_{反制无人机的新动向和新思维(2)}

New trend and new thinking of anti UAV

都世民（Du Shimin）

摘要：本文讨论反无人机的相关问题。面对无人机广泛应用的同时，却出现“黑飞”、恐袭、杀人无人机及其上战场等危害人类的前提下，反无人机技术应运而生，逐渐形成产业。近几年来，反无人机的兴起，出现的新技术和新动向与早先的思维有相当大的差异。

关键词：无人机，反无人机，新动向，科普

反无人机的传统思维

1. 无人机在军事上的应用

早先无人机是作为新武器打靶时的靶机、侦察、监视、目标指示，后来逐渐扩展应用于电子战、指揮控制、舰艇护航、毁坏评估、无线电中继站、诱饵、作战武器平台、后勤保障等诸多应用。

尽管无人机有很多功能为人类造福，可是事物都有两重性。

2. 无人机也会有负面作用

无人机空中拍摄会侵犯隐私；无人机可携带武器系统、化学有毒物质、爆炸物，可从事恐怖、间谍活动；无人机还可从事走私、贩毒等破坏活动；无人机还会干扰军机训练；会干扰民航机场正常运行；会干扰直升机救火；会干扰大型赛事活动和危及民众安全。

3.其典型事例

1)2013年9月15日，默克尔参加一场竞选集会时，一架无人机降落在她的旁边。

2)2014年7月，在伦敦希思罗国际机场，正准备降落的A320客机险些撞上无人机；

3)2015年1月27日，一架白色小型4轴旋翼无人机，坠毁在白宫南部草坪；

4)2015年4月22日，日本首相官邸房顶发现，一架经过改装的无人机；

5)2016年4月17日，还是在希思罗机场，一架A320客机在降落过程中撞上无人机；

6)2017年7月，为了避风，一名业余摄影师将一架4轴无人机，迫降在“伊丽莎白女王”号航母上，并且没有被发现；

7)无人机闯入机场、大型活动现场、军事管制区等事件则几乎是每天都在上演。

8)据统计机构数据显示，从2013年开始，全球无人机市场规模，每年以40%左右的增长率在急速扩张，预测到2019年全球民用无人机销量可达393万架（消费级约为300万架、工业级约为93万架）.无人机有可能沦为恐怖袭击工具，已经成为困扰各国安全部门的大问题。

9）无人机的快速发展与无序管理的状态危害极大，单纯靠控制无人机使用及限制使用条件，不能避免无人机可能带来的风险及危害。不可小视！

10）2017年中国民用无人机产量290万架，增长67.0%，到2020年，民用无人机产业持续快速发展，年产值达到600亿元，年均增速达40%以上。民用无人机的应用分为娱乐消费级无人机和工业级无人机两个层次，专家依据工业级无人机市场的刚性需求判断，工业级无人机市场未来五年将呈爆发式增长，成为国民经济的一个重要产业。只不过，这繁荣发展背后所面临的挑战也不可忽视。依据2017年的相关统计，我国目前约有2万架无人机处于“黑飞”状态。民用无人机干扰航班起降事件，也令公众对无人机飞行安全监管问题颇为关注。

图为肩抗式反无人机火箭筒

反无人机的难点

1.反制无人机的难点首先是探测难

相对有人驾驶飞机，无人机的优势有如下几方面：隐身性能好；突防能力强；神出鬼没，机动性强；效费比高；

因无人机体积小、重量轻、大部分用复合材料等非金属材料制成，只有发动机、电机、导线、电池之类是金属，形成的雷达散射截面积小，不易捕获。降低了雷达探测距离和发现概率。

无人机噪声源主要是发动机和飞行中产生的空气噪声，量值小。声学探测难。

防空高炮大都用红外火控技术。其它防空武器也有红外探测、激光探测技术，因无人机红外辐射低，难探测。在抗激光探测方面，釆用吸波、导光和透波等方式，已减小其反射。光电探测也难。

因此单一探测方式难奏效，采用多种探测方式是必要的。探测无人机信息主要是目标位置、操控频率、视频图像相关参数等。

2. 从放飞处击落不可能

无人机放飞多种多样，无需建大型机场起降，不同类型的无人机可以有不同方式起降，选择灵活，费用低。想从无人机起飞处发现和击落几何无可能。

3. 考虑效费比

因机上无人，无救生装置，可长时间续航。无人机造价低廉，通常是有人机的十分之一。另外培训费和燃料费也低。所以要以简单方式和低廉设备，击落无人机是困难的。

4. 从无人机飞行控制角度反制

无人机飞行控制通常有两种方式：一是预先编制的控制程序，实现自控飞行；二是通过遥控站控制无人机自控飞行。

无人机作为人类使用的工具，可完成各式各样任务，由早先的服务型，执行艰苦、肮脏、危险之类的任务，转变为攻击型、后勤保障型之类的任务。分布在海陸空和临近空间的各个层面。几乎各个兵种都可使用无人机。从飞行控制和执行任务的特点寻找反制方法是反无人机的常規思路。

无人机的运行是受地面控制。地面控制系统由遥控器。控制电路、无线数传电台和遥控接收机几部分组成。由遥控器产生遥控编码信号指令、測距基准信号，再经放大和调制，经发射天线发射，来控制无人机运行。而接收机要接受来自无人机的信息，进行解调，生成控制芯片。反制无人机切入点就是去接收这一过程的无线电信息。然后发出欺骗信号和干扰信号。从电子学科角度，这是电磁兼容学科的研究范畴。

另外，无人机在飞行过程中有GPS定位系统精确定位。无人机采用GPS卫星导航系统和惯性导航系统相结合的方式进行飞行控制。若要反制无人机可以干扰和欺骗无人机的卫星导航信号。利用信号发生器产生干扰无人机通信的电磁信号，经功率放大后，由高增益定向天线辐射，来干扰无人机定位导航信兮，使其只能通过惯性导航飞行。在缺少GPS卫星导航精确定位时，无人机的定位就会混乱。不难看出，无人机的飞行控制和导航定位都是通过无线电波载体实现信息传输。这些信息通过专业手段可以截获、解调和解码。由此产生了反无人机常規技术思维模式，主要分为三类。

一是干扰阻断类，主要通过信号干扰、声波干扰等技术来实现。

二是直接摧毁类，包括使用激光武器、用无人机反制无人机等。

三是监测控制类，主要通过劫持无线电控制等方式实现。

景小平院士曾指出：目前反无人机手段主要分为电磁干扰、声波干扰、物理摧毁三大手段。

电磁干扰：成本不高，携带便利，缺点是不能自主检测，需要人工配合;

声波干扰：难度大，成本高，且尚处于理论阶段;

物理摧毁：自带传感器，击落无人机速度快，且适应环境性强，不过成本很高，只适合军用。要人工配合;

以上两种说法无本质差异，都是常规思维模式。这里所述的干扰和欺骗模式存在下列问题，如果要大范围启用反无人机手段来打击“黑飞”现象，则又会产生许多新问题，比如干扰地空通讯，高空坠落的风险等等，又将成为新的安全问题。在双方无人机对陣搏击时，这类方法也受到限制。因此频率干扰必须是窄带，辐射功率和空域都不能过大。在战场上反制无人机就无这些限制，就可以干扰GPS卫星导航，切断网络互连。这就不是常规思维模式。无人机最依赖的技术是未来战争最先挑战的反制技术。这包括对AI技术的反制。

现有反无人机的方法

1) 鹰抓无人机

一些出境率较高的如执法部门训练鹰，以“空战方式”击落无人机.。法国某空军基地2016年10月25日举行演习时，一只老鹰在空中用双爪拦截了一架无人机。法国空军宣称，他们已经训练出专门对付无人机的老鹰。荷兰警方就曾训练老鹰抓捕无人机，据称聪明的老鹰自己会避开高速旋转的螺旋桨。

2) 网捕无人机

英国OpenWorks Engineering公司研制的SkyWall100无人机防御系统，以压缩空气为动力，最大射程100米，英国人发明的火箭筒可射出一个网。法国、日本等国家还尝试将在无人机底下，挂更大号的网，将小型四旋翼捕获。用降落伞软着陆。

我国航天科工集团二院206所研制的网捕无人机装置，一架黑色无人机装上摄像头，如同安装了眼睛，机下有两个发射筒，当摄像头捕获白色四旋翼无人机后。地面操控人员锁定目标后，发射筒弹出白色网，一举击落白色无人机。

3) 高炮摧毁

对付高空、高速的大型无人机可以使用战斗机、远程防空导弹;对于一般的战术无人机，高炮亦可以有效摧毁之。在民兵预备役中，这些高炮亦有大量装备。

4) 激光防空系统

央视新闻中曾报道国外捕捉无人机的信息，其中有用影像定位，较远距离摧毁或压制无人机的通信网络，从而迫降无人机；激光武器反无人机等。更小型、更低空、更慢速的民用小型无人机，掌握好提前量，用普通枪械亦可击落。

而在大型演唱会等集会活动中，还可以部署“低空卫士”激光防空系统，精准摧毁2公里范围内的小型无人机。

5) “黑客”越权接管无人机

俘获消费级无人机的技术难度则更低，在315晚会上，央视就当众表演了“黑客”如何越权接管无人机。据了解这并非大疆“精灵”第一次在媒体面前被劫持，据媒体报道：2015年10月24日的GeekPwn黑客大赛中，选手们就现场入侵了大疆“精灵”无人机，并成功操纵其飞行。

6)干扰全球卫星定位系统

据美国《大众机械》月刊网站报道称，俄军正在积极尝试对叙利亚上空的美军无人机实施干扰，通过干扰全球卫星定位系统信号的发射，破坏飞行行动。干扰行动“严重影响”美无人机飞行。俄军干扰无人机来阻止美军收集情报。干扰设备由俄军研发，甚至影响带有反干扰技术的导航设备，也非常有效，足以影响加密通信。受到干扰的只是小型无人机。

7)电磁干扰枪

电磁干扰枪是一种具有枪型的电磁干扰设备，有枪的模样，还有夹板形状。“电磁步枪”不是真枪，只是外形制造成步枪模样，该设备可由天线发射无线电波，能够以30度的圆锥轮廓扫描上空，对可疑无人机控制信号、已由GPS卫星导航的信号进行干扰，有效作用距离为400m。无人机在收到干扰后，会因失联而迫降。

此干扰枪不是将无人机打成了碎片，只是将其缓缓降落在了地面上。英国国际财经时报称，这种武器的原理是发射2.4GHz到5.8GHz之间干扰电波，中断遥控设备和无人机之间的联系。因为大部分无人机遥控器是在这个频段范围内。据报道称解放军在演习中，用电磁干扰枪成功击落过无人机。

8)反无人机系统

2015年9月，伦敦防务展DSEI上，出现反无人机系统产品，它先侦察，后劫持，然后控制该无人机，强迫使其降落。

英国三家公司：布莱特监控公司(B1ighter 5urvei11ance System)、切斯动力公司(Chess Dynamics)和恩特普赖斯控制系统公司(Enterprise Control Systems)共同开发。用来探测、跟踪、分类、干扰、压制8km范围内的无人机。还能有效对付2km以内的微型无人机。该系统的全集成技术包括传感器、效应器。全智能化包括探测、跟踪、分类、压制等功能。工作站可以固定式，也可移动式。

参考消息网2017年12月1日报道 ：英国《简氏防务周刊》网站发表题为《中国测试新的激光反无人机系统》的报道称，中国国防部11月28日公布的图像显示，在北京进行了疑似新型反无人机系统的测试。该系统是车载，一辆车上装有侦察和干扰设备，车顶上配备有雷达、电子干扰系统和一个小型光电转塔，另一辆车顶上装载着激光武器、跟踪系统（光电和热能）和一个激光测距器。这些车辆很可能载有发电系统，以及控制台和通信系统。据中国媒体报道，不到10秒内，反无人机系统就能发现一公里外的“敌方无人机”，并发射激光。该系统可有效针对600米以内低空飞行的无人机。

9) 大才小用 爱国者反制无人机

2018-07-24，  中国国防报刊文：“尴尬了！以色列用爱国者导弹打下自家卖的无人机”。　最近，有一架无人机从叙利亚方面越过紫线，以色列使用昂贵的“爱国者”拦截弹将其击落。以色列多次警告叙利亚“从紫线(1967年联合国划定的叙以戈兰高地停火线)东面过来的不明物体，都会导致严重后果”。以色列军人发现：这正是以色列的“搜索者”Ⅱ无人机。以色列击落的这架无人机，是前两年以色列卖给俄罗斯的，俄罗斯称其为“前哨”无人机。以色列出口给俄罗斯的主要是中近程的战术无人机，包括2架“鸟眼-400”、8架“I-View MK150”和2架“探索者”Ⅱ，其中“探索者”Ⅱ已被仿制，俄罗斯称其为“前哨”。用”爱国者”导弹反制“前哨”无人机毕竟是大才小用。

10）反超高音速无人机

凡是武器都会出现矛与盾的不停转化，再复杂的系统也会有被制约的可能。导弹系统是攻击型武器，反导系统是防御型武器。无人机是进攻型武器，反无人机是防御性武器。一正一反，在创新推动下，技术不断更新。

如今美、俄、中等国都在研制超高音速无人机，俄罗斯已宣布拥有这类武器，在速度、飞行高度、携带核武器以及对全球攻击能力及速度方面其威慑力显而易见。要反制这类武器首要解决探测难的问题，这与微型无人机探测难不是同一概念，如何增加响应时间，防止在自己领空造成威胁和破坏。这个问题必须与航天探测接轨，不能用通常防空技术应对这种武器。这类武器尚未在战场中出现，也就不可能有这种武器被反制的报道。

据报道美国洛克希德·马丁公司，目前正在阿拉斯加建造“远程识别雷达”，但该雷达无法探测到从朝鲜射向夏威夷的导弹。该雷达价格很高，但更换的X波段雷达不能用于防御高超音速助推滑翔器或巡航导弹攻击。为应对来自中国和俄罗斯的新威胁，美军还需要基于太空的传感器，因为地面雷达受到地球曲率的限制。当然，部署在夏威夷的远程地面雷达仍然是必要的，因为它们扩展了太空雷达的覆盖范围。不难看出，反超高音速无人机的新威胁早已进入美军方视野，首先要解决的是快速探测难题。

11）各国针对“低慢小”无人机的反制系统，可谓是“百花齐放”。军工企业研制的反无人机系统，以激光拦截和传统火力打击等“硬杀伤”为主，科技公司研制的防控装备则以无线电干扰以及“网式”拦截等“软杀伤”为主，还有一些出境率较高的如执法部门训练鹰以“空战方式”击落无人机等。美国《国家利益》报道称，在2015年的美国“黑镖”反无人机演习中，多达55种反无人机系统“登台献技”。也就是说针对各类无人机的反制技术会不断增加，这也会形成一种新的产业。

应当指出的是，地面上的机器人正沿着飞行机器人的发展道路，驶入快车道，它面临的未来会不会与今日无人机的局面相似，或者规模更大，威胁更强，是令人忧心的全球问题。

“蜂群”作战的思维模式

“蜂群”作战古今有之，早在十三世纪，蒙古人远征作战行动中，就可以看到这一战术的影子。只是近年随着无人机、人工智能、自主系统、大数据等前沿技术的发展与应用，无人机“蜂群”作战又重回人们的视野。这是古为今用，还是返古思维？是一个值得探讨的问题！

作为无人机“蜂群”作战技术的先导国家，美国正致力于这一颠覆性技术的发展，主要有战略能力办公室的“山鹑”项目、国防部高级研究计划局的“小精灵”项目、空军研究实验室的“忠诚僚机”项目、海军研究局“低成本”项目等。美国把无人机“蜂群”技术列为“第三次抵消战略”五大支撑技术之一，甚至宣称无人机“蜂群”技术，是核武器技术以来，军事技术领域内最重要的发明。或者说，这是用中国古代思维破解当今前沿科技的难题的必由之路！

1）无人机“蜂群”作战特征

今天的无人机“蜂群”作战，通过模拟群聚生物的协作行为与信息交互方式，以自主化和智能化的整体协同方式完成作战任务。它有5个重要特征：

一是去中心化，即没有一个个体处于主导地位，其中任何一个个体消失或丧失功能，都不影响群体功能。

二是自主控制，即所有个体只控制个体行动，并观察临近个体位置，实时自主协同。

三是集群组合，即集群受外力改变群体结构、位置时，新的集群结构会快速自动形成并保持稳定。

四是功能放大，即集群能够克服个体能力的不足，通过协同实现整体能力放大，即1＋1＞2的效果。

五是零伤亡化，这使得“蜂群”作战运用具有较低决策门槛和政治风险的优势。

2）无人机“蜂群”作战优势

抵近侦察：无人机“蜂群”作战大都是微小型无人机，易突防，不易被雷达、红外、声波、光电等探测到。易接近敌方陣地，提供可靠的战地情报。通过蜂群传回数据链。这种方式可打破传统无人机操控方式中信息泄漏、易被干扰和欺骗带来的损失。

“蜂群”电子战：“蜂群”无人机可携带电子干扰设备，既可以伪装诱餌，又可以充当干扰机。作为诱餌时，可让敌人暴露防空设备的频率及甚它参数，获取这些信息后，可施放强电磁干扰，让敌方雷达信号飽和。为主攻武器开辟通路。

察打一体：“蜂群”无人机可根据任务需要，组合成多个编队，分别配置侦察、火力模块，再组成一个大型突击编队，形成侦察、探测和火力攻击为一体的模块组合，深入敌方纵深高危和重要目标实施一条龙攻击，也可以看成将几方面战斗住务分解为几部分组合，协同完成。这就形成了一种新的作战理念。

3）有人与无人机协同作战

有人机与“蜂群”无人机协同作战，是大量集群式无人机作战的必然选择。一方面可避兔对GPS卫星导航的干扰，也可以避免敌方迫降。另外，有人机可在空中放飞“蜂群”无人机和回收“蜂群”无人机。这也避免了对无人机控制站的攻击。“蜂群”无人机作战也可以掩护有人驾驶飞机安全。不难看出，无人机集群战术表面上看是无人战争，在敌方陣地上空是无人，可避免人員伤亡，实际上仍然有人操控，千万不要以为AI技术就可以决定一切。无人战场决非无人，只是为了减小人員伤亡至零。人不在双方交战的区域内，隐藏在区域外，如同古时峰火台和旗语，都是有人在操控。这已经不依賴网络和AI技术，借助生物技术来实现上述目的。

参考文献

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[8] 各个类反无人机的手段分类及优缺点分析 | 中国民用航空网

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[9] 反无人机系统类别及工作原理详解，来源：电子发烧友 时间：2016-08-10

[10]  鹰抓、激光照、机枪扫！各国“脑洞大开”开发反无人机武器,来源：参考军事2018-07-16

[11] 低空无人机杀手！英媒称中国车载激光武器能烧穿金属板，来源：参考军事，2017-12-01

[12] 尴尬了！以色列用爱国者导弹打下自家卖的无人机，来源：中国国防报，2018-07-24 。

[13] 无人机，飞越你的想象，来源：半月谈网，2018-07-26 09:58

[14] 英国：无人机如何造福城市？这五个方面值得关注，来源： 网易科技报道，2018-07-26http://uav.huanqiu.com/hyg/2018-07/12576695.html

[15] 无人机改有人机！俄六代机原型机选定“猎人”攻击型无人机， 来源：参考军事，

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[16] 无人机反制系统到底是什么？来源：百度百科词条.

https://jingyan.baidu.com/article/fc07f98941be3912ffe51993.html

[17] “低慢小”无人机如何监测与反制？来源: 民航资源网(合肥)，2017-04-24 09:34:34　

http://news.163.com/uav/17/0424/09/CIPDTIJ20001899S.html

[18]雍黎 杨仑  ，无人装备，颠覆当下作战规则，来源：科技日报，2018-06-27 10:350

http://www.81.cn/jskj/2018-06/27/content_8071684_3.htm

[19]美军急推新款X波段雷达 能监控中俄高超音速武器，来源：环球时报，2018-07-13 。