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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具簡介
2019年底，北約聯(lián)合空中能力中心（JAPCC）發(fā)布了《反無人駕駛系統(tǒng)綜合解決方法——兼論現(xiàn)有方法的不足》，詳細(xì)說明了反無人機(jī)措施中可針對的攻擊點(diǎn)，分析了現(xiàn)有反無人機(jī)解決方案存在的問題，介紹了JAPCC針對反無人機(jī)研究所做的工作。本文摘譯了該文件的主要內(nèi)容。
1 前言
在過去幾十年里，無人駕駛飛機(jī)（UAS）已經(jīng)被應(yīng)用于幾乎每一個(gè)軍事服務(wù)領(lǐng)域，從手持微型無人機(jī)到中型戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)，再到發(fā)展成熟的遙控飛機(jī)（RPA）。與此同時(shí)，民用市場見證了公共和娛樂用途的小型無人系統(tǒng)的指數(shù)級增長。然而，后一種情況已經(jīng)引起了執(zhí)法機(jī)構(gòu)和軍隊(duì)保護(hù)團(tuán)體的注意，因?yàn)樵跈C(jī)場、公共場所和軍事設(shè)施附近和上空出現(xiàn)了越來越多地濫用“無人機(jī)”的現(xiàn)象。最近，不同的行業(yè)參與者都在通過開發(fā)反無人機(jī)（C-UAS）傳感器和效應(yīng)器來防御這些商用現(xiàn)貨無人機(jī)。這些反無人機(jī)系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)用于探測、跟蹤和對付低慢?。↙SS）型飛行目標(biāo)，從便攜式系統(tǒng)如Droneguns 1-3到車載型系統(tǒng)如Silent Archer 4。北約也針對這個(gè)新威脅進(jìn)行了一系列的研究，通過建立反無人機(jī)工作組應(yīng)對恐怖分子濫用無人機(jī)問題。
然而，技術(shù)發(fā)展過于迅速，甚至在許多情況下比防務(wù)企業(yè)和北約的反應(yīng)更快。例如，許多針對小型無人機(jī)的 “傳統(tǒng)”對抗措施依賴于對無人機(jī)及其遙控設(shè)施之間的指揮控制鏈路進(jìn)行電子干擾。然而，現(xiàn)在許多消費(fèi)級產(chǎn)品能夠 自動導(dǎo)航到給定的坐標(biāo)，或者可以用移動電話通過全球移動通信系統(tǒng)（GSM）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。前一個(gè)特點(diǎn)使得干擾完全失效，后一個(gè)特點(diǎn)使干擾無法實(shí)施，因?yàn)楹推綍r(shí)期公眾使用的頻率是禁止干擾的。此外，低慢小型無人機(jī)只是當(dāng)前無人機(jī)的一小部分。對低慢小型無人機(jī)的防御雖然迫在眉睫，但還遠(yuǎn)不足以涵蓋針對無人機(jī)作戰(zhàn)的所有方面。
2 反無人駕駛系統(tǒng)頻譜
要全面了解反無人機(jī)，不能只關(guān)注無人駕駛飛機(jī)（UA）或“無人機(jī)”（drone）。根據(jù)尺寸和應(yīng)用，無人駕駛飛機(jī)分為多個(gè)類別。
（1）無人駕駛飛機(jī)系統(tǒng)組成
小型無人駕駛飛機(jī)的基本組成包括操作員、遙控器、指揮控制鏈路和飛機(jī)或“無人機(jī)”本身。較大的系統(tǒng)（如圖1所示）可能包括用于發(fā)射和回收的專用地面控制站（GCS）以及用于操作的任務(wù)控制單元（MCE）。較大的系統(tǒng)通常使用超視距通信來實(shí)現(xiàn)指揮控制和數(shù)據(jù)鏈通信。地面控制站和任務(wù)控制單元由卡車、集裝箱或建筑物等承載計(jì)算機(jī)硬件和軟件的物理基礎(chǔ)設(shè)施組成，在這些硬件和軟件上運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)所需的應(yīng)用程序。
圖1 無人駕駛系統(tǒng)組成
一般來說，無人機(jī)尺寸越大，對庇護(hù)所、跑道、機(jī)場等基礎(chǔ)設(shè)施和燃料、彈藥和維修等后勤的需求就越大。此外，無人系統(tǒng)總是需要人來操作?？梢允且粋€(gè)人操作一架小型無人機(jī)，也可以是多名機(jī)組人員輪班操作大型系統(tǒng)。執(zhí)行收集任務(wù)的高端軍事無人機(jī)也需要大量的處理、利用和分發(fā)（PED）人員來分析無人機(jī)提供的信息。
（2）無人機(jī)系統(tǒng)的分類
北約將無人機(jī)分為三類，I類是微型、迷你和小型無人機(jī)，II類是中型戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)，III類是中空長航時(shí)（MALE）和高空長航時(shí)（HALE）飛機(jī)。根據(jù)這三類無人機(jī)的應(yīng)用、大小和飛行高度，可以得出結(jié)論：應(yīng)對這三類無人機(jī)需要大量不同的、針對特定類別的方法。
3 反制措施的攻擊點(diǎn)
圖2 無人駕駛飛機(jī)組件及其相關(guān)的空間布局
根據(jù)圖2中無人駕駛飛機(jī)組件及其相關(guān)的空間布局，無人機(jī)組成部分、作業(yè)地區(qū)及其與北約部隊(duì)的可能距離中存在著不同的可攻擊點(diǎn)，根據(jù)不同的攻擊點(diǎn)可采取不同的反制措施。選取的攻擊點(diǎn)應(yīng)該相輔相成，有助于實(shí)現(xiàn)全面、多域的反無人機(jī)目標(biāo)。
（1）部隊(duì)防護(hù)
低慢小型無人機(jī)是極易獲取的商用現(xiàn)貨產(chǎn)品，當(dāng)前它們對關(guān)鍵公共基礎(chǔ)設(shè)施和軍事設(shè)施構(gòu)成了迫在眉睫的威脅。確保友軍和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全的保護(hù)措施通常只局限于需要保護(hù)的地區(qū)。自然和人為的障礙，如樹木或建筑物，能夠掩蓋低慢小型無人機(jī)的靠近，并大大延遲對這些無人機(jī)的檢測，進(jìn)一步縮短留給部隊(duì)的反應(yīng)時(shí)間。 部隊(duì)保護(hù)措施的主要目的應(yīng)該是阻止無人駕駛系統(tǒng)進(jìn)入受保護(hù)地區(qū)。然而，出于情報(bào)目的，安全捕獲無人機(jī)在某些情況下也是可取方案。
（2）防空（AD）
較大的無人機(jī)能夠在3萬英尺甚至更高的高度飛行。這些無人機(jī)的雷達(dá)截面與其他非隱形飛機(jī)相差無幾，因此大多數(shù)防空反導(dǎo)系統(tǒng)能夠探測到它們。然而?，F(xiàn)代地對空彈藥造價(jià)不菲，主要用于對付高價(jià)值目標(biāo)。使用防空反導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)對大量低成本無人機(jī)的費(fèi)效比過低且效率低下。而 短程防空，甚至是傳統(tǒng)的高射炮反而可能是高效的反無人機(jī)措施。
（3）空中遮斷（AI）
大型無人機(jī)的發(fā)射和回收通常由任務(wù)區(qū)域內(nèi)或附近的地面控制站執(zhí)行。地面控制站可以安裝在卡車上，也可以固定在地面上，比如機(jī)場附近。無論何種情況，大型無人系統(tǒng)的發(fā)射和回收單元（LRE）都是高價(jià)值目標(biāo)，因?yàn)樗ǔＸ?fù)責(zé)發(fā)射和回收數(shù)個(gè)無人駕駛系統(tǒng)。摧毀發(fā)射和回收單元可能會中止無人機(jī)在相關(guān)地區(qū)的行動。
（4）特種作戰(zhàn)部隊(duì)（SOF）
大型機(jī)載無人機(jī)通?？梢詮陌l(fā)射和回收單元移交到任務(wù)控制單元，并通過衛(wèi)星通信進(jìn)行超視距控制。任務(wù)控制單元可以位于離任務(wù)區(qū)很遠(yuǎn)的地方，甚至位于敵人領(lǐng)土內(nèi)部，利用某個(gè)堅(jiān)固的基礎(chǔ)設(shè)施作為掩護(hù)。北約特種作戰(zhàn)部隊(duì)可以攻擊敵人的任務(wù)控制單元，摧毀對無人機(jī)超視距作戰(zhàn)至關(guān)重要的衛(wèi)星通信地面節(jié)點(diǎn)，甚至在無人機(jī)機(jī)組人員離開基地期間殺死他們。
（5）賽博戰(zhàn)
無人駕駛系統(tǒng)完全依賴于它們的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)連接。因此，北約賽博部隊(duì)可以利用控制站尤其是固定設(shè)施（如任務(wù)控制單元）硬件和軟件的安全漏洞、人為故障或疏忽而發(fā)動賽博攻擊。由于供公眾使用的電磁頻譜禁止被干擾，通過GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的商用現(xiàn)貨無人機(jī)也往往只能通過賽博空間進(jìn)行干擾。
（6）電磁戰(zhàn)
無人機(jī)的指揮控制是通過視距或超視距無線電通信實(shí)現(xiàn)的，通常依賴于定位、導(dǎo)航和授時(shí)（PNT）信號。電磁戰(zhàn)能夠阻礙和中斷無人駕駛系統(tǒng)的指揮控制和PNT信號傳輸，甚至制造虛假PNT信息來使無人機(jī)轉(zhuǎn)向或著陸。然而，對于能夠自主飛行、不依賴連續(xù)數(shù)據(jù)鏈的現(xiàn)代無人機(jī)來說，“傳統(tǒng)的”電子戰(zhàn)有其局限性。新興的定向能武器如高功率微波或高能激光，可能會為電磁頻譜組合增加新的動能殺傷能力，能夠使傳感器載荷失效或摧毀無人機(jī)本身。
反無人機(jī)系統(tǒng)必須獲得包括無人機(jī)自主能力及等級、敵方發(fā)射和回收單元、任務(wù)控制單元的位置，以及使用的衛(wèi)星通信資產(chǎn)和頻率等信息，且最好能夠?qū)崟r(shí)獲取，以便生成合適的解決方案。
（8）太空領(lǐng)域
天基通信是超視距無人機(jī)作戰(zhàn)的重要組成部分。此外，商用現(xiàn)貨無人機(jī)還會利用各自衛(wèi)星星座提供的PNT信號。在《外太空條約》允許的范圍內(nèi)，針對天基通信和PNT的反制措施可能是對抗整個(gè)敵方無人飛行系統(tǒng)的合法選擇。反制措施并不一定涉及反衛(wèi)星武器發(fā)動的動能攻擊。事實(shí)上， 地面或天基干擾能力可能就足夠了，而且不會造成大量太空碎片。
4 北約聯(lián)合空中能力中心（JAPCC）反無人機(jī)研究工作
JAPCC認(rèn)為，反無人機(jī)不僅僅是部隊(duì)防護(hù)或防空問題，也不只是與無人機(jī)自身相關(guān)的問題。2019年，JAPCC成立了反無人機(jī)專業(yè)組，由ISR、地基防空反導(dǎo)、部隊(duì)防護(hù)、近距離空中支援和空中遮斷、電子戰(zhàn)、太空作戰(zhàn)、賽博戰(zhàn)和無人駕駛系統(tǒng)領(lǐng)域的專家組成。反無人機(jī)專業(yè)組計(jì)劃 在不同的主題領(lǐng)域之間建立聯(lián)系，提供跨領(lǐng)域的專業(yè)知識，以實(shí)現(xiàn)全頻譜的無人機(jī)防御能力。專業(yè)組計(jì)劃在2020年進(jìn)行全面的反無人機(jī)研究，并將執(zhí)法機(jī)構(gòu)的觀點(diǎn)包括進(jìn)來。JAPCC強(qiáng)烈建議北約成立一個(gè)類似的專業(yè)小組，全面解決反無人機(jī)的復(fù)雜挑戰(zhàn)。
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