关于反恐防范重点目标的无人机防御系统解决方案
2025-3-281.1. 背景意义
近年来,随着无人机在安防、巡检、植保、航拍等领域的广泛应用以及国家政策对低空空域的逐步开放,“低慢小”无人驾驶航空器呈爆发式发展。 以“大疆”为代表的无人机造价低廉、操控简便、种类繁多、自动化程度高,而且能携带爆炸物、危险物、高分辨率摄像头等,此类“低慢小”目标具有较强的突发性,对于军港、机场、核电站、变电站、能源要地、领导住地、大型活动等要地安全带来严峻挑战,对国家和人民的公共安全构成了严重的威胁。目前我国很多能源大型场站,还未对低空安全风险采取任何防护措施,存在较大的安全隐患。沙特阿美石油公司主要石油设施遭袭事件使我们看到,现代社会运行高度依赖脆弱性很强的关键基础设施,关键基础设施一旦遭到破坏或出现失能现象,将会给国家安全和社会稳定带来灾难性影响,统筹规划和加强石油石化系统治安反恐防范重点目标无人机防御工作必要且急迫。
1.2.文件依据
2018年9月15日,公安部发文《关于购置无人机侦测反制装备的指导意见》(688号)要求各地要主动向党委、政府汇报,积极筹集并强化无人机预警反制装备经费保障,强调重点考虑以下区域:党政军政治核心区,首长驻地,外事活动和其他重大安保任务涉及的警卫点线周边,重大活动举办场所,核电站、炼油厂、储油库等易燃易爆危险区。
根据《石油石化系统治安反恐防范要求》六部文件:
第一部分:油气田企业;
第二部分:炼油与化工企业;
第三部分:成品油和天然气销售企业;
第四部分:工程技术服务企业;
第五部分:运输企业;
第六部分:石油天然气管道企业。
之规定,反无人机主动防御系统必须满足下列要求:
(1)信号发射功率应小于或等于10毫瓦。
(2)系统应能自动24h持续工作无需人员值守。
(3)系统应获得国家认可的防爆合格证。
1.3. 方案概述
因为在实施反无人机作战时长时间开启导航干扰诱骗以半径1km以内的区域会导致周边导航设备的信号丢失,所以要“先探测再反制”。针对无人机主动防御设备对周边区域造成的影响及危害,我们建议安装除无人机主动防御系统外,安装无人机探测系统。目的在于主动防御系统在常态化待机时,不产生导航诱骗信号便不会对周边区域造成严重危害。园区内7*24小时开启AOA无人机探测设备实现多重探测,全方位无死角对园区内空域进行监测。
2.1. 方案背景
对于石油石化系统而言,无人机的侵扰主要存在以下安全隐患:一是通过无人机获取石油石化系统的具体情况,造成商业秘密泄露;二是被别有用心的人甚至恐怖分子利用,作为破坏石油石化系统的侦查、袭击手段;三是油气区的重点设备在加工过程中具有易燃易爆气体,无人机抵近飞行可能引发意外爆炸和燃烧,造成重大人员伤亡或经济损失。为防止无人机对石油石化系统造成重大危害,我公司以“先探测再反制”为主要设计理念的解决方案。
2.2. 导航欺骗式干扰技术
采用GPS/GLONASS等欺骗式干扰技术,重点突破生成式欺骗干扰技术、基于目标探测的导航诱导技术等关键技术,实现对无人机欺骗和有效拉偏;采用高精度时间同步方法、高精度实时控制伪距和多普勒实时控制欺骗信号发射功率,快速(2s)有效替代正常卫星信号,实现欺骗的目的。
2.3. 无人机主动防御系统工作原理
无人机主动防御系统由控制系统和干扰设备两部分组成,无人机主动防御系统随时接收探测系统发送过来的黑飞无人机信息,判断是否有害,或者接收外部击毁指令,则由睡眠工作模式唤醒为正常工作模式,卫星导航接收机接收正常卫星信号,获得当前星历、时间和卫星原始观测量。主控模块计算判断无人机飞行目的地和出发点,同时规划欺骗路径,将上述信息传递给信号处理单元,信号处理单元根据星历、时间、原始观测量和当前拉偏目标点,生成欺骗式卫星信号,卫星信号经过调制、滤波放大处理后,由天线阵列发送到目的无人机。
其中主控单元采用嵌入式计算机,运行主控软件R1,能够接收探测系统发送的目标探测信息,实时计算无人机飞行目的地和起飞位置,辅助判断无人机是否有害,并根据指令系统下达的击毁指令,开启整个干扰机。主控单元还具有干扰路径规划、实时生成干扰位置点;干扰功率计算功能,根据目标位置实时调整干扰功率,达到最佳干扰工作状态。
卫星导航接收单元用于接收GPS、GLONASS等卫星信号,经过下变频处理和AD转换,对三路卫星信号进行捕获跟踪、定位解算,得到当前位置的卫星星历、精确UTC时间、卫星原始观测量和当前干扰点位置信息。将上述信息发送给信号处理单元,并对信号处理单元进行精确时间同步处理。
信号处理单元根据卫星导航接收单元和主控单元传递的信息,实时调整伪距和多普勒,生成高精度导航信息,以使当前位置信息调整到欺骗位置点,根据需要调整发射功率,进行伪码调制和载波调制,经过上变频和滤波处理,发射欺骗卫星信号。
设备主要参数如下:
项目 | 子项 | 描述 |
基本规格 | 尺寸 | 带天线:374mm*300mm*185.5m 不带天线:374mm*300mm*316.7mm |
整机重量 | 10kg | |
天线半径 | ||
功率 | ≤130W | |
技术规格 | 支持频率 | GPS:1575.42±1.023MHz; GLONASS:1602.0MHz+N×562.5kHz±511 kHz(N取-7~6); GALILEO:1575.42±10MHz; |
信号发射功率 | ≤10mW | |
作用距离 | 500-1000m(典型值) | |
启动时间 | <5min | |
诱导信号时间同步精度 | ≤50nS | |
诱导信号切入时间 | ≤10S | |
诱导成功率 | ≥99% | |
诱导精度 | ≤30m | |
防护等级 | IP65 | |
供电 | 外部交流100~240V供电; |