3 无人机管控的技术手段
近年来,无人机反制技术逐渐成熟,设备发展日益丰富。无人机管控的主要思路即为对无人机进
[3]
行“发现、定位、压制” ,见图1。下面从这三个角
度出发,针对无人机常用技术,总结无人机管控技术手段。 3.1 发现技术
对无人机的发现是无人机无线电管控的首要步骤,只有在准确发现、识别目标的基础上,才能有针对性地对目标无人机进行无线电管控。
直接发现技术,除视觉判别外,最有效的就是雷达探测技术。通过利用电磁波在传播过程中遇到障碍物时发生反射来实现对无人机目标的发现。雷
达探测技术通常采用S、X、KU波段的电扫描雷达,有效探测距离可达5千米,且不受无人机型号的影
响。但是该技术对某些无人机的探测存在一定缺陷,例如对由透波材料(塑料、木质)制成的、低空飞行的、飞行速度较慢的、穿梭于城区楼宇之间的无人机的探测能力较差,且容易受到其他移动或固定物体的干扰。
间接发现技术,即无线电监测技术,通过利用无人机或地面控制台发射的无线电遥控遥测信号、
飞行状态信息、数传和图传信号[4]等实现对无人机
或地面操作者目标的发现。无线电监测技术通常采用固定或移动式无线电监测设备(包括高灵敏度接收天线,宽带接收机、频谱仪等),识别无人机信号
(800MHZ、1.4GHZ、2.4GHZ、5.8GHZ的控制、数
传和图传信号等)。该技术对无人机的有效探测距
离一般在2千米以内,且不受无人机型号的影响,监
测设备可按需部署,能够发现穿梭于建筑物间的无人机信号。但是该技术在无人机仅按照预定航线飞行,保持无线电静默时失效。
3.2 定位技术
采用雷达探测和无线电监测等技术发现疑似无人机目标后,需要进一步通过视觉辨认、路径识别等技术对目标进行确认。确认为目标无人机后,下一步就是对目标的定位测向,以实现对目标企图的预测和持续追踪。
无线电定位技术通过利用多个无线电监测设备对目标无人机进行测向后,采用交叉定位、TDOA定位等方式确定目标无人机的位置、运动方向、速度等,从而实现对目标无人机的实时追踪。无人机数传和图传模块会将无人机采集到的数据和视频信息通过无线电信号回传至控制台或者是其他用户终端,从而可以针对无人机的回传信号进行专项监测,定位信号源。基于相同原理,通过监测控制台向无人机发射的控制信号,还可实现对无人机操作者的定位。值得注意的是,该技术在无人机仅按照预定航线飞行,保持无线电静默时同样失效。
3.3 压制技术
可疑无人机被确定为管控目标无人机后,可采取物理摧毁、生物抓捕、无线电干扰等压制等手段使目标无人机无法继续工作。无人机系统在工作过程中一般存在以下几种情况:一是控制台向无人机发射单向控制链路;二是无人机接收卫星导航信号;三是无人机向控制台反馈飞行数据。其中一和二至少存在一种。针对上述无人机系统工作特点,可以采用针对性的压制技术。
无线电干扰压制控制信号,对控制台向无人机发射单向控制链路进行大功率干扰或解码接管。可使无人机分辨不出控制信号,从而无法接收操作者指令,进入安全模式迫降、返航[5],或者只能接收管
控者的指令,由管控者控制其降落到指定地点。由于目标无人机距离无线电干扰源相较于控制台更近,干扰压制效果较好,所以该方法能够有效阻止无人机入侵限制飞行区域。但是,若是压制控制信号无效,则可以判断无人机仅处于巡航模式,此时可采用下一种方法。
无线电干扰压制导航信号,对卫星广播的定位、导航信号进行干扰或欺骗[6],可使无人机无法
获取自身当前位置信息或者获取的是虚假的位置信息,使无人机无法平稳飞行甚至坠毁或是飞行到指定地点。由于无人机大多采用导航技术,因此该方法应用范围广泛且容易操作,能够有效破坏无人机巡航状态。但是,若是压制导航信号无效,则可以判断无人机仅处于操作者模式,此时可采用上一种方法。
无线电干扰压制数传信号,即干扰无人机向终端反馈的数据信号,破坏无人机回传的数据、图像、视频等信息,达到保护隐私和信息安全的目的。但是该方法实现起来较为困难,可行性较差。