无人机变身炸弹 那些可以保你一命的反无人机技术

前不久委内瑞拉总统尼古拉斯·马杜罗遭无人机袭击事件相信大家应该还映像深刻吧。据事发相关视频显示,仅两架携带炸药的无人机就造成了现场混乱,七名士兵受伤。委内瑞拉官方在事后发布会声明中表示:此次袭击事件中的涉事无人机为DJI Matrice 600多旋翼(六旋翼)无人机,是由位于总统大楼邻近街道上的袭击者所控制,

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每架无人机配备了1公斤的C4炸药,其中一架无人机在接近总统时发生爆炸,造成7名士兵受伤;另一架则在飞行过程中被负责安保的狙击手击中失去控制,撞向附近的一处住宅楼。

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委内瑞拉司法与和平部长内斯特·里沃尔在发布会上透露:此次恐怖分子之所以未能得逞,很大一部分原因是由于现场部署了针对配有无线电信号装置的特殊干扰技术。而之后又相关通信专家分析称:这种信号干扰技术被放置在安全区周围,事发现场中总统演讲平台附近就装有这类装置。

其实,在无人机逐渐商业化应用到航拍、监控、物流、农业等领域之时,也逐渐被应用到军事及战争,甚至被恐怖分子用来进行恐怖袭击,诸如2015年波兰机场因出现无人机导致20架客机被迫改变航线;2016年美军无人机对索马里空袭;2017年我国成都双流国际机场因有发现无人机导致22架飞往成都的航班备降其他机场,23架航班出港延误;今年1月俄罗斯驻叙利亚基地遭无人机袭击。

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在无人机逐渐开始影响国家和社会稳定时,反无人机系统的研究和应用逐渐受到重视。

所以,反无人机系统是什么,现在的反无人机技术又有哪些呢?

反无人机系统

反无人机系统是随着无人机发展迅猛而被动衍生物,用于防止无人机被滥用于影响国家及社会安全,现在已经有诸如无线电干扰、武力摧毁及暴力捕获等多种类型系统。

无线电干扰

由于现在民用类无人机(例如上述事件中的无人机)基本都需要用到无线电技术实现遥控、定位和信息传输的功能,因而无线电干扰技术在反无人机系统中的研究和应用也最为普遍。针对相关功能的干扰常见的有三类:对控制信号的干扰、对定位信号的干扰和对传输信号的干扰。

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对控制信号的干扰是指对无人机与其操作者之间的遥控信号进行干扰。由于在无人机研发过程中,为了增强使用者控制信号的控制强度,遥控接收天线的主瓣通常朝向地面,这样的设计结构虽然极大地加强了无人机的控制力度,但是也为反无人机无线电干扰系统提供了机会。虽然现在的无人机遥控发射机采用跳频和扩频技术已经很普遍了,但是却也是要设定在一定范围内的。简言之,只要判断出大概控制信号的大概频率范围,用噪声对该频段范围进行覆盖,就可以实现对无人机的精准打击,达到反制效果,无人机会在遭到干扰后根据系统的初始命令进行悬停或者返回。

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对定位信号的干扰是指对无人机自身的GPS定位信号进行干扰。由于GPS信号对轨道卫星有较强的依赖,为了加强无人机对GPS信号的接收强度,从而实现精准定位,一般无人机会选择把定位天线主瓣设计在无人机顶部。这使得无人机对地面发射来的干扰信号有一定的抵抗力,从而需要在进行干扰时找到适中的信号。但这也基本不是问题,因为现在不论是民用无人机,还是军用无人机,都会有特定性能指标,只需要测算出相关针对性找出较为通用的频段和发射功率就能顺利搞掉无人机的定位系统。

但是需要注意的一点是搞掉定位系统并不一定能够搞掉无人机,因为经过特殊训练的无人机驾驶员其实可以在不依赖无人机定位系统时进行控制。

对传输信号的干扰是指对无人机与操作员之间的图像及语音传输信号的干扰。这类干扰的原理类似于对控制信号的干扰,不同之处是需要干扰的信号源于操作者的接收机,由于距离更远且最新的无人机传输信号的发射功率在不断增大,要实现精准打击将更困难。

运用无线电干扰研发反无人机系统中名气比较大的要算是美国的Battelle公司了。2015年10月,Battelle推出一款外形酷似来复枪的Drone Defender的反无人机设备。该设备在不需要了解设备通信详情的基础上,向任何它打算干扰的商用无人机目标发出专有的波形,能有效拦截操控员给无人机发出的信号。另外,Battelle 的研发人员Dan Stamm也曾透露:国防部和国土安全部买了大约100台该设备。2016年7月份,在位于伊拉克的一个军事基地上发现了一台该设备。

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2017年9月,Battelle 宣布新型改进版的高效反无人机设备Drone Defender®V2,能够定向对无人机系统进行对抗措施。改进的第二代产品结合了现场反馈和人体工程学,实现了完全集成的便携式设计。

无人机变身炸弹 那些可以保你一命的反无人机技术武力摧毁

相较于无线电干扰技术来讲,武力摧毁可以说是直截了当,粗暴简单。如果不从技术角度区分的话,委内瑞拉总统遇袭现场那位狙击手用的就是武力摧毁的方式。而实际来讲,这种方式主要运用监视系统和精准定位技术,通过诸如导弹、激光等对无人机进行直接打击,例如波音公司于2016年8月发布了一款外形酷似激光炮的反无人机激光武器系统LWS。

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波音公司曾认为击落无人机最好的办法就是用精密激光对准它,在无人机上烧出一个洞,并最终击落。因此,波音开发了LWS武器系统。LWS系统可以通过发射10kW的激光束立即摧毁35公里外的无人机。另外,LWS可拆分成四部分由两人15分钟内完成野外组装。

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暴力捕捉

相对于武力摧毁,捕捉会是相对温柔一点的方式。具体可以分为地面捕获和空中捕获。

地面捕获主要是通过类似枪形武器发出捕捉网对无人机实行远距离抓取,例如2016年英国工程师研究团队曾研制出SkyWall 100防御系统,该系统通过机身自带的智能传感器,可以自动校对百米内无人机的方位和距离,并能在操作者扣动扳机后弹射出一个网状物捕获无人机,甚至SkyWall还配备了小型降落伞防止被捕获的无人机触地摔坏。

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空中捕获则是通过无人机实施近距离空中捕获敌方无人机,日本警方曾这方面进行过研究,用以在敌方无人机造成伤害之前从天空中捕捉下来。他们的无人机携带一个特制的网用于捕捉较小的无人机。

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猎鹰捕获

也许是借鉴于猎犬在辅助军事行动中起到的作用,荷兰警方曾与一家名为Guard From Above的猛禽训练公司合作,通过训练老鹰抓捕无人机,他们希望通过训练这些鸟类抓捕人机,从而也避免了摧毁相关涉事无人机。

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无人机商用火热,现在已经被考虑普遍应用到航拍、监控、物流、农业等领域。而随着无人机功能越来越强大,也难免会被居心叵测之人用到非法领域。历来也出现过多起无人机干扰飞机航行,甚至被用于恐怖袭击,因而反无人机系统的跟进已成必然。

就在上周五,美国陆军制定了一项新的无人机计划,预计将购买洛克希德马丁公司的机载高功率微波系统,通过将该系统配置到无人机上,使其能够聚集一束微波固定打击非法入侵的固定翼或四旋翼无人机。

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反无人机系统到目前为止,相关产品虽然已经层出不穷,但是能够实现精准打击的反无人机系统大多还是应用在军用领域,能够应用到安保系统的并不多。像马杜罗总统演讲这样的场合,如果能配备这些反无人机系统一定会起到更好的效果,虽然让安保人员扛着一个“激光炮”样子的武器会略显尴尬。而至于无线电干扰技术的应用,现在能够达到的效果还是十分有限,不论是在频段范围的精准选配,对无人机的精准定位,还是在对无人机上可能存在的炸药的处置上,都很难有比较稳妥的解决方案。

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    当上帝赐给你荒野时,就意味着,他要你成为高飞的鹰
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