跨界 · 融合 · 服務 · 創新
在探測預警方面,為了增強無人機全天候偵察探測能力,需要綜合集成雷達探測、光電探測、無線電探測等技術手段,通過分布式組網進行聯合感知,實現在不同任務場景下對無人機目標全天候、全方位、多手段的偵察探測和跟蹤監視。
“微輕小”無人機的反制手段單一,需以能力需求為導向,構建“軟硬殺傷”聯合打擊的無人機反制系統。軟殺傷針對“微輕小”無人機高度依賴控制鏈路的特點通常采取電磁干擾阻斷、信號欺騙壓制等方式,即通過對無人機遙控信號及圖傳、數傳信號進行干擾或使用無線電攻擊技術,阻斷、隔絕地面控制站向無人機發射的上行無線電控制信號,最終使無人機因無法收到指令信息原地迫降,或處于引導位置上空盤旋等待通聯,或原航線返回等。硬殺傷則是使用防空導彈、高射炮等傳統防空 武器進行火力打擊,使用定向能武器破壞或擊毀無人機的核心部件,達到直接摧毀無人機的目的。激光、微波、電磁脈沖等定向能武器具有打擊速度快、攔截效果好和效費比高等優勢,在應對無人機安全威脅方面也更具優勢。這類武器不僅能夠提供更高的精度、更快的速度,而且操作更安全,比傳統動能武器的性價比更高。
此外,現有的“微輕小”無人機反制系統還存在單點布控不具備大范圍無縫防御能力的問題。在大防區場景下,當前無人機反制系統難以實施全面實時有效管控,面對無人機“蜂群”數量高、突防作戰能力強、智能機間通信等特點,當前無人機反制系統也難以有效全面處置,同時存在智能化程度不高多依賴于人工盯防等問題。
四、“微輕小”無人機反制技術發展方向
針對當前“微輕小”無人機反制系統存在的不足,采用多手段融合、智能探測反制的反無人機系統在各行業應用中均產生了強烈需求。總體而言,未來反無人機系統的發展趨勢表現在以下幾個方面:一是構建網絡化預警體系,分布式多節點覆蓋;二是多種探測手段相融合,提升系統的穩定性;三是軟殺傷和硬殺傷相結合,確保威脅目標有效攔截。因此,行業一致將分布式無人機探測防御系統作為主要攻研方向。
分布式無人機探測防御系統依據分布式無人機探測防御系統平臺架構,構建分布式快速優化布站、多節點多設備自適應動態調度模型,設計多源感知信息融合策略,利用地理信息系統(GIS)進行全系統的布防區域、節點設備狀態、目標態勢全景展示。從而實現對“微輕小”無人機構建多探測源探測/數據融合,大范圍智能化無縫防控、多手段防御反制,打造空地一體多節點、多層次防御反制體系。
系統分布式架構設計通過網絡通信的方式,實現前端設備、分控中心及管控中心的系統互通。系統采用面向服務架構設計,通過標準的系統接入、推送協議,將系統的設備信息、目標數據、圖像信息等推送至系統平臺,實現對布防區域、節點設備狀態、目標態勢全景展示。
分布式快速優化布站模型則根據防御區域管控需求、應用場景、電磁環境等評估分析,優化設計防御區域布站節點,每個節點按照防區定義要求進行劃分,執行對應布站策略,完成快速構建全區域無人機探測防御系統。
多源感知信息融合策略是由系統融合多節點多設備數據信息,通過同節點雷達探測與光電跟蹤信息融合,提升系統探測跟蹤精度。通過同節點雷達探測與無線電偵測信息融合,有效提升系統探測概率、降低系統虛警率。通過融跨節點多設備信息融合實現了對目標的跨節點廣域連續鎖定跟蹤。
多節點多設備自適應動態調度模型可實時監測各節點負載變化、節點損毀或性能下降,通過跨節點雷達、光電、無線電協同調度,持續鎖定跟蹤,提高系統響應時間。運用多節點反制手段調度,進行目標多手段處置,實現全區域全時段的無人機探測防御能力。
系統內設備及相關反制技術方面也進行了諸多創新。系統采用的是自適應微輕小探測雷達,雷達信號具有準連續波特性、偽隨機特性及較好的隱蔽性,通過調整脈間隨機碼及脈內隨機碼參數,改變信號帶寬及時寬信息。利用大時寬帶寬積雷達信號的相關并行處理算法,提升微弱目標回波信號相關檢測能力。通過設備參數最優匹配的自適應調整策略,提升雷達對不同場景的通用性及靈活性。利用微普勒檢測的懸停無人機探測跟蹤方法,實現對懸停無人機的有效探測跟蹤。
無線電方面,通過引入基于機器學習的復雜電磁環境無人機信號監測技術,構建基于無人機目標多維度信號識別特征庫,有效區分合法及非法無人機。同時設備會根據不同類別無人機圖傳信號、遙控信號的時域、頻域等先驗信息,構造多尺度檢測模板,結合非極大值抑制算法實現無人機信號初步檢測處理,提高復雜電磁環境下無人機信號檢測率。采用單站比幅測向、雙站測向與時差結合、三站時差定位算法,對分布式多站環境下的目標信號進行靈活測向、定位處理。結合卡爾曼濾波算法進行點跡建航,實現對無人機的單站/多站聯合高精度測向定位,無線電監測方位精度的顯著提升。
場景應用方面,針對大防區全面防護的應用場景,分布式無人機探測防御系統能夠基于防御區域地理環境、管控需求、設備性能等進行分布式多節點部署評估分析。依據探測預警、確認識別、打擊處置等管控需求對防御區域內布站節點位置進行分層次優化設計,結合多節點設備性能分析進行多源目標信息融合識別、跟蹤、打擊,實現對入侵無人機的全區域多等級探測防御。針對無人機集群數量高、突防作戰能力強、智能機間通信等特點,分布式無人機探測防御系統搭建集空中多節點移動式機載設備、地面多節點固定位置設備及移動車載設備于空地一體多等級告警處置探測防御區域、空地節點協同溝通進行智能調度,進而形成空地一體的多節點、多等級、機動式防控系統,可有效防御集群目標。