為促進(jìn)低空空域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國從2009年起開始逐步推進(jìn)低空空域管理改革試點(diǎn)工作，2020年起已有序開放低空空域，期間無人機(jī)數(shù)量以幾何級(jí)暴增，與此同時(shí)無人機(jī)“黑飛”問題也日趨凸顯。全球范圍內(nèi)頻頻發(fā)生無人機(jī)擾航、走私、甚至恐怖襲擊等事件，嚴(yán)重影響到社會(huì)公共安全和人們正常生產(chǎn)生活秩序。由于無人機(jī)具有“低、慢、小”的特點(diǎn)，這給無人機(jī)管控大大增加了難度，其中核心的技術(shù)難題在于有效預(yù)警、定位、跟蹤和反制。當(dāng)前無線電測(cè)向和雷達(dá)等傳統(tǒng)反制技術(shù)手段都難以全面應(yīng)對(duì)“黑飛”無人機(jī)的安全威脅，低空管制依然成為軍地雙方共同面臨的一大難題，研究無人機(jī)反制技術(shù)裝備在低空空域管理中的應(yīng)用迫在眉睫。

一、無人機(jī)的特點(diǎn)及反制難點(diǎn)

  隨著自主組網(wǎng)技術(shù)、任務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及載荷小型化的快速發(fā)展，無人機(jī)增強(qiáng)了其態(tài)勢(shì)感知能力和抗干擾能力，能夠高效協(xié)同執(zhí)行任務(wù),靈活機(jī)動(dòng)性高、抗毀傷能力強(qiáng)，此外無人機(jī)還具有操作簡(jiǎn)單、飛行速度低、體積小、成本低廉、可搭載載荷等特點(diǎn)，隨著攻擊目標(biāo)、手段的復(fù)雜化以及大規(guī)模殺傷化，其不僅能夠遂行目標(biāo)探測(cè)偵察、協(xié)同破壞攻擊等威脅任務(wù)，更具危害性。無人機(jī)通過搭載雷達(dá)、光電及紅外傳感器、拍攝載荷、通信中繼載荷等,可對(duì)重點(diǎn)區(qū)域及敏感場(chǎng)所進(jìn)行偷拍攝像和測(cè)繪拍照，獲取保密信息。通過裝載武器、有毒化學(xué)物質(zhì)和爆炸物，進(jìn)行火力攻擊、恐怖襲擊及自殺式打擊，造成人員傷亡及目標(biāo)摧毀。結(jié)合無人機(jī)特點(diǎn)及使用場(chǎng)景，綜合分析總結(jié)無人機(jī)反制的難點(diǎn)如下：

1.機(jī)身體積小且材料偏向非金屬，隨著復(fù)合及隱身化技術(shù)材料的發(fā)展，造成探測(cè)發(fā)現(xiàn)、識(shí)別預(yù)警的難度增加。

2.無人機(jī)技術(shù)的獲取門檻降低,造成恐怖分子利用其實(shí)施恐怖襲擊的幾率增大。

3.無人機(jī)攻擊和防護(hù)的能力提升,靈活機(jī)動(dòng)性高,造成處置難度增大。

4. 無人機(jī)搭載載荷的多樣化發(fā)展，造成未來戰(zhàn)爭(zhēng)面臨抵近偵察、電子干擾、火力引導(dǎo)、自殺式攻擊等威脅。

二、無人機(jī)反制裝備發(fā)展現(xiàn)狀

1.國外發(fā)展現(xiàn)狀

  隨著無人機(jī)的廣泛應(yīng)用，世界各國紛紛開展無人機(jī)反制技術(shù)的研究與反制裝備的研制，開發(fā)出不同技術(shù)、不同類型、不同平臺(tái)的無人機(jī)反制裝備。在實(shí)際運(yùn)用中已發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)，但反制技術(shù)還不成熟，有待于發(fā)展。如2022年3月15日，美國發(fā)布的《反無人機(jī)技術(shù)報(bào)告》中指出：反無人機(jī)技術(shù)成熟度受制于使用權(quán)限限制、技術(shù)能力有限以及有破壞關(guān)鍵通信系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)能力有限體現(xiàn)在反無人機(jī)系統(tǒng)的打擊或干擾有效距離有限，干擾或禁用距離僅在300m左右；存在破壞關(guān)鍵通信系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，體現(xiàn)在測(cè)試、評(píng)估和開發(fā)的反無人機(jī)裝備針對(duì)性并不完善,更適用于特殊環(huán)境,不適用于城市或機(jī)場(chǎng)附近等環(huán)境，可能會(huì)破壞合法和重要的通信系統(tǒng)，干擾通信后可能會(huì)造成無人機(jī)或其他設(shè)備墜落、爆炸,從而造成附帶傷害及影響。

2.國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

  近年來，盡管國內(nèi)無人機(jī)反制的技術(shù)手段及裝備得到了較大發(fā)展，但在實(shí)際中反制裝備及其相關(guān)技術(shù)仍難以滿足需要，大多只適用于較簡(jiǎn)單的環(huán)境，適用于大范圍、遠(yuǎn)距離等復(fù)雜環(huán)境下的技術(shù)手段還不夠成熟。目前使用的無人機(jī)反制技術(shù)裝備雖具備一定的偵測(cè)和反制能力，但都存在著互不兼容、信息孤島等問題。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息無法共享、無法聯(lián)網(wǎng)，仍停留在單兵被動(dòng)防御階段，失去了及時(shí)預(yù)警跟蹤的機(jī)會(huì)窗口。利用無線電偵察手段，在城市電磁環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域里設(shè)備無法正常工作；利用雷達(dá)偵察手段，對(duì)小型無人機(jī)、低空無人機(jī)偵測(cè)反制能力較差，地形也會(huì)影響雷達(dá)偵察效果。盡管當(dāng)前無人機(jī)反制技術(shù)手段很多，但無論采用哪種手段都是這些技術(shù)的簡(jiǎn)單組合，難以對(duì)低空無人機(jī)進(jìn)行有效偵測(cè)反制，互相干擾的情況還時(shí)有發(fā)生。如何解決這些反制技術(shù)難題？筆者將在下文闡述自己的想法。

三、無人機(jī)反制技術(shù)手段及自組網(wǎng)低空管控平臺(tái)

  當(dāng)前，無人機(jī)反制領(lǐng)域已有諸多基于不同原理的反制技術(shù)，根據(jù)其作用形式的不同進(jìn)行分類，如圖1所示。

  

1.探測(cè)跟蹤技術(shù)

（1）雷達(dá)探測(cè)

  目前，雷達(dá)探測(cè)技術(shù)是最主要的發(fā)現(xiàn)方式,利用無人機(jī)機(jī)身對(duì)電磁波的反射原理進(jìn)行偵測(cè)定位，但由于無人機(jī)的結(jié)構(gòu)材料通常采用高復(fù)合新材料，其透波性強(qiáng)，普通雷達(dá)難以探測(cè)。其次是無人機(jī)體積較小，對(duì)應(yīng)的雷達(dá)散射面積也較小，致使雷達(dá)難以探測(cè)到無人機(jī)，即便探測(cè)到可能也已經(jīng)距離很近難以做出反應(yīng)。再次是無人機(jī)產(chǎn)生的回波微弱與飛鳥等物體的特征相似，增加了雷達(dá)識(shí)別的難度。同時(shí)，由于無人機(jī)受低空及地面強(qiáng)雜波影響大，復(fù)雜環(huán)境下易造成電磁波遮擋，加大了雷達(dá)的探測(cè)難度，故雷達(dá)探測(cè)雜波抑制技術(shù)、雷達(dá)分布式組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展就顯得十分重要。

（2）光電識(shí)別跟蹤

  光電識(shí)別跟蹤技術(shù)是利用可見光或紅外傳感器對(duì)目標(biāo)反射或輻射的光波差異來探測(cè)識(shí)別無人機(jī)。鑒于無人機(jī)具有飛行高度低、速度慢、體積小的特點(diǎn)，現(xiàn)階段對(duì)無人機(jī)的偵測(cè)多依賴于紅外探測(cè)、光學(xué)成像方式，但仍存在技術(shù)局限性。

（3）無線電監(jiān)測(cè)

  無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)是對(duì)偵察到的電磁信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并采集，通過對(duì)其飛控及圖傳信號(hào)頻譜特征的分析,確定無人機(jī)機(jī)型及其特征，同時(shí)能夠偵測(cè)定位到無人機(jī)的操作人員，是目前進(jìn)行無人機(jī)探測(cè)、識(shí)別較為有效的方法之一。

（4）聲音監(jiān)測(cè)

  聲音監(jiān)測(cè)技術(shù)是利用高靈敏度的聲音傳感器，對(duì)無人機(jī)在飛行過程中產(chǎn)生的聲音信號(hào)進(jìn)行接收、偵測(cè),將采集的聲音信號(hào)同事先保存的無人機(jī)音頻數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)識(shí)別無人機(jī)?，F(xiàn)階段的聲波探測(cè)主要有音頻指紋和聲波陣列接收兩種方式，這種技術(shù)局限性體現(xiàn)在由于無人機(jī)飛行過程中產(chǎn)生的聲音以及慢速飛行時(shí)產(chǎn)生的空氣噪聲小，導(dǎo)致檢測(cè)難度大。其次對(duì)數(shù)據(jù)庫依賴性高，無法識(shí)別數(shù)據(jù)庫未知的無人機(jī)，若在喧鬧的環(huán)境下聲波近乎無法探測(cè)，就算是可以進(jìn)行偵測(cè)也要在距離較近的情況下才更具參考價(jià)值。

2.干擾阻斷技術(shù)

（1）電磁干擾

  電磁干擾技術(shù)是通過發(fā)射射頻信號(hào),對(duì)無人機(jī)在飛行過程中產(chǎn)生的電磁波實(shí)施干擾，阻斷無人機(jī)在飛行中的遙控指令回傳，實(shí)現(xiàn)破壞甚至癱瘓其控制指揮能力的目的,從而迫使無人機(jī)自行降落或者受控返航。

  目前，現(xiàn)有的電磁干擾裝備成本低、操作簡(jiǎn)單、系統(tǒng)攜帶方便,但局限性在于電磁干擾效果不穩(wěn)定，特別是針對(duì)部分具有電磁波屏蔽性能和抗電磁干擾或使用非常規(guī)通信頻段的機(jī)型，且此類反制裝備對(duì)環(huán)境要求較高，在城市繁華區(qū)域容易嚴(yán)重影響正常使用的無線電信號(hào)。攜帶有毒物質(zhì)或爆炸物的目標(biāo)無人機(jī)危險(xiǎn)系數(shù)極高，反制時(shí)首先需要關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì),最好是通過遠(yuǎn)離人群來降低風(fēng)險(xiǎn)，再行處置。

（2）導(dǎo)航信號(hào)干擾

  導(dǎo)航信號(hào)干擾技術(shù)是利用信號(hào)發(fā)生器發(fā)出干擾無人機(jī)通信的電磁信號(hào),導(dǎo)致無人機(jī)在飛行過程中無法依靠衛(wèi)星導(dǎo)航，難以獲得準(zhǔn)確信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的有效干擾。

  目前，對(duì)導(dǎo)航信號(hào)干擾的方式大致分為升空干擾、星載干擾及地面干擾。前兩種方式的實(shí)現(xiàn)要求高、成本高，大多用于軍用領(lǐng)域，而地面干擾因其操作靈活性高，可部署使用在不同的干擾任務(wù)中，其中車載式GPS干擾能夠靈活架設(shè)、快速處置，是地面對(duì)抗的主要方式。

（3）聲波干擾

  聲波干擾主要通過設(shè)備發(fā)出與無人機(jī)陀螺儀頻率一致的聲波，使陀螺儀共振輸出錯(cuò)誤信號(hào)，達(dá)到干擾無人機(jī)穩(wěn)定飛行的目的，最終使其無法正常完成飛行任務(wù)。

  聲波干擾技術(shù)會(huì)對(duì)目標(biāo)無人機(jī)造成降落、墜毀、懸?；蚩罩斜P旋,對(duì)于前兩種響應(yīng)模式,必須將安全問題放在首要考慮，若在人群密集區(qū)域或城市環(huán)境中,需要第一時(shí)間疏散地面人群并清理地面設(shè)施，針對(duì)無人機(jī)懸停盤旋空中的情況，可利用升空設(shè)備或網(wǎng)捕技術(shù)進(jìn)行捕獲。目前該技術(shù)仍處于理論研發(fā)階段，而在聲波傳播過程中出現(xiàn)的衰減問題會(huì)是未來需要解決的技術(shù)問題。

3. 欺騙控制技術(shù)

（1）導(dǎo)航信號(hào)欺騙

  導(dǎo)航欺騙技術(shù)是通過對(duì)接收的無人機(jī)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行時(shí)間和多普勒調(diào)制給出虛假導(dǎo)航信息，使導(dǎo)航終端定位到欺騙信號(hào)設(shè)置的錯(cuò)誤位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)無人機(jī)的返航點(diǎn)及軌跡欺騙。

  無人機(jī)通常由專業(yè)操作人員或預(yù)編程序進(jìn)行控制飛行。目前很多無人機(jī)同時(shí)具備手動(dòng)控制功能和程序控制功能，可以靈活的根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行選擇及切換，對(duì)處于程序控制飛行狀態(tài)的無人機(jī)，難以通過接收操作指令來實(shí)現(xiàn)欺騙控制。

（2）無線電信號(hào)劫持

  無線電信號(hào)劫持反制技術(shù)是通過對(duì)無人機(jī)的鏈路信號(hào)、通信協(xié)議進(jìn)行解析，利用分析結(jié)果自主產(chǎn)生欺騙信號(hào)并注入到鏈路終端中，達(dá)到對(duì)無人機(jī)的控制。

  無線電信號(hào)劫持是目前國內(nèi)無人機(jī)反制領(lǐng)域較為先進(jìn)的一種技術(shù)，先進(jìn)性更多體現(xiàn)在技術(shù)難度大、普適性差。隨著科技的不斷發(fā)展，無人機(jī)通信協(xié)議與加密算法也在不斷升級(jí)進(jìn)步，破解無人機(jī)通信協(xié)議的難度也逐漸增加。

4.毀傷捕獲技術(shù)

（1）激光武器技術(shù)

  激光武器是利用定向發(fā)射的激光束,用于破壞無人機(jī)的機(jī)載電子設(shè)備及傳感器或直接摧毀目標(biāo)的反制技術(shù)。

  目前，激光武器系統(tǒng)價(jià)格高昂且配套系統(tǒng)比較復(fù)雜，在實(shí)際使用中，激光毀傷屬于直接火力打擊，故必須考慮擊落無人機(jī)會(huì)造成的次生傷害。該技術(shù)裝備不適用于人群密集的居民區(qū)域或城市環(huán)境，且會(huì)對(duì)目標(biāo)無人機(jī)造成永久性損傷，無法通過其獲取有用的情報(bào)信息。

（2）微波武器技術(shù)

  微波武器技術(shù)是通過定向輻射電磁波,即在短時(shí)間內(nèi)形成能量高度集中、功率高并有方向性的微波射束，進(jìn)入無人機(jī)機(jī)載設(shè)備內(nèi)部對(duì)電子元件實(shí)施物理破壞，使其失效或失能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)無人機(jī)的損傷。

（3）火炮和防空導(dǎo)彈

  火炮和防空導(dǎo)彈技術(shù)屬于傳統(tǒng)的防空模式，是常用的打擊無人機(jī)的方式。針對(duì)飛行重量大、飛行高度高的無人機(jī)可以采用該技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行摧毀。隨著無人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展升級(jí),現(xiàn)代防空系統(tǒng)也在過去防空系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴(kuò)展了精確制導(dǎo)、電子干擾等技術(shù),具備了目標(biāo)探測(cè)、跟蹤制導(dǎo)的能力。

（4）網(wǎng)捕

  網(wǎng)捕技術(shù)是通過纏繞無人機(jī)的旋翼來捕獲無人機(jī)并將其帶離任務(wù)區(qū)域，對(duì)可能攜帶危險(xiǎn)物品的無人機(jī)帶到安全位置進(jìn)行無附帶損傷的安全處置。由于無人機(jī)本身成本相對(duì)較低，若對(duì)方采用多批次、分散化的方式就會(huì)增大防御方的防控處置壓力,從而造成作戰(zhàn)成本上升以及高飽和的防空通道。

  綜上所述，不同的偵測(cè)設(shè)備在面對(duì)不同構(gòu)型、不同材質(zhì)甚至是對(duì)于無線電靜默飛行的無人機(jī)進(jìn)行偵測(cè)的過程中都存在著一定的缺陷，這其中最為重要的就是雷達(dá)對(duì)超低空飛行目標(biāo)和頻譜探測(cè)對(duì)無線電靜默目標(biāo)探測(cè)的問題。筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段較為理想的方案就是雷達(dá)+TDOA或者雷達(dá)+AOA進(jìn)行組網(wǎng)，俗稱“雞尾酒、組合拳”療法，應(yīng)用中已達(dá)到很好的探測(cè)效果。我們進(jìn)行過相關(guān)的測(cè)試，在雷達(dá)+TDOA系統(tǒng)應(yīng)用中，可以有效的保證對(duì)3公里范圍內(nèi)的飛行目標(biāo)進(jìn)行偵測(cè)。而AOA更好的應(yīng)用方式就是在雷達(dá)探測(cè)到無人機(jī)后，利用無線電測(cè)向的原理去找飛手。實(shí)際操作中需要采用技術(shù)手段將這些反制技術(shù)裝備有效結(jié)合到一起，構(gòu)建一個(gè)指揮網(wǎng)去串并聯(lián)指揮這些裝備協(xié)同工作。對(duì)重點(diǎn)防范目標(biāo)，建立低空周界安全防御系統(tǒng)和空中電子圍欄報(bào)警系統(tǒng)就是不錯(cuò)的選擇。以一款自組網(wǎng)無人機(jī)低空管控平臺(tái)舉例，適用于各種場(chǎng)合環(huán)境，在市區(qū)內(nèi)管控，推出了低成本的網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；在郊區(qū)，推出了兼顧有人通航飛機(jī)的低空監(jiān)測(cè)體系，該系統(tǒng)解決了對(duì)無人機(jī)低空預(yù)警探測(cè)與協(xié)同反制問題。在低空空域利用雷達(dá)、無線電偵測(cè)、衛(wèi)星定位等技術(shù)，將不同種類的無人機(jī)反制裝備連接在一起，形成無人機(jī)管控組網(wǎng)。每個(gè)反制裝備都在指揮中心的指揮下充分發(fā)揮自身效能，從單打獨(dú)斗模式進(jìn)化到協(xié)同作戰(zhàn)模式，達(dá)到了反制的目標(biāo)，構(gòu)建了一個(gè)低空空域無人機(jī)安全防御體系。

四、無人機(jī)反制技術(shù)在低空空域管理中的發(fā)展趨勢(shì)

  根據(jù)國家空管委規(guī)劃，低空空域管理改革試點(diǎn)省份建立一個(gè)低空空域協(xié)同運(yùn)行中心，逐步搭建中國的空中交通監(jiān)管系統(tǒng)。鑒于此要求，加強(qiáng)低空管制主要突出“審、偵、監(jiān)、控、擾、毀、罰”七個(gè)環(huán)節(jié)，從大的方面來講就是管理、控制。管理主要體現(xiàn)在法規(guī)制度，對(duì)于“低、慢、小”無人機(jī)管理，主要突出“管”要做到“空域限定、設(shè)備注冊(cè)、持證操作、監(jiān)控有力”。控制主要突出“控”就是使用技術(shù)層手段，利用技術(shù)手段采取黑白名單區(qū)分以及探測(cè)、感知、規(guī)避、拒止、取證等一系列安全措施。

1.構(gòu)建法規(guī)體系，為無人機(jī)低空管制提供法律保障

  目前，我國無人機(jī)管理還存在很多的問題及風(fēng)險(xiǎn)，包括國家對(duì)無人機(jī)安全管理的法律法規(guī)不健全、監(jiān)管主體不明確。當(dāng)務(wù)之急，要從國家層面進(jìn)行立法，將無人機(jī)的管理納入低空空域安全管控體制中，明確無人機(jī)的空域使用范圍、界限，確定無人機(jī)在低空空域的合法身份。建立完善低空空域無人機(jī)安全管理體制機(jī)制，明確職責(zé)分工，齊抓共管，協(xié)調(diào)配合，各負(fù)其責(zé)，進(jìn)一步完善中央空管委、軍航、民航、公安部、工信部等管理職能部門間的協(xié)同管理機(jī)制。

2.加強(qiáng)技術(shù)研究，發(fā)揮無人機(jī)反制技術(shù)裝備作用

  無人機(jī)反制是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，世界各國對(duì)無人機(jī)的反制手段多種多樣，但是哪種手段最有效、最可靠尚無定論。探測(cè)跟蹤技術(shù)、干擾阻斷技術(shù)、欺騙控制技術(shù)、毀傷捕獲技術(shù)四個(gè)類別對(duì)無人機(jī)反制的關(guān)鍵技術(shù)手段范圍、精度各不相同，難以避免會(huì)出現(xiàn)虛警、漏警的情況，特別是在復(fù)雜的城市環(huán)境中,反制裝備的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮各探測(cè)手段的特性，靈活采用頻譜掃描、雷達(dá)、光電、無人機(jī)管控網(wǎng)絡(luò)、人工智能等多方式協(xié)同探測(cè)，從而建立多偵測(cè)方式相結(jié)合的全天候、全方位探測(cè)系統(tǒng)，大大提高無人機(jī)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概率，有效應(yīng)對(duì)日趨嚴(yán)峻的無人機(jī)防控問題。

3.踐行軍民融合，致力軍地協(xié)同一體化低空監(jiān)控體系建設(shè)

  隨著空中交通領(lǐng)域通航和無人機(jī)應(yīng)用巨大擴(kuò)展，特別是“低慢小”無人機(jī)的大規(guī)模使用，給國家安全和地區(qū)穩(wěn)定帶來了巨大的威脅。當(dāng)前，我國周邊敵對(duì)力量多，低空空防安全壓力巨大。為降低低空空情漏警或誤判，嚴(yán)控低空空域開放成為軍方的“最優(yōu)”策略，但此項(xiàng)對(duì)策無法根本上提升對(duì)低空突防入侵目標(biāo)的探測(cè)發(fā)現(xiàn)與跟蹤監(jiān)視能力，國家空防安全短板仍然存在。

  為了滿足我國低空空域開放的需要，必須建立一個(gè)以低成本、高可靠性通信數(shù)據(jù)融合中心為基礎(chǔ)的低空空域監(jiān)控體系，協(xié)同一體化低空監(jiān)控體系可覆蓋全國重要城市、敏感區(qū)域、邊境地帶、航路以至于我國大部分地區(qū)。通過與飛行計(jì)劃、氣象網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)、民航通信系統(tǒng)的信息、低空管制系統(tǒng)交換共享，可以發(fā)展出創(chuàng)新型的服務(wù)體系，能夠提供飛行沖突探測(cè)，低高度告警，限制區(qū)侵入告警，機(jī)上商務(wù)辦公、導(dǎo)航等飛行服務(wù)。