无人值守自动无人机探测拦截系统方案

无人值守自动无人机探测拦截系统方案

目录

1.应用背景 (3)

2.需求分析 (3)

3.系统原理与工作模式 (4)

3.1工作原理 (4)

3.2工作模式 (5)

4.方案设计 (5)

4.1设计原则 (5)

4.2主要设备 (6)

4.3部署方式 (8)

5.系统功能 (9)

6.设备清单 (10)

1.应用背景

近年来，民用无人飞行器技术日渐成熟，在应用越来越广泛的同时，由民用无人飞行器引发的控制事故与相关安全问题日益常态化，民用无人飞行器在具有许多有益应用前景的同时，也可能被越来越多恶意使用，并可能被大量用于恐怖袭击、间谍行为和走私活动。其动态、隐蔽使用其能够携带武器、有毒化学物质及爆炸物，产生的恶性不良后果，可造成极大的人员和财产损失以及社会不良影响。

近几年国内外发生多宗民用无人飞行器低空袭扰监狱、看守所、化工生产基地、核电站、机场、VIP重大型活动场所等的严重事件，对上述机关单位维护公众安全和正常公众秩序构成了潜在而现实的威胁。

在叙利亚战争中，反政府武装大量使用无人机执行侦察和攻击任务，包括中国产大疆在内的民用无人机经简单改装被用于对地攻击。8月4日，委内瑞拉国民警卫队在委内瑞拉首都加拉加斯的玻利瓦尔大道举行成立81周年庆祝活动中，委内瑞拉总统马杜罗遭遇无人机袭击。

从现实情况看，无人机拦截系统，尤其是具备被动探测和拦截手段的察打一体无人机管制系统已经成为重要防卫目标的必备手段。

2.需求分析

具有高度敏感性，除了地面周界安防手段外，还应具备空中防御手段，以防止无人机的空中窥探和突防攻击。

系统应满足以下需求：

（1）无人机的探测设备和拦截设备应可以全自动无人值守长时间工作；

（2）无人机探测和拦截设备应该具备不少于2公里的作用半径（探测和拦截）和360°的探测和拦截工作角；

（3）无人机探测设备应被动式工作，即被动接收并分析识别空中无线电信号，无信号发射，无电磁辐射；

（4）设备可以独立联动工作，自动探测目标并自动控制拦截设备予以拦截；设备通视应具备联网能力，可实现中心集中控制；

（5）设备外形尺寸小，重量轻，功耗低，外观简单低调，不易引起公众注意；

（6）设备应具有较高的环境适应性，可在恶劣的自然环境下长时间工作。

3.系统原理与工作模式

3.1工作原理

无人机在空中飞行时，会实时与地面遥控器保持通信，传输飞行数据和机上摄像头拍摄的图像。通过专有设备，探测无人机下行信号，并经频谱特征分析，将其从繁杂的同频信号中筛选出来，识别确认无人机，再联动无人机拦截设备，通过电磁信号压制的方式干扰压制无人机的飞行控制信号和图传信号，必要时可同时干扰无人机的导航定位信号，从而迫使无人机返航或就地降落。这主要涉及到两种设备：无人机探测设备和无人机拦截设备。

无人机探测设备具备无线电信号接收、分析、识别的功能，可以接收绝大多数民用无人机的下行信号，并对信号频谱特征进行分析比对，将其从WIFI等同频信号中筛选出来，并给出告警信息。

无人机拦截设备是指通过短时间发射电磁干扰信号，在防区之外阻塞无人机的遥控信号和图传信号，迫使无人机返回出发点降落，或者同时干扰无人机接收的导航信号，使无人机无法返航而就地降落或坠落。

3.2工作模式

全向无源探测设备与全向无人机拦截设备成对工作，并自动通过内置的LoRa通信模块互联，实现在线信息交互。

开机后，拦截设备处于关闭状态，无电磁发射，不会对周边造成任何影响。无源探测设备处于被动接收状态，实时监测360°范围的空域电磁信号。由于是被动接收方式工作，也无电磁辐射。

当无人机接近防区时，无源探测设备接收到无人机的下行信号，分析解码后确认为入侵无人机，并形成告警信号，通过LoRa信道传输到拦截设备。拦截设备收到警情数据，即可启动干扰信号发射，持续20秒（可设），阻塞无人机飞控和图传信号，迫使无人机返航或就地降落。发射结束后，本次拦截任务结束，探测设备继续转入被动接收状态。

4.方案设计

4.1设计原则

（1）模块化、可扩展

系统应采用模块化设计，便于部署和更换，勤务性好，且系统可具有可扩展性，可通过软件固件升级实现探测和拦截功能的升级完善。

（2）部署灵活

系统部署灵活，可适应多种形状轮廓的阵地，在特殊地理环境下，可多点分布式部署，提高覆盖范围。

（3）电磁兼容性强

系统电磁兼容性强，方案充分考虑阵地部署的高技术装备对无人机探测和拦截设备的潜在影响以及无人机探测和拦截设备可能对装备的干扰，采用军工电磁兼容设计，一方面采用被动无源探测的方案，零电磁辐射；另一方面对拦截设备的半功率角进行专门设计，将绝大部分能量发射到空中。

（4）环境适应性强，全天候工作

方案设计中应充分考虑阵地的实际环境，设备应具备在恶劣的自然环境下长时间工作的能力，且尽量减少装备日常维护保养工作量。

4.2主要设备

本方案中使用的核心设备有两种，一是无人机探测设备，二是无人机干扰

拦截设备。

（1）无源无人机探测设备

无人机探测设备使用PD-360型全向民用无人机探测设备。该设备是基于对民用无人机下行的图传及链路信号的探测来实现对民用无人机的远程发现和方位识别，并给出预警信息。该单元采用频谱特征分析以及部分数据的解调来判断民用无人机的存在，适用于绝大多数国产、进口以及自行组装的消费级、工业级、玩具级民用无人机，由于采用频谱特征和数据解调分析等多重手段，并采用多接收机并行工作的方式，具有识别准确率高、虚警率低、识别速度快的特点。

该设备具有以下功能和特点：

￭远程发现空中的民用无人机；

￭判断空中民用无人机的方位；

￭对部分民用无人机的品牌型号进行识别；

￭通过控制接口实时上传告警及识别结果，支持无线方式与拦截设备联动；

￭无需电脑，可以独立工作，长期运行高可靠免维护。

表1：无人机探测设备技术指标