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CICC原创|万字长文介绍反无人机系统的发展

2020-04-02 17:24 性质:转载 作者:中国指挥与控制学会 来源:中国指挥与控制学会
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无人机技术进展

无人机技术本身并没有停滞不前,这一领域的进步将对反无人机系统提出新的挑战。随着无人机系统市场的扩大和无人机类型变得更加多样化,反无人机系统将需要足够灵活,以检测和压制各种形状和尺寸的无人机。它们可以从能够以非常高的速度携带重型有效载荷的大型无人机,到可能只有几克重的低空飞行的微型侦察无人机。

从反无人机的角度来看,个别技术进步可能带来独特的挑战。或许近期最值得注意的是,有机构正在积极研发能够在无全球定位系统的环境下工作的无人机,这种无人机能够抵御任何类型的干扰(这是目前市场上最常见的拦截方法)。例如,据俄罗斯官方媒体报道,俄罗斯军方计划在北极地区部署无GLONASS监视的无人机,以便在广阔的区域内跟踪船只;与此同时,美国国防高级研究计划署正在开发可以20米/秒速度飞行的无GPS自动多旋翼无人机。

其他的研究方向是寻求开发能够主动对抗干扰或欺骗攻击的系统。最终,无人机可以通过编程来避开干扰机瞄准的特定频率,或者在检测到干扰信号时切换宽频带,或者启动一系列规避动作。现代GPS接收机也越来越多地被设计成将来自地面的干扰降到最低,这可以使它们很难与地面系统相提并论。另一些正在开发的功能是检测传入的欺骗攻击。

类似地,消费者无人机可能很快就可以通过移动LTE网络而不是通过RF链路进行控制。LTE无人机可以在一篇论文所描述的“基本上无限的操作范围”下运行,这使得飞行员更难找到。此外,在不对无处不在的蜂窝通信干扰的情况下,LTE无人机难以被干扰系统拦截。

并非所有这些进步都是出于让无人机更难对付的目的。有点讽刺的是,这些进步中的许多都是由提高无人机安全性的努力推动的。如今,某些商用无人机已经标配了跳频系统,这一功能旨在与操作人员建立更具弹性的连接,从而使飞机更能抵御干扰。Zürich大学的研究人员正在开发一种多旋翼无人机,可以近距离自主躲避快速移动的物体。这个想法是为了使无人驾驶飞机能够避开鸟类或其他飞机等障碍物,但同样的功能也可以使无人驾驶飞机避开蚊帐和其他投射物。

C-UAS技术的普及也将加速技术的发展,使C-UAS系统对反措施尤其是军事环境下的反措施缺乏有效性。例如,无人机可能被编程成以使其难以用自动目标检测算法检测的模式运行。旋翼可能会被修改以抑制无人机的发动机噪音,从而使其能够避开声学探测军用无人机可能会携带设备来检测即将到来的欺骗攻击。无人机的设计方式可能会降低其雷达信号(有人推测,正是由于这个原因,ISIS无人机经常被胶带包裹)。各组织可能会将装有炸药的无人机的“发射点”位置编程为其预定目标,这样,如果无人机受到干扰并启动“返回发射点”模式(许多商用无人机的标准功能),它将直接飞到C-UAS试图保护的地方。

最后,无人机群(或简单的多无人机群)的出现将从防御的角度提出一系列特别令人恼火的技术挑战。一个无人机群的“射击”次数将比任何拦截系统的“射击”次数都要少,例如十架无人机对抗一门只有五张网的网炮。机群也会以比机群本身更小的有效探测或拦截区域击败任何反无人机系统;例如,定向干扰机只发射一束窄的无线电频率,因此,它们对散布在比该波束宽的区域的一组无人机无效。某些探测和跟踪产品甚至可能无法同时跟踪超过几个无人机。“机群”不必是动态的或真正自主的,就可以实现这些效果;十个单独的无人机操作员齐飞十架无人机,可能和真正的十架飞机的自主集群一样难以防御。虽然许多公司正在开发能够减少多架来袭飞机的反无人机产品,但这仍然是一种待发展能力。

缺少操作数据

关于已部署系统的运行记录,明显缺乏信息。在编写本报告时,没有一家C-UAS制造商会提供其产品在实际使用中的性能细节。这种信息真空使得未来的C-UAS所有者很难知道哪些实际有效,哪些无效,预测潜在问题,并选择最适合他们需求的系统。

成本

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