自2015年以来,用于民用和消费级和军用微小型无人机出现井喷式增长。据国内有关无人机权威人士介绍,现有针对微小型无人机的探测、定位和识别主要采用雷达和摄像头相结合的方式,雷达负责实现对无人机的探测、定位和跟踪,并引导红外或者光学摄像头跟踪拍摄目标,根据拍摄得到的图像信息对目标进行识别,确认是否是无人机以及无人机型号规格等。但是由于民航客机运行的特点和民航业的安全监管要求,使得全世界的机场都没有真正意义上的反无人机系统的应用案例。原因是机场起飞和降落区域覆盖范围约为50千米X50千米,民航客机在此区域内的飞行高度都比较低,随时都可能面临闯入无人机的安全威胁。一旦闯入,无人机与客机相撞,就可能是机毁人亡、经济损失与社会影响巨大的严重事故。
由于消费级无人机飞行高度低,速度慢,目标反射面积小,其雷达回波不但微弱,而且和背景杂波信号混叠在一起不容易被区分出来,使用常规雷达进行探测效果并不好。而使用红外或者可见光摄像头进行摄像来识别小型无人机目标,在夜晚、雾霾或雨天等不良天气环境中效果会很差。更为重要的是,雷达工作时,其发射功率较大,很容易干扰机场和起降飞机的无线电设备,为保障机场和人员的绝对安全,选址和安装电子设备有特别复杂的审批流程。这也是全世界机场很少有服役的反无人机系统的原因。目前,一般采用无人机企业自律措施,在软件上设置“禁飞区”。从原理上看,这并不可靠,完全可能被人为破解和屏蔽。
我国科学家提出,可以利用外辐射源雷达组网来在较远距离发现这些小型无人机。所谓外辐射源雷达,自身并不发射电磁波,而是利用电视台向外发射的数字信号,通用移动通信基站手机信号,FM调频广播电台信号、甚至全球卫星定位系统发射的定位信号,路由器发射的WIFI信号。这些第三方辐射源经目标散射后,外辐射源雷达接受这些回波来获取目标信息。由于外辐射源雷达组网可以直接利用已存在的大量民用信号源作为发射站,而不需要额外提供发射机,因此,系统具有抗截获、抗干扰、抗低空突防、反隐身、研制和维护成本低、机动性强等诸多优势。
军事专家告诉记者,据公开资料介绍,由于通用移动通信基站手机信号和FM调频广播电台信号资源充足且分布广泛,具有良好的多普勒分辨率,利用这些信号越多,外辐射源雷达组网的定位精度就越高。我国在国内外军用电子技术展上曾多次公开声称我国已掌握这一技术,并展出了类似美方“沉默哨兵”型无源探测雷达的国产型号。其关键的为实现其大运算量实时定位算法的DSP(数字信号处理芯片),就是号称信号处理芯片处于当时世界领先水平的国产华睿一号DSP。根据公开资料分析推测,其由中科院计算所研制的龙芯3号CPU的IP核改进而来。
军事专家告诉记者,随着此类技术在国内的逐渐成熟,为适应军民融合的需要,我国科学家提出采用无源雷达对低空慢速飞行的无人机进行远程探测、跟踪和定位。根据理论和实验分析,无源雷达具备较好的检测低空慢速小目标能力,对无人机探测效果好;同时系统还能接收无人机发出的遥控遥测信号再进一步提高定位精度并进行目标分类,然后开启小功率主动低空监视雷达或光电识别子系统对目标进行更准确的定位和取证录像,并在必要时候开启干扰和摧毁子系统,使其返航或坠落。
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