前沿报告 | 军队营区低空域无人机管控问题研究

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军队营区低空域无人机管控问题研究

引言

近年来,民间“黑飞”现象对军队营区治安、反恐”、涉密信息泄露等带来了全新挑战。同时,民用级无人机广泛应用于部队非战争军事行动及营区日常拍摄等场景。各部队急需建立健全多层次、全方位、高质效的无人机侦测管控体系。本文主要探讨飞行高度为1000m以下的民用级无人机对军事目标带来的管控问题。

无人机安全威胁分析

军队营区、特别是驻城市部队受民用无人机袭扰现象愈加严重。安全威胁主要来自以下五个方面:

一是重要目标安全威胁。使用低空无人机挂载武器弹药或危险品对营区核心要害部位实施精确打击,可有效规避地面防空力量,快速抵近目标，出其不意实施行动。且成本极低,通过对民用级无人机进行简单手工改造即可实行。

二是涉恐涉爆安全威胁。恐怖分子利用无人机携带火药、炸弹等攻击性武器,借助被袭击特所产生的大杀伤力和强破坏性来制造轰动效果,引起世界的关注。

三是治安和舆情安全威胁。使用低空无人机对营区进行前期侦察,获取道路和周边安防情况，掌握运行规律,规划犯罪活动。或违规抛撒传单，悬挂反动标语,扰乱正常秩序,误导社会舆论。

四是人身和隐私安全威胁。低空无人机受质量性能和操控水平影响,易失控坠落危及官兵安全。或受恶意控制用于探查官兵隐私,易造成不良社会影响。

五是航区和飞行安全威胁。民用无人机无序飞行、随意更改用频等行为对军用无人机正常运行都会造成造成影响。

另一方面,民用级无人机广泛应用于部队安防巡视、人员监控、夜间査岗、视频拍摄,以及部队演训空中平台等场景,亟需有效监管。

无人机探测技术分析

无人机具有低空飞行、飞行速度慢、体积小等特点5,肉眼很难观察到。因此,如何侦测到无人机是营区空域防控的前提。目前主要是以下四种技术的融合应用。

1) 雷达探测技术。利用雷达对周边空域进行圆周扫描,其原理是发射电磁波和检测回波来实现有效探测。对于“低慢小”目标,主要是利用多普勒频移效应进行检测。雷达探测不受无人机使用频率等因素的影响，只与无人机雷达反射截面积(RCS)大小有关。当前,对于大疆类小微型无人机,有效作用距离可达8km。但雷达存在探测盲区,且存在误报(虚警)。

2)无线电侦测技术。通过无线电侦测设备,实时侦收无人机的遥控信号和图传信号,对收到的信号分选识别后加以确认,可获取无人机的型号、方位和速度等信息。无线电侦测设备体积小,不主动发射电磁波,因此具有良好环境适应性,且信探能够定位飞手位置。但无人机一旦关闭遥控和数传功能,只依靠GPS飞行,则会存在漏报。

3)可见光/红外探测技术。利用无人机的热红外特性和成像特性进行无人机探测与跟踪。该方式主要用于实时跟踪,精度高、效果直观,具备拍照取证功能。但通常需要依靠雷达探测进行引导,受天气影响比较大。

4)声波探测技术。无人机在飞行时,其电机和旋翼均会产生噪声，该噪声主要分布频率为0.3kHz~20kHz范围,无人机声波探测主要通过识别该噪声来发现和侦测无人机。该方式成本低,但距离太近(约200m)。

无人机处置手段分析

探测到无人机抵近军事目标后,首先应现场电子取证,然后对无人机进行处置。在处置过程中优先采取基于无线电手段的处置技术让其软着陆或返航。

基于无线电手段的处置技术主要是以下三种方式的结合运用:

一是导航信号压制技术。导航信号(例如GPS)等一般依靠中轨道卫星,信号经过几百千米到达地球表面,已经非常微弱。压制GPS信号会使依靠导航飞行的无人机迷失方向。

二是遥控信号压制技术。遥控信号也称上行信号,用于控制设备向无人机发送飞行控制指令。通过压制遥控信号,可以导致无人机与操作手失去联系,从而让无人机无法按照操作手的预期飞行。

三是数传信号压制技术。通过压制数传(图传)信号,可以导致操作手无法接收无人机的实时信息(飞行参数和视频图像),从而使无人机数传信号失效。必要时也可采用基于物理手段的处置技术,如激光摧毁、网捕等方式。

民用市场上,无人机管控设备主要有固定式管理设备、车载式管控设备、便携式管控设备等。

固定式管理设备采用雷达探测与无线电压制相结合的方式实现对无人机的管控。其优点是24h不间断进行低空安全防护。主要应用于机场,监狱、核电站等重要目标。

车载式管控设备以车载平台集成雷达探测、光电探测、无线电处置和指挥控制等子系统组成,其优点是机动性强,适用移动布防的场合,主要应用于大型赛事、大型集会等。

便携式管控设备采用肉眼发现与无线电压制相结合的方式实现对无人机的管控,优点是携带方便,缺点是需要肉眼去探测、发现概率极低,主要应用于警卫配备以及作为其他手段的补充。

无人机安全管控平台建设

对于建设无人机应用系统"或有无人机飞行需求的部队营区,须建设无人机安全管控平台m该平台应可实现飞行计划管理、空管设备管理、黑飞”管理、禁飞区域管理等功能,并可在多种设备上使用。云平台接人指挥大厅,可以直观地通过大屏显示无人机的工作情况并可进行操作和管理,可以直接显示系统设备状态、搜索情况、无人机入侵报警等。

“合法无人机”综合管理。管控模块通过无人机上安装的敌我识别模块和接口对通实现对合法无人机的实时管控。通过对接民航飞行数据,打通军航审批通道,实现对飞行计划管理等功能。同时,应用人工智能、区块链技术实现飞行大数据模型建设与取证分析功能。

“黑飞无人机”预警防控。防控处突模块通过接入部署在不同营区的指挥车、固动站、手持式反制等设备人网,通过终端加密的接口协议,实现设备信息多点互通共享、指控中心的远程控制和联网管理。可实时查看功能界面,实现对无人机的全方位侦测、跟踪、反制。

禁飞区域管理。通过军地相关部门对接,出台相关技术规范,使无人机厂家在出厂时把机场、军事目标、重要敏感营区设置为禁飞区域四,并要求在无人机飞行程序设计时预留接口,经审核,可添加禁飞区域。同时实现禁飞区域在平台实时呈现。

结语

本文主要探讨了无人机对军事目标带来的威胁挑战,分析无人机探测技术、无人机抵近的处置技术,对搭建无人机安全管控平台建设进行了讨论,为重要目标特别是军事目标安全防护提供了一种可行性手段。

头图来源网络作者：任 远 中,何 华,杨 旭 辉内容来源：《舰船电子工程》,2023,43(09):8-9+57.版权归原作者平台所有，仅用于学术分享，如有侵权请联系删除

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