反低慢小无人机系统发展现状

中国华阴兵器试验中心 袁春兴 李 冈 苏东初

低小慢无人机体积小、质量轻、携带方便、操作简单，可在机身上加装各种小型设备，如导航设备、通信设备和红外摄像设备等，以拓展其功能，可完成多种任务。同时由于“低、慢、小”无人机的技术门槛及成本相对较低，国内外多家公司都在研究生产该类型无人机，它们在民用军用市场得到了大量的使用。低慢小无人机的易于采购和使用，对军事与民用构成越来越大的威胁，无论是机场等民用环境还是军事用途，都必须发展低慢小无人机的反制技术。

1 低慢小无人机发展现状

通常将飞行高度100～500m称为低空，100m以下称为超低空；飞行速度小于200km/h称为慢速，雷达反射面积小于2m2称为低小慢无人机。

表1为国内外主流厂商的一些低小慢无人机产品的指标参数。

表1 国内外主流低小慢无人机产品参数

低空无人飞行器在方便大众的同时，也给犯罪分子、恐怖分子和敌对势力有可乘之机，对国家安全、军事安全、航空安全、公共安全等领域产生了巨大的威胁。

2 低慢小无人机威胁分析

2.1 擅闯核心敏感区域、威胁政府和军事基地

无人机能搭载摄像头/麦克风、火力打击武器、核生化武器等载荷，可对军事基地、巡逻部队、军用设备、军用基础设施、各类军用平台等实施情报侦察（战略/战术侦察）、软硬杀伤打击等，对国家政府要地和重大活动场所也造成了重大安全隐患。

2014年6月，我海军某军用机场出现了无人机非法入侵事件；2015年1月，一架小型无人机失控坠入白宫，引发白宫安全恐慌；2015年1月，小型无人机出现在保护严密的驻扎着四艘核潜艇法国布列塔尼海湾；2015年4月，一架小型无人机坠落至日本首相官邸屋顶，无人机携带一个摄像头、一只塑料瓶以及发烟筒装置，上有核辐射标志，引发使用无人机进行恐怖袭击的担忧。2018年1月6日，恐怖分子对俄罗斯在叙利亚境内的赫梅米姆空军基地和塔尔图斯补给站共发动了13个小型无人机的袭击。

2.2 威胁公共安全领域

消费级无人机不仅能用于运输、侦察，还可被改装成具有杀伤力的攻击平台，近几年无人机走私、无人机恐怖袭击屡有报道。

2017年1月，极端组织“伊斯兰国”的武装人员在摩苏尔使用廉价的“精灵”系列四轴无人机投掷手榴弹大小的爆炸物；2017年2月，IS把无人机改装为“轰炸机”，搭载榴弹向政府军投掷，据称这款无人机已经执行了上百次轰炸，执行的任务侦察、打击等任务；2017年10月，叙利亚存放在体育场的弹药库被极端武装的无人机侦察到，并用无人机携带炸弹炸毁。如图1所示。

图1 无人机对公共安全的威胁

2.3 军事战术威胁

日益复杂的战场环境要求提高单兵的综合作战能力。随着人工智能、传感技术、运动控制技术的快速发展，世界各国都开始竞相开发研制遥控式、半自主式或自主式的单兵可携带的微小型无人机，并逐步装备部队。未来战争面临小型/微型/纳米无人机进行抵近侦察、干扰、火力引导等战略战术层面威胁。

2014年12月，国外媒体公布的一组照片显示，乌克兰政府军在东部地区作战时，大量使用了一款多旋翼无人机进行战场侦察。经过对比发现，该机属于中国大疆公司生产的“精灵”无人机系列。

综上所述，为了应对日益严重的低慢小无人机的军事与民用威胁，适应未来的战场的无人设备智能化、信息化发展趋势，必须发展和建立低慢小无人机反制技术体系。

3 反低慢小无人机系统需求分析

诱骗式反无人机系统是基于“区域保卫、快速部署、自主防御”的技术体系，能够适应多种场景的低慢小无人机反制，实现在某一区域的无人机监视及管控。

系统具体技术需求如下：

3.1 自动化管控

自动化管控指的是诱骗式反无人机系统具有无人值守、自主防御能力，即当无人机入侵系统防御区域后，可自主发现目标无人机，并根据敌情自主判断采取何种处置策略对敌方无人机实施攻击。

3.2 适应多种场景

目前，反无人机作战场景有军事要地防御、机场防御、城市要地防御等。这些作战场景均有不同的作战需求，因而针对不同的反无人机作战场景需要采取不同的无人机处置策略，以适应各种反无人机作战场景。

3.3 高针对性

反无人机作战场景往往周边存在大量民用信息基础设施，因而诱骗式反无人机系统的导航干扰区域需要精准可控，需要精准识别非法入侵目标与合法飞行目标，从而避免因对非法入侵的无人机管控而误伤周边信息基础设施。

4 反低慢小无人机管控流程示例

该示例主要了实现对低空慢速小目标威胁对象的侦测告警、跟踪定位、态势分析、攻击处置。其中，侦测告警的主要实现途径是电子侦察、声学侦测和雷达探测。攻击处置手段包括火炮、电子干扰、导航干扰、激光毁伤和网捕。处置流程示例如图2所示。

图2 管控反制处置流程示例

在实际应用中，攻击处置比较有效的手段为导航干扰和遥测链路干扰。这两种处置方式在经济性、技术难度、可操作性及对抗集群上具有明显优势。

5 反低慢小无人机系统国外发展情况

总体上，国外在反无人机领域重视装备功能复合集成，侧重电磁对抗软杀伤和物理摧毁硬杀伤多种手段的组合应用，下面介绍广泛关注的几款产品。

5.1 英国“AUDS-brochure”系列装备

“AUDS-brochure”作为典型的反无人机系统装备。主要由红外预警、无线信号预警、电磁干扰、指挥显控四部分组成，如图3所示。

图3 英国AUDS-brochure反无人机系统

该系统具备预警、识别、锁定、追踪、处置等功能。工作过程包括：启动侦察、红外识别、电子探测、信号特征锁定。经目标确认后启动处置设备，发射高功率电磁脉冲信号阻断无人机与控制端链路，并切断导航链路。最终实现对入侵的无人机的有效处置，电磁干扰频带范围涵盖了800MHz～6GHz。

5.2 ApolloShield反无人机系统

以色列阿波罗盾公司开发的ApplloSheild反无人机系统，能够探测、识别和对抗无人机。该系统由“阿波罗赛博盒”（Apollo CyberBox）和基于掌上电脑的“阿波罗指挥中心”两个子系统组成，前者利用声、光和无线传感器来探测无人机，并迫使未经许可的无人机着陆，后者供操控人员控制“阿波罗赛博盒”的功能。该系统可识别无人机的类型，采用7×24h不间断工作方式，实现了对非法入侵无人机的全天候自动监测和防御，单站防护面积近80km2。

5.3 Dedrone系列

美国Dedrone公司研制了小型化的多途径的反无人机产品。该产品具备光学侦察、声波侦察、无线链路侦察三个功能。产品轻便小巧、便于携带。如图4所示。

图4 美国Dedrone系列装备示意图

5.4 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，能够采用干扰技术对目标信号工作频段进行针对性干扰。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5～10km范围内的无人机，还可对无人机的威胁性做出判断，并且能使用定向仪追踪无人机操作人员的具体位置，便于实施抓捕行动。

5.5 瑞典“长颈鹿”雷达系统

据报道，瑞典萨博公司在苏格兰的西弗瑞械（West Freugh）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15”，显示了该雷达对低空、低速小型目标强大的探测能力（ELSS），雷达散射截面精确到0.001m2。

结论：综上所述，反无人机作战的发展思路为自动化、系统化，即无人值守，侦扰一体；通常采用雷达、无线电侦测、光电探测等手段，对低慢小无人机进行侦测，发现无人机位置，通过侦测设备引导干扰设备对低慢小无人机实施干扰；无人机干扰方面通常采用卫星导航干扰，遥测信号干扰。国外在反无人机方面已拥有了数款成熟产品，我国的反低慢小无人机系统也迫切需要在这些方面进行研究并尽快获得技术突破。