无人机防控系统的架构、功能及多种应用解决方案

1需求分析

1.1无人机飞速发展

随着航空科技的发展，民用无人机市场发展迅猛。据统计2014年至2018年四年间，民用无人机的市场销售从37.8万架增长到280万架，并且仍在以每年50%的速度快速增长。其中大疆创新作为无人机产业的龙头企业，据相关的报道，大疆创新的客户已经遍布了全球一百多个国家，其市场占有率在70%以上。

图1无人机数量增长

1.2小微无人机威胁现状

伴随着无人机销量的快速上升，无人机违规、违法事件层出不穷，无人机“黑飞”造成航班大面积延误与日俱增，给各类公共安全构成严重威胁。同时，故意利用无人机在重点害区域进行犯罪的案件也时有发生。

无人机作为一种小型低空飞行器，具有一定载荷能力，目前很多微型无人机的搭载能力，已经达到甚至超过了10公斤。

图2无人机威胁

2015年8月，一架携带有毒品的无人机进入了俄亥俄州的曼斯菲尔德劳教所，当它降落到监狱内后出现了严重的暴动。

深圳海关在深港边境地区破获一起特大走私手机案，犯罪团伙利用无人机空中飞越边境线，架设线缆，疯狂走私手机，案值高达5亿元人民币。

2018年8月4日，委内瑞拉总统马杜罗在国民警卫队成立81周年庆祝活动中受到了无人机袭击。

越来越多的事例表明，随着小微无人机数量的快速增加，我们面临的小微无人机威胁越来越严重。这类无人机体积小、获取容易、操作简单、具有一定的载荷能力。一旦被不法分子利用，就可以对国家要地进行侦查拍照，传递违禁物品，这对现有安防体制是一项重大威胁，必须配备有专业设备应对此类威胁。

1.3全球应对

应对无人机的非法飞行迫在眉睫，工信部和民航局2018年先后发布了《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》，《无人机制造企业规范条件》和《民用无人驾驶航空器经营性飞行活动管理办法（暂行）》，公安部于2018年9月15日发布了无人机侦察反制装备列装配备意见。

欧洲航空安全局EASA于2018年2月22日公布了关于无人机监管的修订提案。

2018年6月13日，美国参议院通过了“防止新威胁法案”，授权司法部（DOJ）和国土安全部（DHS）在城市中部署反无人机技术。

2反无人机技术现状

2.1探测手段对比

在无人机防控系统中，探测发现是最大的难点。解决无人机探测问题的途径主要有雷达探测、无线电侦测、光电探测和声音探测（其中声音探测在城市环境或复杂环境下很难有效区分无人机目标，且探测距离仅100m左右，尚不具备工程条件）。以无人机为典型代表的低慢小飞行器种类繁多、飞行机动灵活，世界各国大力发展多种传感器探测技术，基于各探测手段的优缺点。经对比分析，本系统采用雷达和无线电解析设备作为无人机的发现手段。

2.2反制手段对比

现阶段无人机拦截处置有多种手段，其中以电磁干扰、强激光打击、高能微波武器、网弹和网捕无人机最为典型，目标拦截处置手段优缺点对比见下表，我公司综合各拦截手段的优缺点，采用无线电干扰的方式，并预留其他打击拦截设备接口，可高性价比完成无人机拦截处置任务。

3系统方案

3.1系统构架

“守护者”无人机防控系统采用固定或车载架设的分布式组网构架，主要由指挥分系统、探测分系统、通信分系统、处置分系统组成，主要包括雷达、无线电解析设备、光电与干扰集成设备以及指挥终端、服务器等，分配便携干扰设备，通过智能化指挥控制，对探测分系统发现的目标快速拦截处置。系统构架如下图所示。

图3“守护者”无人机防控系统构架

3.2系统功能

系统完成的主要功能如下：

a）空情探测：系统通过雷达和无线电解析设备进行远距离探，实现“低小慢”目标和小微无人机远距离探测预警功能，通过引导光电探测设备进行目标识别、取证；

b）态势显示：指挥终端接收探测显控终端上报的目标信息，在电子地图界面绘制出空情态势，为指挥人员提供直观的空情信息；

c）威胁判断：指挥中心对探测分系统上报的目标信息，结合目标飞行航向、电子地图等多方面评估作出威胁评估；

d）指挥控制：在指挥中心通过远程操控，在电子地图上标出并显示疑似目标飞行轨迹；自动/手动控制干扰设备对威胁目标进行干扰，同时，指挥中心向便携式干扰设备操作员报送威胁目标信息；

e）拦截处置：干扰设备在指挥软件控制下自动完成目标快速干扰；处置人员使用便携引导终端根据通信指挥平台下达的拦截指令，利用手持式干扰设备完成目标拦截处置；

f）效果评估：在无线电干扰设备按照计划实施连接处置时，雷达、光电探测设备持续追踪目标，指挥平台根据探测分系统上报的处置结果，确认是否完成拦截处置任务；

g）无人机肇事者抓捕引导：系统根据无人机位置、航向信息，利用便携引导终端显示的无人机航迹、航向、速度等空情信息，可协助安保人员对违规操控无人机肇事者实施抓捕。

3.3系统优势

a）雷达探测优势：公司雷达探测设备经过多次保障、演示和比赛，均取得优异成绩，雷达对小微目标探测能力强；

b）无线电解析优势：无线电解析设备专门针对大疆消费级无人机，可侦测并解析其无线电信号，获取无人机型号、SN号、位置、飞行参数等信息，升级能力强，未来可加入新型无人机解析数据；

c）黑白名单：可将合作目标无人机SN号或飞行信息输入系统，系统发现无人机的同时可分辨合作目标和“黑飞”目标；

d）无人值守：系统自动化程度高，设备部署完毕后不需人工控制，自动完成无人机目标侦测，自动报警并反制（原则上干扰反制需要权限或人工确认）；

e）智能化、扁平化指挥：系统采用智能化指控软件，实现威胁排序、目标分类及告警等辅助功能；

f）高性价比：系统采用智能化远程控制、高可靠性的探测及处置设备，运营人员少、维护费用低；

g）系统部署性高：设备采用集成化设计，无线电解析设备、全向干扰设备可组合使用也可单独使用，设备体积小、重量轻、部署方便，可快速完成设备部署。

4主要系统指标

5多种解决方案

5.1机场无人机安保解决方案

2018年到2019年间公司为多家机场提供解决方案并进行系统试用。

5.2监狱/要地解决方案

公司先后在监狱/要地提供解决方案并汇报、演示、试用无人机防控系统。

5.3大型活动安保解决方案

5.4阿拉善比赛

公司于2019年6-7月参加阿拉善-无形截击挑战赛，在60多个队伍参加的探测赛中取得第五名的成绩。

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