國內(nèi)首個(gè)高端反無人機(jī)系統(tǒng)的功能、組件、應(yīng)用案例詳解

眼下全球正進(jìn)入無人機(jī)時(shí)代，無人機(jī)的應(yīng)用呈爆炸式增長。隨著以無人機(jī)為代表的“低慢小”飛行器的蓬勃發(fā)展，其帶來的威脅和風(fēng)險(xiǎn)也逐漸顯露出來。2017年，國內(nèi)多家機(jī)場發(fā)生了惡性無人機(jī)黑飛事件，多架無人機(jī)入侵機(jī)場凈空保護(hù)區(qū)，妨礙航班運(yùn)行安全的事件嚴(yán)重影響了航空運(yùn)輸飛行安全和社會公共安全。

另外，以輕型、超輕型無人飛機(jī)、航模、三角翼等為代表的“低、慢、小”目標(biāo)成本低廉、容易獲取、操作方便，極易被暴恐分子利用。2018年8月4日，在加拉加斯舉行的委內(nèi)瑞拉國民警衛(wèi)隊(duì)組建81周年慶?；顒又校l(fā)生了針對總統(tǒng)馬杜羅的無人機(jī)襲擊事件，造成7名國民警衛(wèi)隊(duì)人員受傷。

目前世界各國政府由于缺乏對于民用無人機(jī)行業(yè)和用戶的有效監(jiān)管手段，導(dǎo)致民用無人機(jī)非法入侵機(jī)場、監(jiān)獄、軍事敏感部門、大型活動現(xiàn)場，公民私宅等事件屢禁不止。民用無人機(jī)能夠攜帶照相機(jī)、武器、有毒化學(xué)物質(zhì)和爆炸物，用于偷拍公民個(gè)人隱私、間諜行為、走私活動甚至暴恐襲擊，嚴(yán)重侵犯了公民個(gè)人合法權(quán)益，甚至對國家安全構(gòu)成了重大威脅。

羚控反無人機(jī)安防系統(tǒng)，針對機(jī)場區(qū)域防護(hù)對無人機(jī)系統(tǒng)化和常態(tài)化防控的迫切需求，以及民用無人機(jī)“黑飛”、“亂飛”現(xiàn)象日益增加導(dǎo)致的航空安全迫切需求，解決了目前無人機(jī)反制體系所存在復(fù)雜場景下的整體布局協(xié)控難、發(fā)現(xiàn)辨識難、處置打擊難等問題。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍、遠(yuǎn)距離、多目標(biāo)的無人機(jī)目標(biāo)綜合識別和安全可靠攔截。能夠?qū)ο到y(tǒng)布防區(qū)域內(nèi)的無人機(jī)飛行情況進(jìn)行全天候、多手段的自動監(jiān)控，并對疑似目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)上報(bào)和準(zhǔn)確定位跟蹤，采用多手段的綜合攔截方式，避免無人機(jī)攔截時(shí)造成的二次毀傷，實(shí)現(xiàn)安全攔截。能夠滿足國防、邊防、監(jiān)獄、機(jī)場、大型活動現(xiàn)場等場景下的反無人機(jī)安防需求。

反無人機(jī)安防網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)

安防網(wǎng)絡(luò)防控響應(yīng)預(yù)案

1.反無人機(jī)單節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)入侵無人機(jī)，對無人機(jī)目標(biāo)進(jìn)行攔截 ，并上報(bào)給反無人機(jī)安防指控中心。

2.反無人機(jī)安防指揮中心根據(jù)入侵事件類型、同一時(shí)刻各安防節(jié)點(diǎn)上報(bào)入侵事件數(shù)量判斷事件性質(zhì)，向公安機(jī)關(guān)通報(bào)事件。

3.公安機(jī)關(guān)啟動應(yīng)急響應(yīng)，對非法無人機(jī)操作人員進(jìn)行抓捕。

反無人機(jī)安防網(wǎng)絡(luò)防控流程

反無人安防部署全局網(wǎng)絡(luò)示例

反無人機(jī)全局部署方案

1.設(shè)置反無人機(jī)安防指揮中心

反無人機(jī)安防指揮中心能夠?qū)θ址秶鷥?nèi)無人機(jī)安防情況進(jìn)行全天候、不間斷、全局指揮。根據(jù)非法無人機(jī)入侵事件，生成無人機(jī)安防態(tài)勢，調(diào)控全局范圍內(nèi)反無人機(jī)安防力量，對無人機(jī)入侵事件進(jìn)行快速響應(yīng)、即時(shí)處置，并向公安機(jī)關(guān)進(jìn)行事件通報(bào)，協(xié)助公安機(jī)關(guān)進(jìn)行相關(guān)事件的偵查、抓捕行動。

2.布防節(jié)點(diǎn)設(shè)置

⑴政府、法院、公安局等政府機(jī)關(guān)單位

⑵火車站、汽車站、機(jī)場等物資流動重要節(jié)點(diǎn)

⑶油田、加油站、儲油設(shè)施等安防、反恐重點(diǎn)區(qū)域

⑷體育場、廣場等人員密集區(qū)域

⑸其他具有反無人機(jī)安防需求的區(qū)域

3.靈活的節(jié)點(diǎn)部署方案選擇

羚控反無人機(jī)安防系統(tǒng)，能夠根據(jù)單防御節(jié)點(diǎn)的環(huán)境場景及防御需求，靈活的選擇產(chǎn)品配置，做到安防可靠性高、場景適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)境影響小的特點(diǎn)。

反無人機(jī)系統(tǒng)工作流程

主要應(yīng)用領(lǐng)域：反恐、安防領(lǐng)域

反無人機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品組件

預(yù)警雷達(dá)子系統(tǒng)：一代有源雷達(dá)（LSR-100）

一代有源雷達(dá)（LSR-100）天線掃描采用一維機(jī)械掃描方式（方位）。具有波束捷變、多目標(biāo)跟蹤、低功耗、低成本、對人體無傷害等特點(diǎn)。

主要功能：

1.搜索跟蹤功能

空慢速小目標(biāo)大范圍搜索

多目標(biāo)跟蹤與光電引導(dǎo)

2.提供目標(biāo)信息：目標(biāo)編號、距離、高度、方位角、速度（徑向、東/北向）

3.雷達(dá)監(jiān)視畫面中目標(biāo)可與電子地圖疊加顯示

4.與指揮中心及其他子系統(tǒng)通信互連

5.具有自檢測試功能

技術(shù)指標(biāo)：

■作用距離：

微型無人機(jī)：2km

小型無人機(jī)：4km

中型無人機(jī)：6km

■最小可檢測目標(biāo)徑向速度：2m/s

■方位覆蓋范圍：360°可選

預(yù)警雷達(dá)子系統(tǒng)：二代有源雷達(dá)（LSR-200）

二代有源雷達(dá)（LSR-200）提供了距離、高度、方位角、速度（徑向、東/北向）等目標(biāo)信息，并產(chǎn)生雷達(dá)圖像，選取Ku波段，采用線性調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）工作體制，天線掃描采用一維電掃方式（方位）。在同等天線口徑條件下，Ku波段天線具有分辨率高、地雜波能量小、抗多路徑效應(yīng)和體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn)，適用于對小型無人機(jī)等低空微小目標(biāo)的探測。

主要功能：

1.Ku波段工作，采用一發(fā)收、收發(fā)分置的頻連續(xù)波相控陣體制

2.作用距離遠(yuǎn)、空域覆蓋范圍大、分辨率高

3.支持多系統(tǒng)組網(wǎng)，構(gòu)建低空安全防護(hù)網(wǎng)

4.具備高精度測角、多普勒測速、線性調(diào)頻連續(xù)波測距、多目標(biāo)探測與穩(wěn)定跟蹤能力

技術(shù)指標(biāo)：

■方位覆蓋范圍：90°

■俯仰覆蓋范圍：17°

■探測距離：

微型無人機(jī)（RCS為0.01㎡）：2km；

小型無人機(jī)（RCS為0.1㎡）：3km

中型無人機(jī)（RCS為1㎡）：6km；

■跟蹤角精度≤2.5°

■距離精度≤5

■最小可檢測目標(biāo)速度：2m/s

■多目標(biāo)跟蹤數(shù)≥32

預(yù)警雷達(dá)子系統(tǒng)：三代有源雷達(dá)（LSR-300）

三代有源雷達(dá)（LSR-300）型要地防務(wù)雷達(dá)采用微波探測方式，可不受惡劣天氣影響，在重要區(qū)域附近實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大空域范圍探測跟蹤低、小、慢目標(biāo)，并能夠獲得較高精度的目標(biāo)信息，因此主要使用于要地監(jiān)控管理系統(tǒng)，用作監(jiān)控目標(biāo)的探測跟蹤傳感器，為監(jiān)控管理系統(tǒng)提供準(zhǔn)確目標(biāo)信息，從而為反無人機(jī)系統(tǒng)對目標(biāo)的分類識別、攔截處置等提供預(yù)警引導(dǎo)信息。

主要功能：

1.雷達(dá)搜索與跟蹤功能：

低空慢速小目標(biāo)大范圍搜索

多目標(biāo)跟蹤與光電引導(dǎo)

2.可在邊境線、重要的政治/經(jīng)濟(jì)中心、核電站等組網(wǎng)監(jiān)視

3.低功耗、全固態(tài)化設(shè)計(jì)，高可靠性、高性價(jià)比；

4.全天候?qū)崟r(shí)探測，同時(shí)多目標(biāo)持續(xù)跟蹤

5.支持以雷達(dá)跟蹤目標(biāo)信息，引導(dǎo)光電成像對目標(biāo)確認(rèn)與識別。

6.有源相控陣體制，作用距離遠(yuǎn)

7.可提供高度信息，為三坐標(biāo)雷達(dá)

8.采用高效、高速可編程信號/數(shù)據(jù)處理，功能擴(kuò)展簡單易行。

技術(shù)指標(biāo)：

■重量：≤45kg；

■工作頻段：X波段，帶寬400MHz

■雷達(dá)體制：有源相控陣、PD處理、三坐標(biāo)（3D）雷達(dá)

■探測距離：

小型無人機(jī)（RCS≥0.1㎡）：8km

微型無人機(jī)（RCS≥0.01㎡）：4.5km

■探測范圍： 360°環(huán)掃或扇掃可控；

無源雷達(dá)

無源雷達(dá)主要利用目標(biāo)在空間已經(jīng)存在的非合作輻射源的反射或目標(biāo)本身輻射的電磁信號，探測目標(biāo)的存在，獲取目標(biāo)信息，并給出目標(biāo)參數(shù)。相比于有源探測需要自身發(fā)射信號， 無源雷達(dá)不需要自身發(fā)射信號。適用于對隱蔽需求較高的部署場景。

主要功能

1.針對低、小、慢無人機(jī)等目標(biāo)進(jìn)行無源探測、定位、識別；

2.采用時(shí)域、空域、頻域測量分析相結(jié)合的方式，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、定位目標(biāo)；

3.分析識別目標(biāo)，給出目標(biāo)信息，并能對威脅信號進(jìn)行告警。

技術(shù)指標(biāo)

■頻率覆蓋范圍：80MHz~5.8GH區(qū)間存在的已知目標(biāo)

■動態(tài)范圍：單音動態(tài)＞50dB

■脈寬測量范圍：1us~2ms

■最大處理寬帶：40MHz

■測頻精度優(yōu)于1MHz rms

光電搜索識別跟蹤子系統(tǒng)

光電搜索識別跟蹤子系統(tǒng)主要由圖像采集單元和圖像處理單元組成，而圖像采集單元由可見光攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)、云臺、夜視儀控制器、數(shù)據(jù)傳輸線等部分構(gòu)成。圖像采集單元主要有紅外夜視儀，通過此系統(tǒng)來采集圖像，并發(fā)送給圖像處理單元。圖像處理單元主要為PC機(jī)，在PC上運(yùn)行圖像處理算法，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測和分類識別。

主要功能：

1.該系統(tǒng)可對微小型無人機(jī)等“低慢小”目標(biāo)進(jìn)行搜索、識別和跟蹤

2.具有可見光、紅外兩種體制

3.與預(yù)警雷達(dá)子系統(tǒng)進(jìn)行通信互聯(lián)、協(xié)同工作

4.對伺服轉(zhuǎn)臺進(jìn)行控制

5.對無人機(jī)進(jìn)行檢測、識別和跟蹤

6.對無人機(jī)的方位和高度進(jìn)行估算

7.輸出無人機(jī)的坐標(biāo)等信息

技術(shù)指標(biāo)：

■鏡頭：38X光學(xué)變焦，自動光圈功能f=8.5~323mm,F1.8~F6.1

■智能降噪：支持3D降噪

■圖像格式：H.264視頻解碼，1080全高清，雙碼流

■識別距離：1km，無人機(jī)直徑不小于50cm

■聚焦系統(tǒng)：自動/手動，獨(dú)有夜間快速聚焦技術(shù)

定向電子干擾子系統(tǒng)

定向電子干擾子系統(tǒng)是為有效應(yīng)對“低慢小”無人飛行器而研制的無線電電子對抗系統(tǒng)。它可以對無人飛行器所使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）、無線遙控器進(jìn)行干擾，進(jìn)而切斷無人飛行器與后臺操控者的“臍帶”聯(lián)系，從而達(dá)到防控?zé)o人飛行器的目的。

主要功能：

1.對微小型無人機(jī)等“低慢小”目標(biāo)進(jìn)行定向電子干擾與對抗

2.對衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）進(jìn)行干擾

3.對無人機(jī)遙控遙測鏈路系統(tǒng)進(jìn)行干擾

4.與指揮中心進(jìn)行通信，接收指揮中心命令

技術(shù)指標(biāo)：

■工作頻段：

0.8GHz～0.95GHz

1.15～1.6GHz

2.4～2.5GHz

5.7～5.85GHz

■有效輻射功率：50dbm

■干擾信號類型：白噪聲、單頻、掃頻、脈沖等

■干擾距離：2km

手持式電子干擾

手持式電子干擾能夠?qū)o人機(jī)的圖傳信號、數(shù)傳信號、遙控信號、GPS信號進(jìn)行干擾，從而迫使無人機(jī)降落或返回起飛點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)入侵?jǐn)r截。具有攜帶方便、成本低廉等特點(diǎn)。

主要功能：

1.可對微小型無人機(jī)等“低慢小”目標(biāo)進(jìn)行定向電子干擾與對抗

2.對衛(wèi)星導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）進(jìn)行干擾

3.對無人機(jī)遙控遙測鏈路系統(tǒng)進(jìn)行干擾

4.便攜式手持式干擾

技術(shù)指標(biāo)：

■產(chǎn)品尺寸： 800mm x 300mm x 150mm

■外包裝尺寸： 930mm x 400mm x 210mm

■.產(chǎn)品裸機(jī)重量： ≤3kg

■控制距離： 0~1500m

■工作頻段： 2.4GHz、5.8GHz、1.5GHz

■持續(xù)工作時(shí)間： 4h

■有效管制距離： 0~1500m

■干擾頻段： 2.4GHz、5.8GHz、1.5GHz

車載反無人機(jī)系統(tǒng)

車載反無人機(jī)系統(tǒng)將上述雷達(dá)子系統(tǒng)、光電搜索識別跟蹤子系統(tǒng)和定向電子干擾子系統(tǒng)集成在一輛汽車上，能夠大幅提升反無人機(jī)系統(tǒng)的移動性和靈活性。其集成度高、機(jī)動性強(qiáng)、現(xiàn)場部署迅速。

從軍用角度而言，戰(zhàn)時(shí)靈活機(jī)動布置是適應(yīng)現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭的必然要求。

從民用角度而言，車載無人機(jī)反制系統(tǒng)能夠向外租賃，應(yīng)用于大型活動現(xiàn)場或?qū)Ψ礋o人機(jī)有短時(shí)或單次需求的其他場景。這樣對用戶而言，在滿足其對反無人機(jī)安全需求的同時(shí)，大幅降低其安保成本。

車載反無人機(jī)系統(tǒng)是上述子系統(tǒng)的車載集合，其技術(shù)指標(biāo)同上。

捕獲無人機(jī)系統(tǒng)

捕獲無人機(jī)系統(tǒng)是反無人機(jī)安防系統(tǒng)的一個(gè)機(jī)動節(jié)點(diǎn)，是對非法無人機(jī)進(jìn)行進(jìn)程攔截、撒網(wǎng)捕獲的特種無人機(jī)。采用大型無人機(jī)掛載柔性捕獲網(wǎng)的方式，直接對目標(biāo)無人機(jī)進(jìn)行捕獲。

垂直起降傾轉(zhuǎn)4旋翼無人機(jī)

垂直起降傾轉(zhuǎn)4旋翼無人機(jī)能夠捕獲體型相對較大的非合作無人機(jī)目標(biāo)。在起飛及降落時(shí)采用旋翼定翼姿態(tài)，飛至高空后，可切換至固定翼姿態(tài)。

主要功能：

1.起飛靈活，飛行速度高，長航時(shí)，大載荷

2.可用于測繪、邊境巡邏

3.可用于反制無人機(jī)系統(tǒng)的捕獲無人機(jī)子系統(tǒng)

技術(shù)指標(biāo)：

■機(jī)身總長：2.18m

■翼展：4.3m

■最大起飛重量：33kg

■有效載荷：5—7kg

■巡航速度：100km/h

■飛行升限：3000m

■航時(shí)：90mins

■推進(jìn)方式：電機(jī)

捕獲無人機(jī)系統(tǒng)：八旋翼無人機(jī)

主要功能：

1.部署快捷方便，對飛行場地要求低

2.全自主飛行控制，接近目標(biāo)無人機(jī)，具有視覺末端制導(dǎo)功能，攔截非法無人機(jī)、撒網(wǎng)捕獲目標(biāo)

3.具有自主航線規(guī)劃和超聲/視覺避障功能，可躲避高壓線及其他空中障礙物

技術(shù)指標(biāo)：

■展開展品規(guī)格：軸距155cm，高70cm

■折疊展品規(guī)格：58*58*60cm

■最大起飛重量：20kg

■巡航速度：5m/s

■最大平飛速度：10m/s

■續(xù)航時(shí)間：30mins

防御節(jié)點(diǎn)控制中心

防御節(jié)點(diǎn)控制中心主要包括PC機(jī)、顯示器和操作按鍵等必要設(shè)施，保障操作人員完成對實(shí)時(shí)視頻和報(bào)警信息的接收處理及命令的下達(dá)。

應(yīng)用案例-機(jī)場部署方案

機(jī)場南北長約4km，東西寬約3km

●有源雷達(dá)探測的最大距離為6km，因而需要4組有源雷達(dá)

●光電預(yù)警系統(tǒng)的最大光學(xué)識別距離距離為2km，因而需要6組光電預(yù)警系統(tǒng)

●定向電子干擾子系統(tǒng)作用范圍為2km，因而需要6組定向電子干擾子系統(tǒng)

●捕獲無人機(jī)系統(tǒng)的地面站會與機(jī)場通信信號相互干擾，因而不在機(jī)場附近區(qū)域部署

應(yīng)用案例-監(jiān)獄部署方案

需求背景：

安防場地范圍為430m*400m的矩形區(qū)域。無人機(jī)威脅來自于兩個(gè)方面，其一，遠(yuǎn)距離入侵投送物品或非法航拍的無人機(jī)；其二，圍墻外側(cè)近距離放飛的入侵無人機(jī)。

需求分析：

在該案例中，該區(qū)域相對空曠，安防方位小，安防等級較高，有崗哨24小時(shí)不間斷把守。該單位希望將無人機(jī)完全阻隔在圍墻之外，需要對無人機(jī)目標(biāo)進(jìn)行全天候的快速攔截。

選用設(shè)備：

二代有源雷達(dá)、光電預(yù)警系統(tǒng)用來對高空目標(biāo)進(jìn)行檢測；用于對進(jìn)抵目標(biāo)進(jìn)行檢測。

定向式電子干擾，用于對無人機(jī)目標(biāo)進(jìn)行攔截。