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1、剖析无人机集群反制技术目录摘要21 .引言2.无人机集群的威胁类型31. 1.无人机集群分类32. 2.无人机集群反制类型4.无人机集群的技战术弱点分析51.1. 无人机集群的技术弱点51.1.1. 平台能力低下51.1.2. 1.2.载荷性能不高51.1.3. 体系支撑脆弱51.1.4. 集群智能受限63. 2.无人机集群的战术劣势64.无人机集群反制技术的可行性分析74.1. 探测识别类84. 2.平台摧毁类94.2. 1.传统防空手段94.2. 2.新型弹药技术94.3.载荷毁伤类104.3.1.电子器件毁伤104.3. 2.辐射毁伤104.4.航程消耗类104.4.1.摧毁蜂巢一一“释
2、放”阶段消耗104.4. 2.伪装遮障一一“观察”阶段消耗114.4. 3.诱饵欺骗一一“判断”阶段消耗114.5.链路干扰类114.5. 1.指控链路干扰与欺骗114.5. 2.导航链路干扰与欺骗124.6.综合防护类124.7.主动反制类13第1页共18页4. 3.载荷毁伤类4. 3.1.电子器件毁伤(1)高功率微波武器。利用高功率微波波束击穿或烧毁无人机电子器件，具 有受环境影响小、攻击速度快、杀伤范围广、无附带损伤、难以防护和效费比 高等特点。同时，与高能激光武器相比，高功率微波武器作用距离更远，波束 更宽，受气候影响更小，攻击时只需确定概略方向即可实施攻击，是未来对抗 无人机集群的重
3、点研究方向。(2)高压水枪。具有无附带损失、廉价高效、无污染、操作简单的优势。利 用高压水枪或水炮进行高压攻击，不仅能够破坏和驱散无人机集群，也增大了 器件损坏(短路)概率。由于海水资源极其丰富，高压水枪或水炮很适用于海上反 无人机集群作战。4. 3. 2.辐射毁伤(1)激光致盲。低能激光武器能量虽缺乏以毁伤无人机，但利用激光束照射 无人机光电传感器，可使其受到干扰、失效、过曝，从而影响其探测功能。战 术激光器属于能量集中杀伤且作用距离有限，攻击时需精确对准目标；受气象 环境影响较大，需注重使用条件。(2)电磁脉冲炸弹。可将电磁能量分布到宽频带内14,采用与电子干扰系 统相同的工作方式，产生足
4、以暂时扰乱或致盲无人机集群机载数据通信链路的 微波功率，可毁伤其通信、探测和导航系统。但是该手段将对周围区域造成巨 大损害，需根据无人机集群的规模大小控制脉冲能量、发射方向和使用区域。4. 4.航程消耗类4. 4.1.摧毁蜂巢“释放”阶段消耗利用传统防空系统早期发现并摧毁投送平台，实现“御敌于防区之外，歼 敌于未发之中”，将作战航程“归零”；也可通过无线电测向交叉定位，确定 无人机集群地面控制站位置，派遣特种部队深入敌后，摧毁地面控制站，将无 人机集群变为一群“无头蝇”，待飞行航程耗尽后，撞向地面。第10页共18页4.4.2 伪装遮障“观察”阶段消耗(1)遮蔽干扰。在重点区域和重要目标周围施放
5、宽波段(可见光、中远红外、 毫米波等)烟幕进行遮蔽干扰。遮蔽烟幕透过率低于15%时，无人机被动红外成 像系统将无法显示完整的图像。(2)伪装隐蔽。对重点目标采取降温、绝热、喷洒消光材料或覆盖伪装物等 措施，进行反可见光/雷达侦察伪装，降低目标与背景之间的比照度，增加无人 机识别目标难度。值得注意的是，利用伪装遮障类措施，延长无人机集群识别 目标时间，可在“观察”阶段消耗其航程。4. 4. 3.诱饵欺骗“判断”阶段消耗在重要目标周围可布设大量外形、尺寸、体积和频谱等光学特征及电磁特 征相似的光电/雷达诱饵，增加无人机区分真假目标的难度，从而在“判断”阶 段消耗其航程。4. 5.链路干扰类4. 5
6、.1.指控链路干扰与欺骗(1)压制式干扰。这是指控链路干扰的主要方式，技术相对成熟，本钱较 低，系统操作简单，干扰效果显著。自组网的集群架构具备一定的网络自愈性 (网络中节点通信受阻时，可与其他无人机进行中继通信15)。干扰装备需满足 宽频率、大功率、全方向的干扰条件，干扰难度较大，对周围用频设备影响较 大，存在附带损伤，需谨慎使用。常规通信频点固定，易于干扰，但无人机集 群逐步向扩跳频通信方式开展，干扰难度迅速增大，未来扩跳频通信干扰方式 (跟踪式、阻塞式、相关式等)将成为主流开展方向。(2)电子围栏。这是为了防止无人机集群进入某一特定区域所采取的方法， 技术难度不高，本钱较低，并具备无人值
7、守、灵活性高等优点，可作为重要末 端防护手段。其优势在于可在已掌握防护目标周围用频情况的基础上，设置好 保护频率，减少因干扰带来的附带损伤。该技术可作为末端防护的重要手段， 可实施性较强。(3)控制信号干扰，这类方法可分为两种。一是通信链路劫持，通过长期的 侦听，分析破译出非合作目标无人机通信数据链的工作频段频率、协议和加密 等关键参数，通过向无人机发送虚假控制指令，实行欺骗控制。这种技术次生第11页共18页 危害较少，但需准确掌握无人机测控链路协议和数据信息16,依赖前期情报 的积累，直接破译通信协议、无线链路波形和加密等困难较大。二是转发跟踪 式干扰，即一旦侦测敌方指控链路信号，迅速进行同
8、频或延时转发，类似于 “鹦鹉学舌”；也可通过随机改变信号编码，如改变其中一位二进制编码，打 乱其战场行动。该手段无需对指控信号进行破译，可实施性强，具备较好的应 用前景。(4)金属粉末。通过火炮发射系统将装填大量金属的炸弹发射在无人机集群 来袭空域，金属粉末散开后，导电的金属能对电磁波产生反射与吸收，从而实 现对无人机集群通信网络进行屏蔽和干扰，易造成无人机集群对信号的误判， 扰乱无人机集群，使无人机集群内部相互碰撞，从而自动瓦解。该技术具有可 观的应用前景，极具开展潜力。4. 5. 2.导航链路干扰与欺骗与单架无人机不同，无人机集群凭借其功能分布化，可采用GPS、BDS、 Galileo以及
9、GLONASS等两种或多种组合导航的方式。但由于具备导航功能的无 人机较为分散，集群内部可进行协同定位，进一步加大了干扰难度。为确保欺 骗效果，必须不间断、宽角度、全覆盖、多频点对无人机集群实施导航干扰与 欺骗，直至无人机集群落地被控制。在以下儿种情形下，导航链路干扰与欺骗效果不佳：采用GPS军码导 航，导航欺骗无效；无人机集群内部有高精度惯性导航系统(INS)或者激光陀 螺等导航设备，一旦受到导航干扰或导航欺骗误差超过INS的阈值，会转为纯 惯性导航模式，令导航链路干扰与欺骗手段失效。4. 6.综合防护类总体来看，反无人机集群难度较大，尚无能够实现100%拦截的反制体系。 对于重要的核心目标
10、，反制原那么应以防护为主。目前.，口常要地防护大多集中于二维的平面防护，缺乏应对空中威胁的防 护措施，应加强关键薄弱点的立体防护，提升整体抗毁能力。鉴于需防护目标 众多，本钱有限，需突出重点，加强关键薄弱点的末端防护，并积极开展低成 本防护技术研究。第12页共18页半自主编组协同型（II类）无人机集群具备半自主能力，属于“人在回路上” 的状态，以同构/异构无人机平台为主，进行编组协同（各编组内部自主协同， 大大减少人工干预，大多数情况下只需进行状态监控和有限干预，集群行动呈 现出“灰箱”状态），技术门槛较高，是现在和未来几年研究的重点。美国的 “山鹑”（Perdix）微型无人机工程、“进攻性蜂
11、群使能战术”工程就是典型代表 。4. 7.主动反制类在传统被动防御思维模式下，反无人机集群作战存在态势感知滞后、防御 范围有限、反制装备运动局限等问题，而基于无人机平台的反无人机集群技术 具有主动防御、空地协同、部署灵活、机动性强以及精确高效的优势。无人机 平台（格斗式无人机、无人机集群）主动前出，综合使用多类手段对敌无人机集群 实施“侦-扰拦破-毁捕评”等反制任务，先敌攻击，不仅能够迅速降低无人 机集群战斗力、破坏力，也可打乱其进攻节奏，迟滞其进攻行动，为被动防御 手段争取准备时间。该类手段作为主动防御的典型方式，反制作战效能高，还 可通过转移交战场地减少对重要区域的附带损伤，可实施性强，宜
12、优先采用。5.多种对抗无人机的技术5.1. 前述在反无人机领域可用的对抗和规避方案包括“软杀伤和“硬杀伤两种解决 方案。软杀伤的解决方案涉及的方法不会故意损坏无人机。软杀伤方法可能包括频率干扰技术或无人机黑客攻击。硬杀伤的解决 方案包括物理方法，有可能用另一个物体或炮弹击中无人机，这种解决方案需 要从寻找无人机到激光或弹药等动力学整个流程。软杀伤由于是非动力学，通常具有较少的附带损害风险，并且在操作时更 加微妙和谨慎。因此，硬杀伤和动能方法只供政府使用，几乎只供军事使用， 很少有例外。虽然使用更广泛的非动力方法也会遇到不同级别的操作权限，即 使是在政府机构中。第13页共18页5. 2.射频干扰
13、技术射频干扰机的工作原理是采用UAS用来与控制器或操作员通信相同频率的 发射信号。当UAS处的干扰信号比控制器发送给无人机的信号更强时，UAS 将失去连接，迫使其进入预设的紧急协议，导致UAS飞回起始点、悬停或着 陆。Groupl和Group2在的、未分配的频带内通信,例如2.4GHz和 5.8GHzo这些频率既用于UAS和控制器之间的通信，也用于第一人称视角或 FPV的视频传输。UAS制造商需要在未分配的频谱内进行，商业上使用的其他 不太常见的射频频段包括433 MHz和915 MHz的ISM频段。干扰机有定向和全向（360度）两种解决方案。全向可能提供更多的覆盖范 围，但是定向或基于扇区的
14、解决方案可以提供更精准的覆盖并减少对其他设备 的意外干扰。图3干扰机准备装运5. 3.全球导航卫星系统（GNSS）干扰全球定位系统（GPS）可能是最常见和的导航系统，但是世界范围内还使 用了其他流行的全球导航卫星系统，如GLONASS（俄罗斯）、伽利略（欧洲）和北斗 （中国）系统。商用和消费型无人机通常具有多种全球导航卫星系统功能。如果干扰了无人机的射频频率，它仍然可能利用GNSS飞回原点，或者沿 着预先编好的导航路径继续飞行。通过干扰RF和GNSS,导致UAS与通信和导 航链路均断开，无人机才无法正常或继续飞行。基于无人机的能力，一旦被干 扰，它可能会试图着陆，也可能只是悬停在被干扰的地方。
15、第14页共18页5. 4.电子欺骗欺骗或黑客涉及的是协议操纵，这种方法包括模拟控制器并获得对无人 机的控制，同时充当控制器。这种对抗方法成功后，允许系统的控制者重新编 程UAS,特别是在某些案例中。电子欺骗包括欺骗GNSS信号，有效地误导无 人机的航向。这种方法的一个限制是，同样或类似的欺骗技术并不对所有的UAS均有 效。因此在保护系统中总是有一个漏洞，即使是有效的技术也容易受到UAS 制造商或成熟的UAS运营商所做的软件更改的影响。5. 5.定向能定向能对抗方法包括激光和高功率微波系统，这些方法虽然仍然不常见， 但正在变得越来越频繁。由Groupl和Group2无人机构成的威胁，利用定向能 对抗无人机仍处于起步阶段，目前正在开发和评估军事应用。图4定向能武器5. 6.对抗无人机神风无人机和无人机搜索无人机展示了各种对抗方法。神风无人机的商业 用途是有限的，因为它们基本上是通过物理破坏无人机来禁用非法无人机。其 他无人机搜索无人机需要尽快用网络或改装弹等来攻击无人机。第15页共18页其他成熟的具有无人机对抗能力的方案，己经成为比早期弹道和爆破更理 想的选择。干扰的精确性、效率和最小的附带损害为对抗无人机提供了更安 全、更经济的方法。然而，下一代武器的出现，如激光武器系统，似乎在战场 上也可成为更极端的威胁武器。第16页共18页图7反无人机远程武器站(RWS)
