反无人机集群技术体系框架构建

蔡科

摘要：无人机集群已成为当前世界各国军事研究的热点，其防控技术也随之蓬勃发展。本文总结归纳了无人机集群的主要特点，系统梳理了反无人机集群的主要难点，并提出了反无人机集群技术体系框架，为未来防控无人机集群作战提供有效借鉴参考。

关健词：无人机集群;防控技术;体系

无人机集群是由一定数量的同类或异构无人机组成，利用信息交互与反馈、激励与响应，实现相互间行为协同、适应动态环境、共同完成特定任务的自主式空中移动系统[1]。无人机集群是一种先进军事技术，未来战争中将给战场防护带来全新挑战，应加快发展反无人机集群技术，确保在未来战争中取得主动。

1 无人机集群特点

无人机集群起源于无人机发展，得益于现代科技的进步，既能最大限度发挥单个无人机的优势，又能有效避免单架无人机的弊端，是一种颠覆性作战力量，具有以下4个突出特点。

1.1 功能分布

无人机集群可由同类或异构无人机组成，通过合理分配任务载荷，不同无人机搭载不同设备，将集群整体功能分布至单个无人机上，并经过无人机的功能组合实现原本复杂系统的整体功能。无人机集群通过分布式同步行动提高整体工作效率，进而实现作战能力的效益倍增，达到“1+1>2”的能力涌现效果。

1.2 集群智能

随着智能技术的发展，未来无人机集群通过模仿蜂群等生物群体的信息交互和协作行为，在无人或少量人的干预控制下，自主完成侦察、控制、打击、评估等任务，具有自主感知、自主規划、自主决策、自主协同、自主攻击等能力，可按预置程序完成预期任务，也可在陌生环境下对突发情况进行识别判断并做好合理处置。

1.3 去中心化

未来无人机集群将是一个自组织、自协同、自适应的系统整体。在这个系统中，集群无人机之间相互平等，没有指挥控制中心、没有组织领导者，没有哪个个体处于中心控制地位。作战中，无人机集群通过集群系统网络共享情报、共享态势、共同决策、共同行动，任何一个无人机损毁，都不会导致集群整体瘫痪，整个集群系统依然能够继续执行任务。

1.4 高度自治

未来无人机集群的发展方向是实现无人机集群的高度自治。无人机集群通过自组织网络实现自主控制、自主飞行、自主决策，飞行期间无人进行操控，无人机之间通过自组织网络进行交互信息、了解友邻位置及飞行状态。任何个体毁伤或脱离整体，无人机集群可自动调整集群结构，由其他无人机进行补充，确保无人机集群结构稳定。

2 反无人机集群的主要难点

无人机集群在作战中具有突出的数量优势、信息优势和速度优势，给未来战争带来全新的影响[2]。

2.1 目标识别难

微小型无人机是未来无人机集群的主要发展方向。如美国“低成本无人机集群技术”项目和“山鹑”微型无人机项目，都旨在研发微小型无人机用于未来战场。微小型无人机目标特征非常小，特别是采用隐身材料后，单个无人机目标的光学反射特征和雷达反射截面积都很微小，噪声和红外特征极弱，很难被雷达和声学、光学等探测器发现，仅仅通过雷达信号或外观特征，现有装备技术很难发现该类目标。如某国研发的“山鹑”无人机，机身使用碳纤维、凯芙拉等材料，整机质量仅为0.45kg，尺寸不足一部苹果手机。

2.2 战场防护难

无人机集群因其个体小、数量多等特点，对现代防空体系具有很强的突防能力。一方面，由于小型无人机的雷达信号特征很小，发现时已经来不及进行拦截;另一方面，由于来袭无人机数量众多，对战场目标进行超饱和攻击，防御系统难以合理分配火力，导致部分无人机能够避开拦截，成功突防。某国针对无人机集群突防进行的多次模拟实验表明，由8架无人机组成的集群进行攻击时，可实现突防的平均有2.8架。如果无人机数量进一步增加，那么防御系统也只能拦截到前面的7架左右。

2.3 空中打击难

无人机集群智能化程度高，具备自主判断、自主分析、自主决策、自主控制的能力，能够智能识别目标、躲避攻击、协同行动，有效提高战场生存能力。无人机集群个体体积微小，在防御无人机集群进攻过程中，采用传统导弹、火炮来打击无人机无异于“大炮打蚊子”，需要消耗数十倍甚至上百倍的成本来进行防御。同时，未来成百上千架无人机组成的集群，可有效消耗敌有生力量和武器弹药，极大降低防御方的持续作战能力。

3 反无人机集群技术体系框架

基于当前国内外主要防控手段，反无人机集群技术体系可由探测识别技术、电子干扰技术、目标毁伤技术构成。其技术体系框架如图1所示。

3.1 反无人机集群探测识别技术

反无人机集群探测识别技术，主要包括雷达探测、无线电监测、声波探测、光电探测等技术，并通过多种方式相结合进行目标识别，对入侵无人机集群实现有效探测、识别和跟踪，及时预警敌情信息，为防控无人机集群作战提供精确情报支援。在实际使用中，通常以雷达探测为主、其他探测手段为辅进行联合探测识别。比如，当雷达探测发现无人机集群目标后，通过光电成像设备聚焦跟踪入侵目标，采用人工或计算机智能方法可对目标进一步识别;或通过无线电射频指纹识别技术，将获取的无人机信号波形与数据库中的无人机信号波形进行比对，可准确判断识别无人机的类型。

3.2 反无人机集群干扰技术

无人机集群干扰技术主要是通过发射电子干扰信号对无人机导航和通信信号进行干扰或欺骗，使其不能正确接收定位和通信信息，从而影响其作战任务的完成。因此，无人机集群干扰技术分为通信干扰技术和导航信号干扰技术。无人机通信干扰包括压制干扰和欺骗式干扰。压制式干扰压制式干扰包括瞄准式干扰、阻塞式干扰和扫描式干扰。卫星导航干扰技术主要包括压制式干扰和欺骗式干扰2种方法。

3.3 反无人机集群毁伤技术

无人机集群毁伤技术主要包括高能激光武器、高功率微波武器、常规火力打击、抛网捕捉等方法手段，对空中入侵的无人机集群有进行有效打击和摧毁。高能激光武器产生高能激光，对目标进行照射形成高功率密度光斑，有效烧伤无人机目标机体或关键设备，致其毁伤或丧失作战能力。高功率微波武器定向辐射高功率微波波束，照射无人机集群目标并使其电子器件毁坏，导致无人机无法工作而丧失战斗力。常规火力拦截主要是利用炮弹结合系统、“密集阵”系统等传统防空武器对入侵无人机集群进行火力拦截。抛网捕捉技术主要是通过发射捕捉网对无人机目标进行捕捉达到拦截目的的一种作战方法。

随着人工智能的技术发展，无人机集群作战必将成为现实。必须加紧推进反无人机集群技术的研究，加快形成反无人机集群作战能力，确保在未来战争中获得主动。

参考文献

[1]李欢.信息化战争大幕下的无人机集群作战[J].军事文摘， 2018.

[2]党爱国，王坤，王延密，等.无人机集群作战概念发展对未来战场攻防影响[J].战术导弹技术， 2019， 193（01）：37-41.