【小型民用無人機反制方法的研究5500字（論文）】

小型民用無人機反制方法的研究目錄TOC\o"1-2"\h\u227291緒論 1186561.1研究背景 148591.2研究目的及意義 2119602小型民用無人機反制方法分析 3209342.1小型民用無人機反制方法分類 362702.2小型民用無人機反制關(guān)鍵技術(shù) 4155223小型民用無人機反制方法的發(fā)展趨勢 639693.1重點強化對無人機對抗技術(shù)的全面攻研 683053.2高度重視對“以無人機反無人機”的深入探索 6150153.3軟殺傷與硬殺傷方式協(xié)同發(fā)展 620233.4注重發(fā)揮接近演習的有效作用 7939結(jié)論 811133參考文獻 101緒論1.1研究背景無人機又稱“空中機器人”。與傳統(tǒng)載人飛機相比，具有隱蔽性強、電池壽命長、成本低等特點。自1917年第一架無人機誕生以來，已經(jīng)過去了100多年。隨著無人機技術(shù)的不斷進步，特別是微電子、導航、控制、通信等技術(shù)的快速發(fā)展，無人機已進入軍事領(lǐng)域。它已迅速擴展到民用領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。2017年，中國無人機市場規(guī)模超過20億元。隨著低空飛行器的逐步開放，國內(nèi)無人機市場發(fā)展迅速。預(yù)計未來幾年無人機行業(yè)將保持50%以上的增長速度。目前，中國民用無人機企業(yè)已達500多家，其中包括研發(fā)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、生產(chǎn)經(jīng)營等，其對無人機操作人員的需求超過10萬。未來，無人機將集成更先進的機器人技術(shù)和算法，攜帶更多傳感器和有效載荷設(shè)備，因其不同的復雜性并能夠完成任務(wù)。隨著技術(shù)的不斷進步，無人機的制造成本將越來越低，操作的智能化程度將會提高，這將降低小型民用無人機用戶的進入門檻，并將被用于無人機在各個行業(yè)的廣泛應(yīng)用。然而，由于無人機行業(yè)缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標準和相關(guān)法律法規(guī)，大多數(shù)小型民用無人機仍處于“黑飛”狀態(tài)。造成了一系列公共安全隱患，主要表現(xiàn)在:對國家安全的威脅、對重要目標安全的威脅、對航空安全的威脅、對公共安全的威脅、對公民隱私的威脅等方面。近年來微小型無人機（指民用多軸飛行器）正以空前的速度普及，在航拍、植保、測繪、快遞運輸?shù)阮I(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。出于具備“慢低小”的屬性，便于其飛行隱蔽，進而經(jīng)常會對邊防、大型場所、電站、主要辦公場地、看守所、機場等諸多目標的安全空防構(gòu)建了較大的威脅。例如前段時間在國外產(chǎn)生的無人機“飛越地標（巴黎）建筑”、“闖入白宮”“身帶放射物質(zhì)抵達日本首相官邸”等諸多的事項，并且國內(nèi)也產(chǎn)生了諸多的無人機對航班干擾的事項。該事項不但對機場等主要場地產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟損傷，并且產(chǎn)生了特別惡劣的社會層面的影響。無人機反制技術(shù)已成為各國關(guān)注的重點技術(shù)，同樣的，我國也需要進一步研究和發(fā)展反無人機技術(shù)，在當前新型武器飛速發(fā)展的今天，只有把握好發(fā)展新型武器技術(shù)的機遇才可以贏得未來戰(zhàn)場的主動權(quán)，所以本文通過調(diào)研，進一步了解和認識小型民用無人機反制方法的重要性以及未來發(fā)展方向。1.2研究目的及意義隨著小型民用無人機的快速推廣和應(yīng)用，一方面需要完善相關(guān)的法律法規(guī)。另一方面，加快對無人機反制技術(shù)的研究，提出有效的無人機控制思路已迫在眉睫。目前，世界上大多數(shù)國家都將入侵無人機視為特殊飛行目標，主要使用傳統(tǒng)防空武器執(zhí)行反制無人機任務(wù)，以確保攻擊和防護的有效性。然而，傳統(tǒng)防空武器雖然能夠及時有效地攻擊和摧毀無人機，但對于低成本的民用無人機來說，卻是典型的過度殺傷。無人機碎片的下落過程也可能對某一地區(qū)的人員和財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。此外，傳統(tǒng)的防空武器不易應(yīng)用于民用領(lǐng)域。因此，世界各國都在積極開展利用申子戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、激光武器等技術(shù)的無人機反制研究。電磁干擾因其操作簡單、成本低、便于攜帶和安裝、破壞小等優(yōu)點，已成為反制無人機技術(shù)系統(tǒng)中不可缺少的一部分。利用電磁干擾切斷無人機測控通信系統(tǒng)的部分通信，使無人機在失去控制后緩慢返回或降落。這種無人機模式不僅能達到反制無人機的目標，還能將風險限制在可控范圍內(nèi)。它可以被認為是民用領(lǐng)域最合適的反無人機手段。本文根據(jù)現(xiàn)有小型民用無人機反制方法的運用，研究了小型民用無人機反制的運用和技術(shù)展望。2小型民用無人機反制方法分析2.1小型民用無人機反制方法分類我國需要進一步研究和發(fā)展反無人機技術(shù)，在當前新型武器飛速發(fā)展的今天，只有把握好發(fā)展新型武器技術(shù)的機遇才可以贏得未來戰(zhàn)場的主動權(quán)。從功能角度出發(fā)我們可以將小型民用無人機分為無人機偵察探測和無人機反制兩部分。想要成功對無人機實施打擊第一步就需要準確探測到無人機，而探測類技術(shù)就是對傳感器的綜合運用，通過傳感器發(fā)現(xiàn)威脅目標，然后對目標的物理屬性進行判別，不同的目標其物理屬性也不同，通過這個方法便可以探測到目標無人機。探測類技術(shù)的優(yōu)缺點對比見表1。表1典型探測類技術(shù)優(yōu)缺點對比技術(shù)名稱原理優(yōu)點缺點最大作用距離雷達利用多普勒技術(shù)獲得無人機速度，利用電子濾波器區(qū)分無人機和其他運動目標距離遠、精度高、幾乎不受天氣影響、晝夜效果均好、技術(shù)成熟度高識別性能差，主動輻射信號會影響安全性10KM射頻接收、提取并分析政策到的無線信號，分析確定無人機及其物理特征成本低、容易實現(xiàn)無法感知處于電磁靜默狀態(tài)下的無人機數(shù)百米無源光學成像紫外成像、可見光成像、近紅外光譜成像等技術(shù)獲得圖像，并對所獲得圖像進行分析成本低、視頻靈活性較高雜波和天氣對其影響很大，且夜間效果差數(shù)百米無源熱成像通過不同波長的紅外成像獲得圖像，然后對圖像進行分析雜波影響小、夜間效果好、天氣對其影響較大大部分微小型無人機的熱學特征不是很明顯，需要和具有大范圍搜索能力和模塊配合使用近千米聲學傳感采集聲音信號，并與數(shù)據(jù)庫中的無人機聲學特征進行對比成本低、安全性好探測距離難以確定、識別能力差，復雜環(huán)境下的虛警問題嚴重，探測距離受風的影響嚴重數(shù)百米軟殺傷和硬殺傷是無人機反制技術(shù)的主要分類方法。軟殺傷主要通過GPS定位系統(tǒng)干擾、數(shù)據(jù)通信干擾、接管控制系統(tǒng)等手段，使作戰(zhàn)目標無人機的各類電子元件失效，使其戰(zhàn)斗力大大削減。硬殺傷力主要使用激光、微波、火箭、高射炮等手段直接摧毀無人機。表2比較了典型對策技術(shù)的優(yōu)缺點。有很多無人機干擾和欺騙手段對商用無人機的影響很大，但缺點是對商用/非商用鏈路的處理不夠。傳統(tǒng)或趨勢防空模式能量高、成本高。總之，它缺乏有效的手段來實現(xiàn)“低、慢、小”的目標。表2典型反制技術(shù)優(yōu)缺點對比技術(shù)名稱原理優(yōu)點缺點對抗集群能力干擾阻斷利用大功率干擾信號對目標無人機的控制信號進行干擾，使目標無人機的傳感器、鏈路和全球定位系統(tǒng)失效或者精度大大降低，迫使無人機自行降落或返航對抗低復雜度無人機效果顯著難以應(yīng)對高復雜度無人機，附帶損傷和電磁誤傷問題嚴重好偽裝欺騙利用光學、熱紅外成像、聲學和電子欺騙技術(shù)等，將己方進行一定程度的偽裝，使得對方無人機難以發(fā)現(xiàn)，使其作戰(zhàn)效能變低，從而使敵方無人機的作戰(zhàn)能力下降對于需要人工控制或者接收指令的無人機效果較好對技術(shù)要求更為復雜，且對自主等級高的無人機效能很低差激光/微波手段通過對目標施加能量來破壞或摧毀目標精度高、附帶損傷小效能受目標形狀、材料、距離影響較大，且成本高較好火炮和防空導彈傳統(tǒng)的防空模式技術(shù)成熟度高成本高且容易引發(fā)此生災(zāi)害差網(wǎng)捕從地面或空中拋網(wǎng)以捕獲無人機成本低、實施簡單命中率低差2.2小型民用無人機反制關(guān)鍵技術(shù)在未來發(fā)展上，反無人機意識會越來越濃厚，無人機反制作戰(zhàn)任務(wù)也逐步會成為重點。在日益增加的多樣化需求與無人機反制技戰(zhàn)術(shù)迅猛發(fā)展的前提下，整個無人機反制體系已日臻完善。在這個體系中，對無人機進行探測跟蹤及預(yù)警后，依據(jù)實際戰(zhàn)況，在或?qū)o人機實施打擊，或?qū)o人機實施干擾失效的具體部署下，兼顧主動的偽裝防護，以達到降低無人機偵察的效率和效果。由此不難看出，探測跟蹤和預(yù)警、毀傷、干擾和偽裝欺騙這四大技術(shù)構(gòu)成反無人機技術(shù)體系。不難看出這四部分技術(shù)體現(xiàn)了主動與被動手段的高效結(jié)合，主動的反無人機技術(shù)手段與被動的偽裝防護手段相結(jié)合，使得反無人機整體效能最大化和最優(yōu)化。3小型民用無人機反制方法的發(fā)展趨勢3.1重點強化對無人機對抗技術(shù)的全面攻研未來，無人機將集成更先進的機器人技術(shù)和算法，攜帶更多傳感器和有效載荷設(shè)備，因其不同的復雜性并能夠完成任務(wù)。隨著技術(shù)的不斷進步，無人機的制造成本將越來越低，操作的智能化程度將會提高，這將降低小型民用無人機用戶的進入門檻，并將被用于無人機在各個行業(yè)的廣泛應(yīng)用。載荷小型化微型化已經(jīng)成為當前無人機機載載荷的一個發(fā)展趨勢，因此，諸如通信中繼載荷，合成孔徑雷達，干擾機等各類載荷完全可以在小型無人機上搭載并運用，這也極大的促進了小型無人機應(yīng)用范圍的擴展。各類組網(wǎng)及自動化技術(shù)也使得微小無人機集群在日常生活中的可行性和有效性越來越高。因此，小型無人機已經(jīng)被各類人士運用，為了應(yīng)對小型無人機帶來的挑戰(zhàn)，以美軍為代表的外軍積極探索反制小型無人機的技術(shù)。例如，美軍在2016年的一次試驗中就專門針對重量小于9.07kg的無人機進行了反制方案的驗證。3.2高度重視對“以無人機反無人機”的深入探索以無人機對抗無人機已經(jīng)成為各國一個新的研究方向了，無論是在理論的可行性還是裝備技術(shù)的可操作性上，單無人機之間的對抗干擾或者是無人機蜂群之間的對抗都是極為可能在未來戰(zhàn)場實現(xiàn)的。無人機可以通過對空雷達探測定位敵方無人機，準確定位并鎖定后利用機載武器擊落目標或使敵方無人機喪失效能，亦或者利用無人機將敵方無人機的情報信息回傳給地面部隊或者是空中有人機，地面部隊或戰(zhàn)斗機依據(jù)情報信息對無人機實時精準打擊。因此，用無人機對抗無人機的反無人機手段也成為了各國當前重點探索的方向之一。例如，美國通用原子航空公司的戰(zhàn)略發(fā)展主管在2013年的國際無人系統(tǒng)協(xié)會年度會展上就曾透露，該公司正與雷聲公司合作研制一系列空空導彈及反輻射導彈，計劃將它們加裝到MQ—9“死神”無人機上。除此之外，他們還研發(fā)出了一種相控陣雷達，可以裝載到死神無人機上，使其擁有反無人機能力，隨著各國對無人機的加速研發(fā)以及武器系統(tǒng)的進步，在不久的將來，無人機也必然會成為對抗無人機的重要手段之一。3.3軟殺傷與硬殺傷方式協(xié)同發(fā)展軟殺傷和硬殺傷類反無人機武器的主要分，兩者各有優(yōu)勢，但都不理想，因為在當前快速變化的社會環(huán)境下，很難確定哪種材料能夠完全完成反制任務(wù)。為了達到預(yù)期的反制效果，以適合對付無人機的微波武器為代表的軟殺傷武器，以激光武器為代表的硬殺傷武器。這對一次性無人機具有更好的反制效能。在處理無人機時，軟殺傷武器可以摧毀無人機平臺的電子設(shè)備或其通信鏈路，直接導致其故障，但如果使用無人機是一個自攻擊系統(tǒng)，不使用遠程信息交互。殺傷方法可能不有效，需要用硬殺傷方法來彌補。該方法對單個無人機具有殺傷力強、殺傷力快的特點，但對單個無人機編隊難以達到應(yīng)有的效果。這樣以來，可以起到更好的反制作用，達到一加一大于二的效果。各國都明確認識到這一點，也加快了各種無人機武器的開發(fā)和利用。將軟殺與硬殺相結(jié)合，建立了多級無人機系統(tǒng)，并在實驗中進行了探索。3.4注重發(fā)揮接近演習的有效作用小型民用無人機的反制方法可以參考類似演習的運用方式，實操是檢驗新技術(shù)或新研制反制系統(tǒng)的最佳方式，但在研制完成后的反制測試中，將眾多反制手段投入實操的機會是非常少的。因此，演習被用來測試反制的成效，而不是真正的反制演習。更重要的是，反制演練可以檢驗性能的戰(zhàn)斗力，為無人機使用人員提供一定的研發(fā)數(shù)據(jù)，使研究人員和開發(fā)人員可以根據(jù)自己的缺點進行調(diào)整和升級。例如，自2002年以來，美軍每年都舉行一場名為“黑色飛鏢”的特殊軍事演習，以測試無人機系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，尋找應(yīng)對無人機威脅的新技術(shù)。2016年，黑手黨演習的場地進一步擴大，覆蓋沿海和海洋環(huán)境。來自25個政府機構(gòu)的1200多人參加了演習，使用了20多個不同的無人機系統(tǒng)或50多個無人機系統(tǒng)使無人機系統(tǒng)癱瘓。俄羅斯等歐洲國家也定期舉行軍事演習。這些軍事演習要么是聯(lián)合軍事演習，要么是專門針對無人機的演習，對抗措施和武器系統(tǒng)已經(jīng)核實。因此，小型民用無人機的反制方法也可以從中汲取實操演示的經(jīng)驗，在實操中，反制演習必然成為檢驗反制效果措施的重要方法之一。結(jié)論隨著國內(nèi)外小型民用無人機市場的快速發(fā)展，無人機在給人們帶來便利的同時，也給公共安全帶來了諸多隱患。本文旨在探討小型民用無人機反制的方法及其發(fā)展趨勢?；谄鋬?yōu)秀的抗干擾特性、多址接入、強保密及低截獲概率的特征展開一系列研究，未來，無人機將集成更先進的機器人技術(shù)和算法，攜帶更多傳感器和有效載荷設(shè)備，因其不同的復雜性并能夠完成任務(wù)。隨著技術(shù)的不斷進步，無人機的制造成本將越來越低，操作的智能化程度將會提高，這將降低小型民用無人機用戶的進入門檻，并將被用于無人機在各個行業(yè)的廣泛應(yīng)用。其發(fā)展趨勢包括重點強化對無人機對抗技術(shù)的全面攻研、高度重視對“以無人機反無人機”的深入探索、軟殺傷與硬殺傷方式協(xié)同發(fā)展和注重發(fā)揮接近演習的有效作用，這些都為小型民用無人機反制的發(fā)展與深入突破提供了可借鑒性的經(jīng)驗?？偠灾覈残枰M一步研究和發(fā)展反無人機技術(shù)，在當前新型武器飛速發(fā)展的今天，只有把握好發(fā)展新型武器技術(shù)的機遇才可以贏得未來戰(zhàn)場的主動權(quán)，所以本文通過調(diào)研，進一步了解和認識小型民用無人機反制方法的重要性以及未來發(fā)展方向。參考文獻[1]吳小松,房之軍,陳通海.民用無人機反制技術(shù)研究[J].中國無線電,2018(3):4.[2]周鈺哲.民用無人機反制設(shè)備濫用亂象治理建議[J].中國無線電,2020(2):2.[3]張益凡.反制無人機的螺旋雙頻天線研究和實現(xiàn)[D].寧夏大學,2019.[4]寧波,陳宇.無人盾牌:美軍開發(fā)防御型"反制無人機"[J].航空世界,2