“低慢小”航空器防控裝備發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題分析

“低慢小”航空器是低空、慢速、小型航空器的統(tǒng)稱(chēng)，主要包括部分軍用無(wú)人機(jī)、航空模型、部分有人駕駛飛行器(如動(dòng)力傘、滑翔翼)和空飄氣球等。“低慢小”航空器成本低廉、操作簡(jiǎn)單、攜帶方便、易于獲取，具有起飛要求低、升空突然性強(qiáng)、發(fā)現(xiàn)處置困難等特點(diǎn)。

近年來(lái)，隨著低空空域管制的逐步開(kāi)放和“低慢小”航空器技術(shù)的飛速發(fā)展，“低慢小”航空器違規(guī)飛行和用于恐怖襲擊事件的案例日益增多，關(guān)于“低慢小”航空器非法測(cè)繪、抵近偵查、擾亂正常航空秩序的報(bào)道頻頻見(jiàn)諸報(bào)端，造成了較大的負(fù)面影響和經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。

“低慢小”航空器帶來(lái)的威脅

2016年4月17日，一架從日內(nèi)瓦飛往倫敦的空客A320客機(jī)，在倫敦希思羅國(guó)際機(jī)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)降落過(guò)程中，與一架遙控?zé)o人機(jī)相撞，當(dāng)時(shí)這架飛機(jī)載有132名乘客和5名機(jī)組人員。早在2014年7月，倫敦希思羅機(jī)場(chǎng)就發(fā)生過(guò)一起“不明身份”無(wú)人機(jī)險(xiǎn)些與正準(zhǔn)備降落的空客A320客機(jī)相撞的事件。當(dāng)時(shí)，民航管理局將該起事件定性為“A”級(jí)，即“相撞風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重”，這是民航管理局風(fēng)險(xiǎn)定性的最高級(jí)。2015年1月26日，美國(guó)執(zhí)法部門(mén)發(fā)現(xiàn)一架小型旋翼無(wú)人機(jī)墜毀在白宮南部草坪，特勤局隨即展開(kāi)安全調(diào)查。有媒體評(píng)論稱(chēng)，此次事件將會(huì)引發(fā)有關(guān)民用無(wú)人機(jī)監(jiān)管政策的激烈討論。2014年3月24日和31日，韓國(guó)相繼在坡州市和白翎島發(fā)現(xiàn)兩架墜毀的無(wú)人機(jī)，機(jī)上配有小型相機(jī)，其中24日墜毀的無(wú)人機(jī)還拍攝了較為模糊的韓國(guó)總統(tǒng)府青瓦臺(tái)的畫(huà)面。2013年12月29日，一架經(jīng)航模改裝的無(wú)人機(jī)在北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)以東空域飛行進(jìn)行測(cè)繪作業(yè)，此次飛行活動(dòng)沒(méi)有履行報(bào)批程序申請(qǐng)空域，導(dǎo)致首都機(jī)場(chǎng)十余班次航班延誤起飛，兩班次航班實(shí)施空中避讓。2013年9月15日，德國(guó)總理默克爾、防長(zhǎng)托馬斯·德梅齊埃等在東部城市德累斯頓參加競(jìng)選集會(huì)時(shí)，被一架迷你無(wú)人機(jī)擾亂。這架長(zhǎng)40cm的無(wú)人機(jī)先是在臺(tái)下觀眾頭上盤(pán)旋，隨后落在默克爾等人的腳下。同樣在德國(guó)，2013年6月25日，德國(guó)警方逮捕了兩名試圖用遙控模型飛機(jī)制造恐怖襲擊的突尼斯人。

針對(duì)“低慢小”航空器帶來(lái)的上述威脅，現(xiàn)有常規(guī)武器裝備通常無(wú)法對(duì)其實(shí)施有效的處置攔截，使得如何防范“低慢小”航空器的干擾破壞，成為重點(diǎn)區(qū)域、重大活動(dòng)的安保難題，因此世界各國(guó)積極開(kāi)展“低慢小”航空器預(yù)警探測(cè)、處置攔截技術(shù)的研究，研制防控裝備，提高防空系統(tǒng)對(duì)低空/超低空目標(biāo)的探測(cè)、識(shí)別、跟蹤和處置能力。

國(guó)外“低慢小”航空器防控裝備發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，歐美各國(guó)軍工企業(yè)和科技公司投入大量人力物力研發(fā)“低慢小”航空器防控裝備。所不同的是，軍工企業(yè)研制的防控裝備主要以激光攔截和傳統(tǒng)火力攔截等“硬殺傷”攔截方式為主，主要保障前沿要地和艦船等軍事目標(biāo)的安全；科技公司研制的防控裝備主要以無(wú)線電干擾和網(wǎng)式攔截等“軟殺傷”攔截方式為主，主要保障城市安全和航空安全。

預(yù)警探測(cè)裝備

解決“低慢小”航空器探測(cè)問(wèn)題的途徑主要有兩種：光電探測(cè)(可見(jiàn)光、激光、紅外)和雷達(dá)探測(cè)。

在光電探測(cè)方面，美國(guó)國(guó)防預(yù)先研究項(xiàng)目局(DARPA)一直在進(jìn)行“先進(jìn)寬視場(chǎng)圖像重建與開(kāi)發(fā)”(AWARE)項(xiàng)目的研究工作。2012年，DARPA在美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室成功測(cè)試了10億級(jí)像素的寬視場(chǎng)高清攝像機(jī)，DARPA計(jì)劃通過(guò)AWARE項(xiàng)目最終將攝像機(jī)的像素提高到100億～500億。目前AWARE-2和AWARE-10攝像機(jī)的視場(chǎng)角為120°×70°和100°×60°，基本解決了大視場(chǎng)和高分辨率的矛盾，可實(shí)現(xiàn)對(duì)“低慢小”航空器的有效探測(cè)。2015年底，美國(guó)諾斯羅普·格魯曼公司在美國(guó)陸軍舉行的MFIX試驗(yàn)中，驗(yàn)證了名為“毒液”的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。“毒液”是一種地面定位系統(tǒng)，集成了諾斯羅普·格魯曼公司歷經(jīng)戰(zhàn)爭(zhēng)檢驗(yàn)的輕型激光指示/測(cè)距儀(LLDR)，能在晝夜及模糊可視環(huán)境下識(shí)別、鎖定、跟蹤低飛的小型無(wú)人機(jī)。

“毒液”反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)

在雷達(dá)探測(cè)方面，為了應(yīng)對(duì)低空/超低空武器的空襲，歐美各國(guó)研制出多種軍用低空監(jiān)視雷達(dá)，如美國(guó)雷神公司研制的MRSR雷達(dá)、泰勒斯雷神系統(tǒng)公司研制的AN/MPQ-64“哨兵”系列雷達(dá)以及瑞典薩博公司研制的“長(zhǎng)頸鹿”(Giraffe)系列雷達(dá)等。2015年，薩博公司在代號(hào)“布里斯托15”的試驗(yàn)中，驗(yàn)證了“長(zhǎng)頸鹿”捷變多波束(Giraffe AMB)雷達(dá)對(duì)“低慢小”航空器的探測(cè)跟蹤能力。Giraffe AMB雷達(dá)是用于地面和海洋的G/H波段被動(dòng)電子掃描陣列雷達(dá)，在提供海岸監(jiān)視能力的同時(shí)，還能對(duì)固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、地面目標(biāo)等進(jìn)行分類(lèi)與跟蹤。在“布里斯托15”試驗(yàn)期間，Giraffe AMB雷達(dá)從周?chē)牡孛骐s波中識(shí)別出100多架雷達(dá)散射截面積(RCS)低至0.001m2的無(wú)人機(jī)。

Giraffe AMB雷達(dá)

此外，由于“低慢小”航空器種類(lèi)繁多、飛行機(jī)動(dòng)靈活，單一手段很難對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)，因此歐美國(guó)家也在大力發(fā)展多元傳感器協(xié)同探測(cè)技術(shù)。比如，美國(guó)Dedrone公司研制的無(wú)人機(jī)預(yù)警系統(tǒng)DroneTracker 2.0版。該系統(tǒng)由電視錄像機(jī)、紅外熱像儀、聲波/超聲波傳感器和無(wú)線WiFi傳感器組成，最大探測(cè)距離500m。

DroneTracker預(yù)警系統(tǒng)

2015年，英國(guó)布萊特監(jiān)控系統(tǒng)公司、切斯動(dòng)力公司和恩特普賴(lài)斯控制公司聯(lián)合研制出一款集合了探測(cè)、跟蹤和干擾能力的“反無(wú)人機(jī)防御系統(tǒng)”(AUDS)。AUDS由4頻段射頻抑制/屏蔽系統(tǒng)、光學(xué)干擾器和快速部署模塊組成，能夠在8km內(nèi)探測(cè)、跟蹤、識(shí)別和干擾壓制無(wú)人機(jī)。AUDS的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：(1)采用了多普勒處理技術(shù)的電子掃面雷達(dá)，可全天候全天時(shí)探測(cè)高速/低速飛行的微型和小型無(wú)人機(jī)，具有良好的地面雜波抑制能力；(2)采用了高精度穩(wěn)定光電指示器，結(jié)合最先進(jìn)的晝夜光電/紅外攝像機(jī)和數(shù)字視頻跟蹤技術(shù)，能夠自動(dòng)跟蹤和識(shí)別無(wú)人機(jī)；(3)采用了智能射頻抑制器，能夠根據(jù)無(wú)人機(jī)的不同類(lèi)型指控通信鏈路進(jìn)行選擇性干擾，減少附帶損傷。2015年3月，AUDS參加了法國(guó)政府組織的一次試驗(yàn)，在試驗(yàn)中成功探測(cè)和壓制了一系列固定翼和旋翼無(wú)人機(jī)。同年9月，意大利Selex ES公司在英國(guó)軍警裝備展上展示了該公司“獵鷹防護(hù)盾”(Falcon Shield)反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用攝像機(jī)、雷達(dá)和先進(jìn)的電子設(shè)備監(jiān)控?zé)o人機(jī)接收和傳輸?shù)男盘?hào)，從而對(duì)其進(jìn)行跟蹤并確定其類(lèi)型。一旦來(lái)犯的無(wú)人機(jī)被確定為威脅目標(biāo)，F(xiàn)alcon Shield就會(huì)對(duì)這架無(wú)人機(jī)發(fā)起電子攻擊，將其擊毀或捕獲。

AUDS反無(wú)人機(jī)防御系統(tǒng)

Drone Dome反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)

2016年4月，以色列拉法爾公司在巴西防務(wù)安全展上披露了“無(wú)人機(jī)穹”(Drone Dome)無(wú)人機(jī)探測(cè)、跟蹤、壓制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括RADA公司的RPS-42戰(zhàn)術(shù)空中監(jiān)視雷達(dá)和光電傳感器，可360°探測(cè)無(wú)人機(jī)，并對(duì)探測(cè)到的無(wú)人機(jī)進(jìn)行跟蹤和分類(lèi)。在將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合和相干分析后，Drone Dome或向無(wú)人機(jī)操作員發(fā)出警告，或?qū)o(wú)人機(jī)GPS信號(hào)和射頻信號(hào)實(shí)施干擾。無(wú)獨(dú)有偶，以色列埃爾塔公司也研發(fā)出一套與Drone Dome類(lèi)似的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)——“無(wú)人機(jī)衛(wèi)士”。“無(wú)人機(jī)衛(wèi)士”集成了埃爾塔公司的改進(jìn)型3D雷達(dá)、光電傳感器以及專(zhuān)用的電子干擾系統(tǒng)。

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