无人机技术的快速发展给安全防护带来了新的挑战。原本需要人力靠近或者从固定角度观察的目标,现在一架几百克重的无人机就能完成。无人机可以搭载高分辨率相机在几十米甚至上百米的空中俯拍,可以搭载定向麦克风收录地面谈话,甚至可以搭载专用设备进行电磁信号采集。对于涉密场所、大型活动和重要基础设施来说,无人机威胁已经成为必须考虑和应对的问题。

防无人机技术方案可以分为三大类:探测发现、识别确认和反制干扰。先谈探测发现。

雷达是最传统的无人机探测手段,但普通雷达对小型无人机的探测效果不太好。因为小型无人机体积小,反射截面小,飞行速度慢,很难从地面杂波中区分出来。专门针对无人机的雷达做了很多优化,采用更高的频率和更精细的多普勒信号处理算法,可以探测到几公里外的小型四轴飞行器,不过这类雷达的价格比较高。

声学探测是另一种方法。不同类型的无人机旋翼旋转产生的声音频谱特征不一样,通过麦克风阵列采集声音并用声纹识别算法可以识别出靠近的无人机。声学探测的优点是被动探测不发射信号不容易被发现,缺点是受环境噪声影响大,探测距离有限,通常只有几百米的有效范围。

光电探测利用可见光和红外相机来发现空中的无人机。可见光相机在白天效果很好,配合自动目标识别算法可以自动锁定天空中的可疑目标。红外相机可以在夜间和低照条件下工作,探测无人机机身的红外辐射。光电探测的缺点是在雾霾天和恶劣天气下效果会显著下降。

射频探测是另一种有前景的方式。无人机和遥控器之间必须有通信链路,不管是2.4G还是5.8G或其他频段。射频探测系统在多个频段上持续监听,一旦发现符合无人机通信协议特征的信号,就能迅速报警并锁定信号来源的方向。这种方法的好处是完全被动,探测距离可以到几公里,且可以同时发现多架无人机。缺点是只能发现正在通信的无人机。

发现无人机之后,下一步是识别确认。并不是所有飞近的无人机都是威胁,可能有附近居民在航拍或者有人在做农业植保。需要通过光电系统拍下无人机的外观,或者通过射频信号指纹识别出无人机的型号,结合其飞行的位置和轨迹,综合判断是否有威胁。误判会导致不必要的干扰处置,引发投诉甚至法律纠纷,所以识别环节很重要。

确认有威胁后,就到了反制干预的环节。反制方式有好几种。射频干扰是最常见的一种,发射与无人机通信链路同频的强干扰信号,切断无人机和遥控器之间的通信。大多数消费级无人机在失去通信后会启动自动返航或者原地降落,从而实现驱离或者迫降。

导航诱骗是另一种技术。向无人机发射伪造的卫星导航信号,让无人机误以为自己在另一个位置,从而引导其飞离受保护区域。导航诱骗比射频干扰更隐蔽,不会完全切断无人机通信,而是欺骗它。这种技术对参数要求很高,操作不当可能影响周边其他卫星导航设备的正常使用。

物理拦截方式包括激光打击和网捕。高能激光可以烧毁无人机的外壳或者破坏关键部件。网捕则是用无人机或者发射器射出一张网来捕获目标无人机。物理方式效果直接,但成本较高,且在城市环境中有附带损伤的风险。

部署防无人机系统还要考虑法律合规问题。各国法律对无人机反制设备的使用都有严格规定,随意使用可能违反无线电管理法规。在实际部署中,通常需要向无线电管理部门申报备案,在确认威胁后才能使用反制手段。

对于不同防护场景,防无人机方案的设计也有很大差异。大型活动的短期防护可能需要快速部署的移动式方案。固定涉密场所的长期防护则需要固定安装的雷达和反制设备。防无人机不是有了设备就万事大吉,技术装备需要持续维护和升级,操作人员需要专业培训,应急处置流程需要定期演练。真正的安全来自体系化的管理和持续的执行力。