关于反无人机技术手段现状分析

钟 梁，孙 丽

（武汉赛宝工业技术研究院有限公司，湖北 武汉 430000）

1 引言

世界进入21 世纪之后，无人机技术得到飞速发展，广泛运用于军事侦察、民用航拍、物流配送、应急照明、中继通讯等多个领域。但是，随着无人机技术的迅猛发展，其应用范围和数量不断扩大，无人机在实际应用的同时也可能造成安全隐患，尤其在民用设施领域和大型活动集会或者大型体育赛事等场景，无人机的威胁会特别严重。为了防止无人机对设施、人员等造成危害，反无人机技术应运而生。文章通过对反无人机技术概念和难点的梳理，对目前现有的反无人机技术进行探讨，并提出相关建议，以期对后续反无人机技术的发展提供经验参考。

2 反无人机技术的概念和难点

2.1 反无人机技术的概念

反无人机技术是指采用各种手段，防止无人机对设施、人员等造成危害的一种技术，其主要目的是对无人机进行监测、定位、干扰、拦截和摧毁等操作，以保障公共安全。目前，国内和国外都在积极展开对军民两用无人机的反无人机作战技术的研究，比如探测、跟踪、预警、干扰、控制、俘获、击落等技术。

2.2 反无人机的难点

反无人机技术的主要难点包括无人机的探测难、识别难、追踪难、定位难、干扰难、管理难。后面文章会对关于反无人机上述难点问题进行详细讨论和分析。

（1）无人机的探测难点。在反无人机技术中，最基本的任务是识别无人机。但是对空中无人机目标探测，雷达探测为主要手段，但当前主流的无人机是典型的飞行高度较低、飞行速度较慢、飞行目标较小（简称低慢小），受雷达系统性能和地面杂波的影响，有时很难识别出小型无人机、微型无人机和一些紧贴地面，高度在120 m 以下飞行的无人机，使得现有技术很难探测识别和减轻此类型无人机带来的威胁。此类低慢小的无人机飞行器价格低廉、操作简单、便于携带、获取容易，且升空突然性强，升空地点隐蔽、不易及时发现且处置困难。低慢小无人机的目标特性决定了对这类无人机目标进行探测时有以下相关难点：①无人机“低”的特点指的是无人机的飞行高度低，飞行高度低带来的困难就是，高层和超高层建筑物阻挡和背景杂波干扰严重，这样就需要探测雷达具有良好的低空探测能力和良好低空可持续跟踪能力。②无人机“慢”的特点是指无人机的飞行速度慢，对于传统有人飞机飞行速度较快相比，无人机飞行速度相对较慢，所以探测和发现一些小型和速度较慢的无人机来说，需要相关探测雷达须具备对低速目标的良好低速探测性能；③无人机“小”的特点是指无人机的体积小，飞行时候的目标小，探测雷达需要有较高的探测灵敏度和持续探测稳定性。传统的雷达在探测低慢小无人机时表现一般，有的雷达甚至不能满足对这类无人机的使用要求，需要专门针对性地对低慢小无人机研发新型的无人机探测雷达。

（2）无人机识别难点。随着无人机技术的不断发展，无人机的更新换代频率加快，无人机的大小尺寸、外观形状、飞行速度、飞行高度、数据通信和航迹等方面都有很强的提升，种类也越来越丰富多样，因此，如何清晰准确地识别各种型号、各种用途的无人机是当前反无人机技术中的一个难点。针对无人机难以识别的特点，相对应的必须要采用多种技术来准确识别无人机，如常见的雷达系统设备、红外线设备、光学设备、声波等。

（3）无人机管理难点。合法使用无人机的情况将会相当普遍，反无人机操作的人员怎研区分合法无人机和一些非法无人机的能力变得越来越重要。在一些大型集会和一些大型的体育赛事上，举办场地的上空可能存在数量庞大的不会构成安全风险的合法摄影的无人机和一些会构成人员安全和设备安全风险的非法无人机。这种情况下怎样区分哪些是合法无人机哪些是非法无人机，给集会和赛事的安保执法管理者带来了极大挑战。

3 反无人机技术的分析

3.1 雷达探测技术

雷达探测是指雷达系统通过发射电磁波，接收分析反射的雷达波，由此获得目标的位置信息，是一种常用的探测无人机的技术手段。雷达可以通过发射电磁波，然后接收反射回来的信号来判断无人机的位置和距离。虽然雷达技术可以有效探测到无人机，但是其探测范围和探测精度会受到无人机的形状、材质和速度等因素的影响。不过，目前用于无人机反制的雷达并不是传统的雷达，而是专门针对无人机探测的新型雷达，它的体积较小，并且隐蔽性能很好，能更精准的判断无人机的实际位置。

3.2 无线电信号监测

针对反无人机无线电监测的技术，即通过对无人机使用的无线电通信设备和系统进行监视和分析，以获取无人机的位置、航迹、通信内容等相关信息的过程。无人机通常配备了各种无线电通信设备，例如遥控器、GPS 定位系统、自主导航系统、图传设备等等，这些设备通过无线电信号进行数据的传输和交换。通过对这些无人机使用的无线电信号进行监测和分析，能够有效地获取无人机的位置信息、航迹信息以及传输的图像、视频、音频等数据。其中，单站测向技术监测解算出无人机的方位信息，对无人机距离进行粗略估计，多站时差定位技术可以解算出目标的位置信息。

3.3 光电识别跟踪

在白天，可以利用可见光摄像机对目标无人机的视频图像进行检测，从而识别和跟踪。无人机的光电识别跟踪技术是一种通过对无人机使用的光学、电子、红外等传感器进行实时监测和分析，实现对目标无人机位置、航迹、速度等参数的测量和跟踪的技术。具体来说，无人机光电识别跟踪技术主要包括以下几个方面：光学识别跟踪技术，即通过对无人机使用的光学感应器采集到的图像进行目标识别与跟踪，实现对无人机运动、航向等参数的测量和跟踪的技术手段；图像处理技术，即通过对无人机图像进行预处理、滤波、增强等处理，以提高对目标的可识别性和可跟踪性。

3.4 声音监测

无人机在飞行时，螺旋桨会产生噪声，而且不同类型的无人机具有不同类型的声纹特征。通过对这些声音的监控并建立相关无人机飞行时的噪音数据的数据库，声音监测可以对各种无人机的噪声进行接收、采集、分析，通过与已有声纹特征信息进行智能匹配，实现对无人机的监测和识别。也可以通过人工智能系统进行辅助筛选，人工智能分析技术是利用人工智能技术对无人机发出的声音进行特征提取和分析，以对无人机的类型、活动等进行判断和预测。声音监测的优点是具有很好的隐蔽性。

4 反无人机技术未来发展趋势软杀伤和硬杀伤

4.1 无人机反制方式——软杀伤

（1）信号干扰。目前，对无人机的控制多使用无线电通信技术，通过向目标无人机发射大功率干扰信号，对控制信号进行压制，对于现代电子干扰技术来说，干扰频率覆盖几十兆赫兹到几十吉赫兹，干扰功率可从几十瓦到几千瓦，干扰手段有跟踪干扰、阻塞干扰、压制干扰等方式，还会遇到远程超大功率多信道干扰和技术，能对通信链路的关键节点进行强干扰就可以迫使无人机自行降落或返航。

（2）GPS 欺骗。目前正常情况下绝大多数消费级无人机都会首选GPS 导航来进行飞行控制，而民用GPS 信号是非加密的，这就留下了可利用的空间。GPS 欺骗的主要原理就是向无人机的控制系统发送虚假的地理位置坐标，从而控制导航系统，诱导无人机飞向错误的地点。对于导航信号的干扰，由于GPS卫星导航信号功率较低，所以产生功率足够大的干扰信号以抵消GPS 接收机的扩增益是比较容易实现的，最常用的导航干扰是转发瞄准、宽带阻塞、离散拦阻式干扰等。

（3）欺骗反制。欺骗反制是指通过电子信号的欺骗手段，获得对无人机的控制权，从而实现对非己方无人和的反制控制。从理论上讲，通过对无人机遥控指令的欺骗可获得对非己方无人机的控制权，引导无人机坠毁、改变飞行方向或将其回收。它不仅会成己方无人机及其机载设备的损失，甚至可能造成己方重要机密和先进技术的泄露。2011 年12 月，伊朗“俘获”了美军当时最先进的隐身无人侦察机RQ-170“哨兵”，使得美军的高度机密技术、装备和情报面临极大风险，就是典型的例子。

4.2 无人机反制方式——硬杀伤

（1）先进的防空系统。在反无人机技术的开始阶段，是直接用雷达系统对无人机目标进行探测后，再由火控雷达对其进行精准定位，并引导导弹进行直接撞击或者在进入导弹的杀伤半径之后，导弹爆炸由弹片进行毁伤无人机。比如以色列“铁穹防空系统”进行很多次的实战检验，在拦截巴勒斯坦武装的火箭弹战绩有目共睹，成功率很高。不过这种作战方式，成本太高，尤其在面对“低慢小”无人机的时候，效费比太低，而且摧毁后的无人机残骸对人员密集区具有特别大危害和风险，尤其是易燃易爆场所比如加油站、电力枢纽、关键地方的交通枢纽、人员密集区等厂所来说是致命威胁。

（2）激光武器反制。反无人机的激光武器系统装备是根据激光武器产生的定向能激光线束对目标进行照射，利用激光武器的能量对目标进行烧灼，从而对无人机进行毁伤。反无人机的激光武器装备具有对无人机和导弹等典型目标的硬杀伤能力。相较于其他反无人机武器装备相比，使用反无人机激光武器在执行反无人机任务的时候具有3 个显著特点：第一是打击效率比较高，从发射激光到照射目标到摧毁无人机只需要几秒钟。第二反无人机激光武器装备具有对蜂群无人机的多目标打击能力，可在很短时间内不间断多次对无人机目标进行多次射击。第三，反无人机激光武器装备的打击精度较高，可持续作战较强，经济性较高。

（3）声波武器系统。声波武器是一种利用声波能量来干扰、破坏或损坏无人机目标的技术，此类声波武器系统是使用高强度的声波波束来针对反制无人机，并可能对无人机上面的电子设备、通信设备和传感器等设备造成严重影响，使其丧失飞行和攻击的能力，比如某些声波武器利用谐振现象破坏无人机的结构完整性。通过将特定频率的声波发射到无人机上，引发结构共振，从而导致无人机解体。亦或利用声波武器干扰无人机的电子设备，如传感器、自动驾驶仪、舵面等一些对声波武器敏感的电子设备进行声波武器的重复且高强度的攻击，可损坏无人机的关键部件并使其损坏坠毁。当前关于声波武器并不成熟，而且声波武器系统目前在实际战场上还处于测试阶段，并没有被广泛使用。

5 无人机飞行的规范化管控

首先，飞行规则和限制：制定明确的飞行规则和限制，包括起飞和降落的地点、安全距离、高度和飞行时间等。其次，无人机飞行许可和注册：飞行者应当取得必要的许可证和执照，对其购买的无人机进行相关的注册。飞行计划通报：飞行者应该提前通知相关人员，包括执法机构和附近居民，对飞行计划进行通报。尤其是在大型集会以及相关的大型体育赛事方面，一定要提前做好飞行计划通报，避免造成不必要的麻烦，增加误判的风险和浪费相关反无人机系统和设备的资源。无人机生产制造需要安装必要的飞行装备：规范无人机生产厂家技术规格和相关的技术指标。最后，厂家必须严格遵守相关无人机生产的规范标准，比如无人机应当装备必要的设备，如飞行控制器、GPS、高度计、电子稳定系统和遥控器。无人机操作人员要求必要的安全措施：如保持安全距离、避免飞行于人群密集区域、关键节点的交通枢纽、电力枢纽军事保密区等相关关键位置和遵守天气条件等。

6 结语

随着无人机在各行各业的广泛应用，加上无人机在小型化方面和智能化程度方面不断提升，利用一些小型无人机或其他类型的无人机进行违法犯罪和破坏的报道时有发生，重大集会和大型体育赛事、人员密集地方的区域上空的安防工作将会面临新的重大考验。当前除了需要制定相关无人机飞行政策的法律法规外，还需要相当可靠的反无人机技术来应对无人机飞行系统入侵带来的挑战。目前对于无人机的探测和反制技术种类繁多，跟传统的防空武器相比，干扰、阻断、诱骗等软杀伤无人机技术以及定向能武器技术、网捕撞击技术等低成本的硬杀伤技术，在反无人机手段中可以使用多种探测和反制手段，互补优势，组成反制体系。文章分析了这些当前常见的反无人机的技术手段，和未来可能出现的反无人机的技术手段，并针对无人机生产使用的相关规范和重点区域的空域安防给出了相应的建议。