机场净空区无人机防御系统 及联网平台建设方案
2022-6-22无人机具有智能化程度高、易于操作、造价相对低廉等诸多优点,民用领域的应用越来越普及化、大众化。但是,由于缺乏相应的法律法规和管控手段,无人机的使用越来越暴露出严重的安全隐患和管理漏洞。
近两年,无人机扰航事件频发,已经让我们认识到对无人机滥用的现实威胁。实际上,无人机擅闯军事基地、政治敏感区域、国家重要基础设施等单位,从事航拍、窃取情报、抛洒传单等有损国家安全、侵犯他人隐私的活动也多次发生。如果这些“黑飞”的无人机掉在危险区域,如油气罐、炼油厂、化工厂、加油站等极其危险的区域,还有可能引发爆炸,造成不可预见的严重后果。恐怖分子或者别有用心人员可能会为无人机加装其他设备,挂载爆炸物,就会变成飞行的炸弹,给社会人员和财产安全带来极大的隐患。
重点区域低空防御系统的建设目标主要有:
1.通过建立一个集要素管控、信号探测、数据采集、技术反制、处置指挥于一体的低空防御系统,实现对重点区域低空安全的全方位管控,解决低空安全防御的手段空缺,达到“看得见、管得住、打得下、抓得着”的目的。
2.在防御区域能够对合作无人机进行管控。可侦测无人机飞行信息,包括飞行高度、航向等;支持无人机运行大数据统计与分析,包含平均飞行时长、飞行高度等;通过平台可设置临时或永久禁飞区。
3.在防御区域能够对非合作无人机进行管控。可探测发现非法入侵的无人机并识别预警;可对无人机进行定位跟踪;可对无人机进行技术反制;可实现对无人机操作手定位。
实行分级管理原则,按照重要程度将重点区域核心、周界和外围分为一级管控、二级管控、三级管控三种。一级管控区域最为重要,其低空防御系统包括无线电侦察管控设备、光电探测设备、无人机飞手抵近侦测设备;二级管控区域较为重要,其低空防御系统包括无线电侦察管控设备;三级管控区域低空防御系统包括基于无线协议的侦察设备。
一级防御区域低空防御系统
重要区域核心区低空防御系统主要由无人驾驶航空器侦察管控子系统、光电子系统、处置子系统组网以及无人机飞手抵近侦测设备构成:
无人驾驶航空器侦察管控子系统:主要由信号侦察测向干扰一体机、侦察测向天线阵列、干扰单元和显控终端等组成。
光电子系统:主要由高精度伺服光电转台、可见光摄像组件构成。
处置子系统:主要由干扰单元和显控终端等组成。
具体低空防御分系统设备如下:
低空防御分系统设备图
考虑到无线电信号探测的距离超过5KM,而光电的探测距离小于信号的探测距离,故在进行传感器部署时采用一台信号传感器配多台光电设备和两个处置设备的模式进行组合组网部署,从而加大实际探测覆盖面积。
传感器部署策略:在靠近重点区域核心部位的附近高层建筑或移动通信铁塔上部署一台信号探测设备、一台光电设备和一台拒止处置设备。这样可以结合各传感器设备的探测特点和性能的不同,利用部署策略来减少硬件设备的投入且不影响整个区域的防御效果。
导航欺骗核心区域防护子系统:单个静态防护站的有效防御空间为以布设点为中心的水平面以上的半球。防护半径:50米~数公里;高诱骗防御区域:50~500;诱骗+压制干扰区域:500米以上。
具体设备如下:
一级管控区域最为重要,其低空防御系统主要包括导航欺骗设备,可以管控二级防御区域无法探测的、采取静默飞行的无人机,通过导航诱骗手段,制止入侵无人机。
系统的工作流程
信号设备在探测到非合作目标的无人机后,根据此无人机的飞行航向、速度等参数智能选择其中的一台光电设备对其进行引导跟踪,并根据此无人机的危险程度决定是否进行拒止处置。
抵近侦测设备采用宽带信号侦测技术和高速实时检测算法,抗同频干扰,有效捕获、识别无人机遥控信号;定点监测或快速移动查找两种用途,单人单手使用。
二级防御区域主要是重点区域周界布防,开展低空安全保障。主要采取移动指挥车在重点区域附近侦测、处置,以及重要领导车队前行引导保障。
车载无人机主动防御分系统采用非接触式技术,通过发射模拟的卫星信号对无人机进行导航防御,实现对无人机的防御和管控,具有全天候、全天时、全方位以及主动防御和安全驱离等独特优势。
该系统包括基站式无人机主动防御系统和车载式无人机主动防御系统,可用于军事区域、党政机关、监狱、机场等场所的长期布设及赛事、会议等活动的临时布设,同时,还可为重点区域的常规巡逻及领导出行提供安全防护。如图所示。
三级管控区域低空防御系统包括基于无线协议的侦察设备,主要在重点区域外围探测发现合作目标。
云监测功能
在线飞行的无人机的飞行信息和通过侦测系统侦测到无人机飞行信息,可以通过移动网络或WIFI接入无人机安全管理系统,从而掌握实时飞行架次,飞行高度、航向、地理坐标等信息。当有无人机进入禁飞区,或超出飞行高度等限制时,系统会发出警报提醒。针对违规飞行,结合用户实名认证信息,即可进行溯源追查。云无人机安全管理平台分为后端和前端。后端主要包括数据库、用户请求处理;前端可支持WEB形式,可用于日常监管。无人机安全管理系统将飞行数据实时传送给位于公网的专用APP。
无人机安全管理系统支持无人机运行大数据库统计与分析,包含平均飞行时长、飞行高度、安全飞行率、飞行量趋势等,还可根据时段、无人机、用户等不同条件对历史飞行记录自动生成相关工作报表。
无人机安全管理子系统还支持对侦测设备的远程OAM,可以通过系统远程监视侦测设备健康状况,并支持远程复位、升级等功能。
云管理功能
通过平台可设置临时或永久禁飞区,并向用户app端推送信息通知。对敏感区域和重要活动进行全面保护。平台储存所有无人机飞行记录,支持多维度检索,可回访飞行轨迹,确实民警在执法过程中的取证问题,执法有依据。