“科技强某某、智慧XX”智能信息化工程 ——无人机防御系统工程解决方案
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武警*_**队 “科技强某某、智慧XX”智能信息化工程 ——无人机防御系统工程 解 决 方 案 **_* 2020年7月1日 目录 1.设计原则..................................................................................................................................... 3 2.特点与优势................................................................................................................................. 3 3.W30 频谱侦测与反制分系统..................................................................................................... 3 3.1 产品原理................................................................................................................................. 3 3.2 产品亮点................................................................................................................................. 4 3.3 工作过程................................................................................................................................. 5 3.4系统论述................................................................................................................................... 5 4.无人飞机防御技术现状分析..................................................................................................... 6 4.1各种探测方法分析................................................................................................................... 6 4.1.1后台监控....................................................................................................................... 6 4.1.2 雷达探测..................................................................................................................... 6 4.1.3 信号破解..................................................................................................................... 6 4.1.4 GPS 诱捕技术............................................................................................................. 6 4.1.5 TDOA 侦测技术........................................................................................................... 7 4.2.1侦测能力不足............................................................................................................... 7 4.2.2 可靠性不够................................................................................................................. 7 4.2.3 抗干扰能力不强......................................................................................................... 7 4.2.4 干扰容易对机场造成次生威胁................................................................................. 7 4.3 结论和建议............................................................................................................................. 7 4.3.1 建设采用具备人工智能侦测的无线电产品............................................................. 8 4.3.2 多站布局建议采用 AOA（到达角）定位方式......................................................... 8 4.3.3 系统需要稳定可靠持续升级能力强......................................................................... 8 5.业务需求..................................................................................................................................... 8 5.1 监控操作业务......................................................................................................................... 8 5.2 无人值守业务......................................................................................................................... 8 5.3 上级联网业务......................................................................................................................... 8 5.4 防控报表业务......................................................................................................................... 8 6.功能需求..................................................................................................................................... 8 6.1固定式频谱侦测与反制........................................................................................................... 8 6.2 固定站精确反制................................................................................................................... 11 6.3 空中智能无人系统电磁信号分析处置............................................................................... 11 6.4 通用电磁环境监测功能....................................................................................................... 11 6.5 综合管理功能....................................................................................................................... 11 7.性能需求................................................................................................................................... 12 8.总体技术线路........................................................................................................................... 13 9.频谱侦测分项设计................................................................................................................... 13 9.1 信号接收机........................................................................................................................... 13 9.2 信号识别设计....................................................................................................................... 14 9.3 信号定位设计....................................................................................................................... 14 9.4 数据库设计........................................................................................................................... 15 2 1.设计原则 针对院区的实际应用需要，本设计方案以“完整实用、稳妥可靠、成本 优化”为总体设计原则。系统综合采用了“无形截击-2019”反无人机挑战赛， 获得“定点迫降” 组第一名的武某某无线电频谱侦测技术，代表了当前无人飞机 侦测反制技术的最高水平。特点在于“察打一体，小巧轻便；单站三维定位， 无人值守；自主学习， 型号录制；全频段侦测与反制，定向反制与全某某制相 结合”。探测时采用被动频谱侦测技术，不辐射任何电磁波，反制时采用定向 发射，不对周边电磁环境造成太大影响，对于 GPS 的反制发射谨慎使用的原则， 否则会干扰到民航以及民用导航的使用。 2.特点与优势 餷 察打一体，小巧轻便 餷 单站三维定位。 餷 无人值守。 餷 自主学习，型号录制。全频段侦测与反制。 餷 定向反制与全某某制相结合。工业和农用无人飞机侦测 餷 （详见产品配置与技术功能指标） 3.W30 频谱侦测与反制分系统 3.1 产品原理 采用比幅制侧向，对于无人飞机侦测来说极具优势的测向体制。 %壊捎帽确撇庀蚰芨檬视XXXXX奕朔苫觳夂筒嘞虻男枰?3 因为：通用的相关干涉测向技术体制，单某某φ= 2πLsin(θ)/λ得知， 需要对无人飞机图传信号和飞控信号频点进行鉴相处理，才能进行侧向，而无 人飞机信号频点是跳变的，因此不适应无人飞机对多机多频点测向的需要。另 外，1 00MHz 实时频谱是无人飞机侦测和识别的必要条件。 本系统采用实时频谱带宽 160MHz 的比幅制测向体制，可以同时识别和定位10 个（可以更多）的无人飞机和飞控信号，完全满足了无人飞机侦测识别和定位的 需要。而相关干涉要识别和定位多批次无人飞机和飞控信号，显然比较困难。 %壞芄徊饬坷床XXXXX母┭鼋牵觳饨嵌雀迹粗聘行省?适应未来需要的基础平台。 高灵敏度的 200SMPS 实时采样速率。 全频段实时带宽满足任意频率的无人飞机识别。 10MHz-6GHz 通用高速率实时宽带（160MHZ 瞬时）监测平台,填补了无线电 监测领域的空白，可以满足 5uS 瞬时信号的捕获。 通用软件无线电平台，不但具有各种信号的解调和测向功能，还具有各种信 号产生调制和发射功能，为将来带发射管制的真正的网格化管控提供了基础条件。 在 200KHz 分辨率下，PIO 时间为 5uS,满足每秒 20 万跳的跳频信号的捕捉 和识别要求。 3.2 产品亮点 4 首个基于无线电侦测方案能够探测到无人机方位角和俯仰角的无人机 管控系统。 5 可以识别无人飞机和操控器型号并准确定位。 6 首个具有单站三维定位功能的无人飞机频谱侦测系统。 7 全频段智能侦测，智能反制。 8 型号特征录制，管控所有发射频谱的民用与工业级无人飞机。 9 适合便携式部署，也可以车载安装和固定部署。 10 侦测反制一体化，简单易用，稳定可靠。 11 具备电磁态势感知功能，可以感知周围电磁环境状态。 12 未知型号空中识别。 4 3.3 工作过程 当任何无人飞机入侵防护区域时，频谱侦测系统立刻侦测到无人飞机，识 别出型号，定位出方位角和俯仰角，进行报警，并将位置信息传送给光电跟踪分 系统，在系统人员操作下，可以启动频谱侦测与反制子系统进行定向或者全某某 制发射，将无人飞机迫降或者驱离，从而消除无人飞机的威胁，也可以设置为无 人值守工作模式，系统只要发现无人飞机就自动启动反制，将无人飞机驱离或者 迫降。 3.4系统论述 无人飞机侦测与反制系统由各个院区所的各一套频谱侦测与反制一体化设 备、可选的光电跟踪设备和可选的全频段高端反制设备组成。频谱分系统采用武某某 5 全频段智慧频谱技术，侦测与反制一体，具有单站定位功能，全频段覆盖，能识别无 人飞机的类别、型号、使用频率等，具有型号特征自主学习识别功能，对 于频谱特 征数据库中没有的新型号无人飞机，均能通过自主学习识别进行识别， 能同时识别 十架以上无人飞机，对于工业级无人飞机均可以通过信号录制或者自 主学习进行识别 和定位；可选的光电跟踪设备提供无人飞机的光电和红外图像， 用于取证和确认无人 飞机，与频谱分系统形成共同确认，互相补充的科学合理搭 配系统；可选的全频段反 制设备用于从 300MHz-6000MHz 的任意频段组合进行反制，相比于一体化设备自带 的通常反制频段 900M,2.4G,5.8G,1.5G 反制频段更多， 反制的效果更好些。 系统采用两级管理方式，本地院区可以操作本地的侦测与反制系统，集团总 部设置一部监测反制服务器设备，通过内部网络或者公网 VPN 可以操作查看任 意院区的设备情况，用户管理采用优先级别设置。 4.无人飞机防御技术现状分析 4.1各种探测方法分析 4.1.1后台监控 例如大疆开发的后台监管系统，只能通过后台数据监管大疆的无人飞机，不 属于侦测探测类型，对于其他厂家的设备或者工业级无人飞机则无法侦测。 4.1.2 雷达探测 雷达探测只能探测运动目标，无人飞机静止时则目标消失，不能分辨出无人 飞机型号，目标分辨存在一定的难度，雷达探测需要长期发射电波，需要向国家无 线电管理部门申请使用频率，所使用的设备必须具有《无线电发射设备型号核准 证》，对周边电磁环境有影响，但是其侦测距离远，对于无线电静默的无人飞机和 其他飞行物均有一定的探测能力。 4.1.3 信号破解 不同频段，不同制式的飞控模块，配置相应的解码模块，频段越多，制式越多， 模块叠加越多，无法解决无人飞机侦测通用性的问题，如果飞控信号加密， 则无法 解密，如大疆域类型的无人飞机，由于数据链进行了加密，无法解密，则无法探测， 而无人飞机特别是工业级无人飞机数据链几乎都是加密的。 4.1.4 GPS 诱捕技术 GPS 诱捕技术，是指向目标无人飞机注入欺骗 GPS 引导信号，迫使无人飞机 6 做出动作，并迫降在特定场合，如对于无线电静默无人飞机，无人飞机劫持接管无 法实现，通过 GPS 诱捕可以对危害无人飞机进行一定程度的安全处置，但是在机 场将会严重干扰民航飞机的飞行安全，在机场应该禁止使用。 4.1.5 TDOA 侦测技术 利用信号到达监测站的时间差，确定信号源的距离进行定位的方法。通过至 少三个以上监测站，获得三点定位就能确定信号源的位置。优点是精度较高，硬 件设备简单；缺点至少三个以上监测站同时收到同一个无人机信号才能定位，设备 布置复杂，施工安装工程量大，并且要求无人机必须飞入三点范围内侦测结果才相 对准确。 4.2 存在的问题和不足 4.2.1侦测能力不足 对于特征数据库中没有的无人飞机，则无法识别，特征数据库要由厂家提供， 无法满足通用侦测的需要；其次，有些厂家的产品只能侦测 2.4G 和 5.8G 频段， 侦测覆盖频段不够；再次，大多数厂家的产品同时侦测定位无人飞机的数量 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 和 wifi 型无人飞机分不同的数据库进行处理。 9.3 信号定位设计 14 采用比幅制侧向，对于无人飞机侦测来说极具优势的测向体制，采用比幅 制测向能更好适应无人飞机侦测和侧向的需要。 因为：通用的相关干涉测向技术 体制，单某某φ= 2πLsin(θ)/λ得知，需要对无人飞机图传信号和飞控信号频 点进行鉴相处理，才能进行侧向，而无人飞机信号频点是跳变的，因此不适应无人 飞机对多机多频点测向的需要。另外，100MHz 实时频谱是无人飞机侦测和识别的 必要条件。本系统采用实时频谱带宽 160MHz 的比幅制测向体制，可以同时识别和 定位 8 个（可以更多）的无人飞机和飞控信号，完全满足了无人飞机侦测识别和 定位的需要。而相关干涉要识别和定位多批次无人飞机和飞控信号， 显然比较困 难，比幅制能够测量来波的俯仰角，侦测角度更精准，反制更有效率。 9.4 数据库设计 由于无人飞机侦测与反制系统识别和定位的数据量不算大， 所以采用 SQLITE3 小型数据库处理，数据库包含图传信号特征数据库、WIFI 特征数据库、 跳频信号数据库、遥控器数据库、侦测距离数据库、侦测结果数据库等。 15 [文章尾部最后500字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]请点击下方选择您需要的文档下载。
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