“低慢小”航空器防控裝備發(fā)展現(xiàn)狀與問題分析

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

近年來，隨著低空空域管制的逐步開放和“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”航空器非法測繪、抵近偵查、擾亂正常航空秩序的報道頻頻見諸報端，造成了較大的負面影響和經(jīng)濟損失，嚴重影響國家安全和國民經(jīng)濟的正常發(fā)展。

“低慢小”航空器帶來的威脅

2016年4月17日，一架從日內(nèi)瓦飛往倫敦的空客A320客機，在倫敦希思羅國際機場進場降落過程中，與一架遙控?zé)o人機相撞，當(dāng)時這架飛機載有132名乘客和5名機組人員。早在2014年7月，倫敦希思羅機場就發(fā)生過一起“不明身份”無人機險些與正準(zhǔn)備降落的空客A320客機相撞的事件。當(dāng)時，民航管理局將該起事件定性為“A”級，即“相撞風(fēng)險嚴重”，這是民航管理局風(fēng)險定性的最高級。2015年1月26日，美國執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)一架小型旋翼無人機墜毀在白宮南部草坪，特勤局隨即展開安全調(diào)查。有媒體評論稱，此次事件將會引發(fā)有關(guān)民用無人機監(jiān)管政策的激烈討論。2014年3月24日和31日，韓國相繼在坡州市和白翎島發(fā)現(xiàn)兩架墜毀的無人機，機上配有小型相機，其中24日墜毀的無人機還拍攝了較為模糊的韓國總統(tǒng)府青瓦臺的畫面。2013年12月29日，一架經(jīng)航模改裝的無人機在北京首都國際機場以東空域飛行進行測繪作業(yè)，此次飛行活動沒有履行報批程序申請空域，導(dǎo)致首都機場十余班次航班延誤起飛，兩班次航班實施空中避讓。2013年9月15日，德國總理默克爾、防長托馬斯·德梅齊埃等在東部城市德累斯頓參加競選集會時，被一架迷你無人機擾亂。這架長40cm的無人機先是在臺下觀眾頭上盤旋，隨后落在默克爾等人的腳下。同樣在德國，2013年6月25日，德國警方逮捕了兩名試圖用遙控模型飛機制造恐怖襲擊的突尼斯人。

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

國外“低慢小”航空器防控裝備發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，歐美各國軍工企業(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)警探測裝備

解決“低慢小”航空器探測問題的途徑主要有兩種：光電探測(可見光、激光、紅外)和雷達探測。

在光電探測方面，美國國防預(yù)先研究項目局(DARPA)一直在進行“先進寬視場圖像重建與開發(fā)”(AWARE)項目的研究工作。2012年，DARPA在美國海軍研究實驗室成功測試了10億級像素的寬視場高清攝像機，DARPA計劃通過AWARE項目最終將攝像機的像素提高到100億～500億。目前AWARE-2和AWARE-10攝像機的視場角為120°×70°和100°×60°，基本解決了大視場和高分辨率的矛盾，可實現(xiàn)對“低慢小”航空器的有效探測。2015年底，美國諾斯羅普·格魯曼公司在美國陸軍舉行的MFIX試驗中，驗證了名為“毒液”的反無人機系統(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)爭檢驗的輕型激光指示/測距儀(LLDR)，能在晝夜及模糊可視環(huán)境下識別、鎖定、跟蹤低飛的小型無人機。

“毒液”反無人機系統(tǒng)

在雷達探測方面，為了應(yīng)對低空/超低空武器的空襲，歐美各國研制出多種軍用低空監(jiān)視雷達，如美國雷神公司研制的MRSR雷達、泰勒斯雷神系統(tǒng)公司研制的AN/MPQ-64“哨兵”系列雷達以及瑞典薩博公司研制的“長頸鹿”(Giraffe)系列雷達等。2015年，薩博公司在代號“布里斯托15”的試驗中，驗證了“長頸鹿”捷變多波束(Giraffe AMB)雷達對“低慢小”航空器的探測跟蹤能力。Giraffe AMB雷達是用于地面和海洋的G/H波段被動電子掃描陣列雷達，在提供海岸監(jiān)視能力的同時，還能對固定翼飛機、直升機、地面目標(biāo)等進行分類與跟蹤。在“布里斯托15”試驗期間，Giraffe AMB雷達從周圍的地面雜波中識別出100多架雷達散射截面積(RCS)低至0.001m2的無人機。

Giraffe AMB雷達

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

DroneTracker預(yù)警系統(tǒng)

2015年，英國布萊特監(jiān)控系統(tǒng)公司、切斯動力公司和恩特普賴斯控制公司聯(lián)合研制出一款集合了探測、跟蹤和干擾能力的“反無人機防御系統(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、跟蹤、識別和干擾壓制無人機。AUDS的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：(1)采用了多普勒處理技術(shù)的電子掃面雷達，可全天候全天時探測高速/低速飛行的微型和小型無人機，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)合最先進的晝夜光電/紅外攝像機和數(shù)字視頻跟蹤技術(shù)，能夠自動跟蹤和識別無人機；(3)采用了智能射頻抑制器，能夠根據(jù)無人機的不同類型指控通信鏈路進行選擇性干擾，減少附帶損傷。2015年3月，AUDS參加了法國政府組織的一次試驗，在試驗中成功探測和壓制了一系列固定翼和旋翼無人機。同年9月，意大利Selex ES公司在英國軍警裝備展上展示了該公司“獵鷹防護盾”(Falcon Shield)反無人機系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用攝像機、雷達和先進的電子設(shè)備監(jiān)控?zé)o人機接收和傳輸?shù)男盘枺瑥亩鴮ζ溥M行跟蹤并確定其類型。一旦來犯的無人機被確定為威脅目標(biāo)，F(xiàn)alcon Shield就會對這架無人機發(fā)起電子攻擊，將其擊毀或捕獲。

AUDS反無人機防御系統(tǒng)

Drone Dome反無人機系統(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“無人機穹”(Drone Dome)無人機探測、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)視雷達和光電傳感器，可360°探測無人機，并對探測到的無人機進行跟蹤和分類。在將收集到的數(shù)據(jù)進行綜合和相干分析后，Drone Dome或向無人機操作員發(fā)出警告，或?qū)o人機GPS信號和射頻信號實施干擾。無獨有偶，以色列埃爾塔公司也研發(fā)出一套與Drone Dome類似的反無人機系統(tǒng)——“無人機衛(wèi)士”。“無人機衛(wèi)士”集成了埃爾塔公司的改進型3D雷達、光電傳感器以及專用的電子干擾系統(tǒng)。

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