在反無(wú)人機(jī)領(lǐng)域可用的對(duì)抗和規(guī)避方案包括“軟殺傷”和“硬殺傷”兩種解決方案?!败洑钡慕鉀Q方案涉及的方法不會(huì)故意損壞無(wú)人機(jī)。
軟殺傷方法可能包括頻率干擾技術(shù)或無(wú)人機(jī)“黑客攻擊”?!坝矚钡慕鉀Q方案包括物理方法,有可能用另一個(gè)物體或炮彈擊中無(wú)人機(jī),這種解決方案需要從尋找無(wú)人機(jī)到激光或彈藥等動(dòng)力學(xué)整個(gè)流程。
軟殺傷由于是非動(dòng)力學(xué),通常具有較少的附帶損害風(fēng)險(xiǎn),并且在操作時(shí)更加微妙和謹(jǐn)慎。因此,硬殺傷和動(dòng)能方法只供政府使用,幾乎只供軍事使用,很少有例外。雖然使用更廣泛的非動(dòng)力方法也會(huì)遇到不同級(jí)別的操作權(quán)限,即使是在政府機(jī)構(gòu)中。
1.射頻干擾技術(shù)
射頻干擾機(jī)的工作原理是采用UAS用來(lái)與控制器或操作員通信相同頻率的發(fā)射信號(hào)。當(dāng)UAS處的干擾信號(hào)比控制器發(fā)送給無(wú)人機(jī)的信號(hào)“更強(qiáng)”時(shí),UAS將失去連接,迫使其進(jìn)入預(yù)設(shè)的緊急協(xié)議,導(dǎo)致UAS飛回起始點(diǎn)、懸?;蛑?。
Group1和Group2在已知的、未分配的頻帶內(nèi)通信,例如2.4GHz和5.8GHz。這些頻率既用于UAS和控制器之間的通信,也用于第一人稱視角或FPV的視頻傳輸。UAS制造商需要在未分配的頻譜內(nèi)進(jìn)行,商業(yè)上使用的其他不太常見的射頻頻段包括433 MHz和915 MHz的 ISM頻段。
干擾機(jī)有定向和全向(360度)兩種解決方案。全向可能提供更多的覆蓋范圍,但是定向或基于扇區(qū)的解決方案可以提供更精準(zhǔn)的覆蓋并減少對(duì)其他設(shè)備的意外干擾。
圖14:干擾機(jī)準(zhǔn)備裝運(yùn)
2.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)干擾
全球定位系統(tǒng)(GPS)可能是最常見和已知的導(dǎo)航系統(tǒng),但是世界范圍內(nèi)還使用了其他流行的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),如GLONASS(俄羅斯)、伽利略(歐洲)和北斗(中國(guó))系統(tǒng)。商用和消費(fèi)型無(wú)人機(jī)通常具有多種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)功能。
如果干擾了無(wú)人機(jī)的射頻頻率,它仍然可能利用GNSS飛回原點(diǎn),或者沿著預(yù)先編好的導(dǎo)航路徑繼續(xù)飛行。通過(guò)干擾RF和GNSS,導(dǎo)致UAS與通信和導(dǎo)航鏈路均斷開,無(wú)人機(jī)才無(wú)法正?;蚶^續(xù)飛行?;跓o(wú)人機(jī)的能力,一旦被干擾,它可能會(huì)試圖著陸,也可能只是懸停在被干擾的地方。
3.電子欺騙
欺騙或“黑客”涉及的是協(xié)議操縱,這種方法包括模擬控制器并獲得對(duì)無(wú)人機(jī)的控制,同時(shí)充當(dāng)控制器。這種對(duì)抗方法成功后,允許系統(tǒng)的控制者重新編程UAS,特別是在某些案例中。電子欺騙包括欺騙GNSS信號(hào),有效地誤導(dǎo)無(wú)人機(jī)的航向。
這種方法的一個(gè)限制是,同樣或類似的欺騙技術(shù)并不對(duì)所有的UAS均有效。因此在保護(hù)系統(tǒng)中總是有一個(gè)“漏洞”,即使是有效的技術(shù)也容易受到UAS制造商或成熟的UAS運(yùn)營(yíng)商所做的軟件更改的影響。
4.定向能
定向能對(duì)抗方法包括激光和高功率微波系統(tǒng),這些方法雖然仍然不常見,但正在變得越來(lái)越頻繁。由Group1和Group2無(wú)人機(jī)構(gòu)成的威脅,利用定向能對(duì)抗無(wú)人機(jī)仍處于起步階段,目前正在開發(fā)和評(píng)估軍事應(yīng)用。
圖15:定向能武器
5.對(duì)抗無(wú)人機(jī)
神風(fēng)無(wú)人機(jī)和無(wú)人機(jī)搜索無(wú)人機(jī)展示了各種對(duì)抗方法。神風(fēng)無(wú)人機(jī)的商業(yè)用途是有限的,因?yàn)樗鼈兓旧鲜峭ㄟ^(guò)物理破壞無(wú)人機(jī)來(lái)禁用非法無(wú)人機(jī)。其他無(wú)人機(jī)搜索無(wú)人機(jī)需要盡快用網(wǎng)絡(luò)或改裝彈等來(lái)攻擊無(wú)人機(jī)。
圖16:神風(fēng)無(wú)人機(jī)
使用無(wú)人機(jī)來(lái)捕獲或?qū)篃o(wú)人機(jī)很難擴(kuò)大規(guī)模,并且對(duì)多個(gè)或一群無(wú)人機(jī)則會(huì)失去防御。而神風(fēng)式方法有這個(gè)問(wèn)題,同時(shí)附帶損害或傷害的風(fēng)險(xiǎn)很高。
圖17:無(wú)人機(jī)捕獲無(wú)人機(jī)
6.其他動(dòng)力學(xué)解決方案
其他成熟的具有無(wú)人機(jī)對(duì)抗能力的方案,已經(jīng)成為比早期彈道和爆破更理想的選擇。干擾的精確性、效率和最小的附帶損害為對(duì)抗無(wú)人機(jī)提供了更安全、更經(jīng)濟(jì)的方法。然而,下一代武器的出現(xiàn),如激光武器系統(tǒng),似乎在戰(zhàn)場(chǎng)上也可成為更極端的威脅武器。
圖18:反無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程武器站(RWS)
傳統(tǒng)的動(dòng)能解決方案在對(duì)抗無(wú)人機(jī)中仍有一席之地,它們一般是作為軍事用途。
7.分層對(duì)抗
就像反無(wú)人機(jī)探測(cè)方法一樣,如果可能的話,分層方法提供了更多的能力。分層方法可以包括軟殺傷和硬殺傷選項(xiàng),也可以包括多種方法,因此用戶可以根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)境或目標(biāo)的變化采用理想的對(duì)抗措施。
分層對(duì)抗解決方案對(duì)于成本考慮或商業(yè)組織可能不可行,因?yàn)樵S多方法涉及成本限制的技術(shù)。
8.部署方法
C-UAS系統(tǒng)通常有三種方式部署:
1. 徒步手持
2. 搭載在車、船、飛機(jī)上
3. 固定場(chǎng)地、基地防護(hù)
選擇合適類型的設(shè)備來(lái)完成這項(xiàng)工作非常重要,因?yàn)橐粋€(gè)方面并不適合所有——例如,緊湊的外形是徒步手持優(yōu)先考慮因素,而遠(yuǎn)程性能是固定場(chǎng)地系統(tǒng)優(yōu)先考慮的因素。
圖19,圖20
圖21
9.“反反無(wú)人機(jī)”
隨著無(wú)人機(jī)在軍事應(yīng)用中的不斷崛起以及旨在對(duì)抗它們的C-UAS系統(tǒng),人們?cè)絹?lái)越關(guān)注能夠抵抗對(duì)抗的隱身無(wú)人機(jī)。
射頻域的隱身通??梢酝ㄟ^(guò)雙向射頻靜默的無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn),既不接收飛行員的指令,也不發(fā)回任何信息(例如其位置或傳感器反饋)。這是不常見的,因?yàn)橛幸粋€(gè)巨大的成本(如無(wú)法共享記錄的數(shù)據(jù),或控制有效負(fù)載釋放)。
在系統(tǒng)的雷達(dá)部分,UAS可能需要既不能移動(dòng)(因?yàn)槔走_(dá)是一個(gè)運(yùn)動(dòng)跟蹤器),也不能有轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片(因?yàn)槔走_(dá)能檢測(cè)出葉片的微多普勒),這就使得“雷達(dá)隱身”在普通價(jià)格范圍內(nèi)對(duì)無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)非常具有挑戰(zhàn)性。
在對(duì)抗的前線,抗干擾的無(wú)人機(jī)是具有挑戰(zhàn)性的,因?yàn)樾枰w行員或通過(guò)衛(wèi)星/GNSS進(jìn)行控制,如果兩者都被干擾,無(wú)人機(jī)將需要依賴其他技術(shù),如慣導(dǎo),這些技術(shù)對(duì)于無(wú)人機(jī)飛行需求來(lái)說(shuō)還處于早期階段。
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