jī)偵測反制固定站

與偵測反制指揮車一樣，偵測反制固定站也是目前常用的一種偵測反制裝備，具有良好的偵測反制效果。主要用于對重點(diǎn)部位以及重點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行自動化以及常態(tài)化防控，避免其受到無人機(jī)的干擾，加強(qiáng)對無人機(jī)的控制，降低違規(guī)無人機(jī)的出現(xiàn)。通過偵測反制固定站，不僅可以有效提高防控效果，還可以對無人機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)打擊，讓區(qū)域內(nèi)的違規(guī)無人機(jī)返航。一般來說，偵測反制固定站主要由通風(fēng)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、偵測反制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)構(gòu)成，并擁有擴(kuò)展性這一特點(diǎn)，能夠最大程度上滿足有關(guān)部門對偵測反制裝備的需要，展現(xiàn)出偵測反制裝備的作用和價值，加強(qiáng)對無人機(jī)的管控，確保其能夠按照相關(guān)要求飛行。

通常情況下偵測反制固定站會將方艙作為承載平臺，然后搭配各種功能設(shè)備，確保其能夠有效對無人機(jī)進(jìn)行偵測反制，加強(qiáng)對無人機(jī)的管控。但需要注意的是，在對方艙進(jìn)行布置時，要將方艙安置在高點(diǎn)位，讓固定部署點(diǎn)位可以全天候?qū)o人機(jī)進(jìn)行偵測反制，并擁有無人化值守這一功能。其中固定站主要由導(dǎo)航誘引、雷達(dá)、無線干擾、光電以及無線電探測等構(gòu)成，能夠自動進(jìn)行檢測.這樣當(dāng)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)無人機(jī)時，固定站便能夠第一時間發(fā)現(xiàn)，然后自動對其檢測，獲取無人機(jī)的位置、型號以及飛行方向等。若是無人機(jī)出現(xiàn)違規(guī)的情況，固定站還能夠通過反制設(shè)備對其進(jìn)行精準(zhǔn)打擊，使違規(guī)的無人機(jī)進(jìn)行返航或者迫降，從而保護(hù)重點(diǎn)部位以及重要目標(biāo)免受打擾。如圖1所示。

圖1 無人機(jī)偵測反制固定站

2.3 無人機(jī)偵測反制機(jī)動站

偵測反制機(jī)動站和固定站類似，二者的原理相同，并且都由導(dǎo)航誘引、雷達(dá)、無線干擾、光電以及無線電探測等構(gòu)成，具有良好的偵測與反制能力。不過與固定站不同，在對機(jī)動站進(jìn)行設(shè)計時，主要是為了應(yīng)對一些臨時的重大活動或者重要目標(biāo)的防控需求，所以進(jìn)行了便攜式設(shè)計，使得偵測反制裝備可以更加靈活地進(jìn)行移動和部署，以此來加強(qiáng)對區(qū)域的無人機(jī)防控。

3 無人機(jī)偵測反制技術(shù)和裝備發(fā)展建議

3.1 針對性地開展無人機(jī)偵測反制技術(shù)研發(fā)

現(xiàn)階段，對于無人機(jī)的偵測反制技術(shù)和裝備正處于初級階段，未來還有很長的一段路要走[4]。雖然不斷有公司研發(fā)出許多探測與反制技術(shù)，以此來加強(qiáng)對無人機(jī)的偵測與反制，但是無論哪種偵測反制技術(shù)都存在一定缺陷，很難全面滿足有關(guān)部門對于無人機(jī)偵測反制的需求。特別是大部分偵測反制技術(shù)和裝備，僅能應(yīng)對民用消費(fèi)級無人機(jī)，對于可能用于發(fā)動恐怖襲擊、違法犯罪的自制或特制無人機(jī)，偵測防御能力較弱，甚至無法偵測反制。因此，必須要加強(qiáng)對無人機(jī)偵測反制技術(shù)的研發(fā)，并根據(jù)具體環(huán)境情況、具體守護(hù)目標(biāo)，科學(xué)、合理地開展差異化研發(fā)，促進(jìn)無人機(jī)偵測反制技術(shù)發(fā)展，提高無人機(jī)偵測反制效果。

3.2 加強(qiáng)5G技術(shù)在無人機(jī)偵測反制的應(yīng)用

現(xiàn)階段，市面上應(yīng)用最為廣泛的無人機(jī)是以WiFi 通信為基礎(chǔ)的無人機(jī)，但隨著5G 技術(shù)的發(fā)展，以5G 技術(shù)作為通信的無人機(jī)不斷被研發(fā)出來，使得現(xiàn)有的偵測反制技術(shù)無法滿足無人機(jī)防控需求。因此必須要加強(qiáng)對5G 技術(shù)的應(yīng)用，將5G 技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)反制系統(tǒng)中，以滿足現(xiàn)階段無人機(jī)防控對于偵測反制技術(shù)的需求，促進(jìn)偵測反制技術(shù)和裝備的創(chuàng)新發(fā)展，提高偵測反制能力和水平。同時將新型偵測反制技術(shù)和傳統(tǒng)反制技術(shù)相結(jié)合，可以最大程度上提高無人機(jī)防控效果，保護(hù)我國低空安全，減少非法無人機(jī)干擾。而且相較于其他通信網(wǎng)絡(luò)。5G 通信具有高速度、泛在網(wǎng)、低功耗、低時延以及萬物互聯(lián)的特點(diǎn)，而將其應(yīng)用到偵測反制技術(shù)當(dāng)中，能夠最大程度上促進(jìn)偵測反制技術(shù)發(fā)展，加強(qiáng)防控管制，保護(hù)我國低空安全。

3.3 推進(jìn)無人機(jī)偵測反制系統(tǒng)及設(shè)備聯(lián)網(wǎng)

推進(jìn)無人機(jī)偵測反制技術(shù)聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定，實(shí)現(xiàn)各廠家無人機(jī)偵測反制系統(tǒng)及設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)對接，使得區(qū)域內(nèi)無人機(jī)探測反制平滑擴(kuò)容與智能融合，解決各建設(shè)單位“信息孤島、敵我不分、各自為戰(zhàn)”的情況，形成覆蓋廣泛低空范圍的無人機(jī)探測反制網(wǎng)絡(luò)。隨著智慧城市陸空一體化安防體系的發(fā)展，低空安防也會由最初的重點(diǎn)目標(biāo)單位單點(diǎn)分布式防御階段，發(fā)展為城市尺度全域低空安全管控階段。一旦無人機(jī)偵測反制系統(tǒng)及設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一平臺指控管理，無人機(jī)交通管理系統(tǒng)與無人機(jī)偵測反制系統(tǒng)的對接，將建立更全面、更透明、更便捷的飛行申報機(jī)制和信息互通規(guī)則，管控也從單點(diǎn)式治理“黑飛”無人機(jī)的功能擴(kuò)展到綜合監(jiān)管“合作目標(biāo)”與“非合作目標(biāo)”的全面功能。因此，開展無人機(jī)偵測反制系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和標(biāo)準(zhǔn)制定，將滿足大范圍的低空空域精細(xì)化管理需求，實(shí)現(xiàn)大區(qū)域低空空域的高效管控。

隨著我國在湖南、江西、安徽推進(jìn)全域低空空域管理改革試點(diǎn)，積極發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)，有關(guān)部門將持續(xù)推進(jìn)無人機(jī)管理走向正軌，加強(qiáng)無人機(jī)偵測反制技術(shù)和裝備的研發(fā)，開展無人機(jī)偵測反制系統(tǒng)及設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)接入、資源整合，逐步建立我國無人機(jī)日常管控常態(tài)化機(jī)制，實(shí)現(xiàn)低空空域精細(xì)化管理。無人機(jī)偵測反制技術(shù)和裝備將朝著智能化、網(wǎng)格化、差異化的方向發(fā)展，并將在確保城市低空與通航安全，防范無人機(jī)安全風(fēng)險發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

4 結(jié)語

隨著無人機(jī)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，無人機(jī)偵測反制技術(shù)和裝備的發(fā)展，需要進(jìn)一步統(tǒng)籌兼顧各種技術(shù)優(yōu)劣和實(shí)際情況，進(jìn)而促進(jìn)無人機(jī)偵測反制技術(shù)和裝備的發(fā)展。