國家電網(wǎng)建設(shè)無人機反制系統(tǒng)的必要性
需求分析
近年來，國際國內(nèi)恐怖活動活躍，重大惡性恐怖事件頻繁發(fā)生，可靠供電關(guān)系著社會的穩(wěn)定，火電廠作為主要電力生產(chǎn)企業(yè)，極易成為恐怖份子的襲擊目標，屬于重點防范對象，反恐任務(wù)重、責(zé)任大。火電廠安全防范系統(tǒng)涵蓋的子系統(tǒng)眾多，組成系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、停車庫管理系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)等。所以電廠和變電站的配備無人機反制系統(tǒng)尤為必要。
背景與挑戰(zhàn)
自改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國電力工業(yè)也取得了高速增長?；鹆Πl(fā)電仍然是中國主要的發(fā)電方式，是電力生產(chǎn)的主力軍。隨著具有強大功能的消費級無人機價格不斷降低，操作簡便性不斷提高，無人機正快速地從尖端的軍用設(shè)備轉(zhuǎn)入大眾市場，成為普通民眾手中的玩具。然而，隨著消費級無人機市場的快速增長，功能越來越先進的新式無人機的不斷涌現(xiàn)，也帶來了安全和隱私方面的憂患。美國曾發(fā)生過業(yè)余無人機操作員操作無人機飛入白宮引發(fā)恐慌；英國也發(fā)生過不法分子通過無人機為監(jiān)獄內(nèi)的囚犯運送毒品、槍支，破壞電廠等事件。由于無人機的負面影響逐漸顯現(xiàn)，相應(yīng)的反無人機產(chǎn)業(yè)正在悄然興起。
反無人機關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前，各國反無人機技術(shù)主要分為三類。一是干擾阻斷類，主要通過信號干擾、聲波干擾等技術(shù)來實現(xiàn)。二是直接摧毀類，包括使用激光武器、用無人機反制無人機等。三是監(jiān)測控制類，主要通過劫持無線電控制等方式實現(xiàn)。第二類技術(shù)主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，下面我們針對第一類和第三類反無人機技術(shù)進行討論。
01、信號干擾
目前，對無人機的控制多使用無線電通信技術(shù)，通過向目標無人機發(fā)射大功率干擾信號，對控制信號進行壓制，就可以迫使無人機自行降落或返航。美國battelle公司推出的用于迫降無人機的dronedefender電子槍就是利用了這個原理。這款槍把一個電子干擾器安裝在步槍的框架上，一旦扣動扳機，干擾器會向無人機發(fā)射全頻段的干擾信號，使無人機脫離操作者的控制，接收不到控制信號而自動降落到地面。battelle公司發(fā)言人凱迪·德蘭尼表示，一旦無人機的信號處于混亂狀態(tài)，它通常有3種選擇：跌落到地面、返回操作者身邊或平穩(wěn)下降。這種步槍的有效射程為400米。
02、GPS欺騙
GPS欺騙的主要原理就是向無人機的控制系統(tǒng)發(fā)送虛假的地理位置坐標，從而控制導(dǎo)航系統(tǒng)，誘導(dǎo)無人機飛向錯誤的地點。GPS信號可以由發(fā)生器來產(chǎn)生，也可以是事先錄制然后重放。由于無人機接收GPS信號總是以信號最強的信號源為準，因此在地面人造的GPS信號只要強度足夠大，就可以覆蓋真正的從太空中傳來的GPS信號，從而欺騙無人機的GPS接收模塊。
03、無線電劫持
現(xiàn)在，無人機使用的控制信號大多在1. 2ghz、2. 4ghz、5.8ghz等常規(guī)民用頻段，隨著arduino和樹莓派等開源硬件的快速發(fā)展和軟件無線電（sdr）技術(shù)的流行，普通愛好者也可以利用從網(wǎng)絡(luò)買到的硬件和從論壇獲得的軟件源碼模擬遙控器向無人機發(fā)送控制信號，并覆蓋真正遙控器的信號，從而獲得無人機的控制權(quán)。
當(dāng)前國內(nèi)的反無人機技術(shù)還處在摸索階段，無線電劫持技術(shù)由于各無人機廠家對無線電信號進行了加密處理很難實現(xiàn)，而黑客技術(shù)由于門檻較高不易商業(yè)化，因此當(dāng)前所采用的技術(shù)主要以干擾阻斷為主。
民用無人機在航拍、農(nóng)林、環(huán)保、交通、通信、氣象等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而，也隨之產(chǎn)生了一系列嚴重的安全管控問題。無人機未經(jīng)許可闖入公共及敏感區(qū)域、意外墜落對飛行安全造成隱患、高層建筑受無人機摩擦碰撞等事件不斷發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，近年來國內(nèi)外發(fā)生的因無人機引發(fā)的重大安全事件已超過200起。
中科防務(wù)無人機反制系統(tǒng)，主要為解決低空空域無人機安全管控問題而研發(fā)，系統(tǒng)由監(jiān)測預(yù)警、自動跟蹤、遠距處置和計算機指控等子系統(tǒng)組成，具備“區(qū)域化預(yù)警、實時化跟蹤、可控化處置”的無人機“察打一體化”能力。該系統(tǒng)產(chǎn)品有便攜式、固定式、車載式三種類型，可為辦公大樓、機場車站、文體集會等場所及活動提供反恐、維穩(wěn)、處突、安保等空域管控服務(wù)。
目標探測系統(tǒng)經(jīng)過改裝的車輛頂部預(yù)置對慢速小目標的探測系統(tǒng)如小型雷達，可以跟隨目標移動過程中實施探測，探測距離以探測器為圓心，7km為半徑的區(qū)域內(nèi)進行全向目標搜索；
光電跟蹤系統(tǒng)
與目標探測系統(tǒng)集成在同一模塊的光電跟蹤系統(tǒng)，可跟隨探測器保持高速運動狀態(tài)下的目標跟蹤，自動鎖定目標并跟蹤無人機的運動飛行軌跡，及時報警。
電磁壓制系統(tǒng)
電磁壓制系統(tǒng)可以在運動狀態(tài)下鎖定和攻擊目標，切斷小型無人機與GPS衛(wèi)星信號，與遙控器的通信信號和圖傳信號的通信連接，將無人機平穩(wěn)壓制降落。
電廠和變電站是一個國家的重要設(shè)施，其安全警備程度絲毫不亞于一個戰(zhàn)區(qū)司令部。建設(shè)電廠安全系統(tǒng)關(guān)系到社會的穩(wěn)定、國家的安全，如果不把它保護好，造成的后果恐怕誰也承擔(dān)不起。所以在新的技術(shù)不斷更新趨勢下，對于電廠設(shè)施，每個國家都應(yīng)該在周圍部署大量先進武器，對無人機實時監(jiān)控、預(yù)警，并加強日常的管理規(guī)范，想要攻擊它，難度不是一點點。