無人機若變身炸彈,來看看這些可以保命的反無人機技術

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 10 日 8:00 | 分類 尖端科技 , 無人機 follow us in feedly

近日委內瑞拉總統尼古拉斯‧馬杜洛遭無人機襲擊事件應該還印象猶新,據事發經過影片顯示,僅兩架攜帶炸藥的無人機就造成現場一片混亂,7 名士兵受傷。委內瑞拉官方事後聲明表示:此次襲擊事件涉事無人機為 DJI Matrice 600 多旋翼(六旋翼)無人機,是由鄰近街道的襲擊者控制,每架無人機配備 公斤 C4 炸藥,其中一架無人機接近總統時爆炸,造成 名士兵受傷;另一架則在飛行時被負責保安的狙擊手擊中,撞上附近民宅。



據了解,委內瑞拉司法與和平部長內斯特‧里沃爾透露,此次恐怖分子之所以未得逞,很大一部分原因是由於現場部署了針對配有無線電訊號裝置的特殊干擾技術。之後有相關通訊專家分析:這種訊號干擾技術放置在安全區周圍,總統演講平台附近就裝有這類裝置。

其實,無人機逐漸商業化應用到空拍、監控、物流、農業等領域時,也逐漸應用到軍事及戰爭,甚至恐怖分子用來恐怖攻擊,如 2015 年波蘭機場出現無人機導致 20 架客機被迫改變航線;2016 年美軍無人機對索馬利亞空襲;2017 年中國成都雙流國際機場因發現無人機,導致 22 架飛往成都的航班備降其他機場,23 架航班出發延誤;今年 月俄羅斯駐敘利亞基地遭無人機襲擊。

無人機開始影響國家和社會穩定時,反無人機系統的研究和應用也逐漸受到重視。

所以,反無人機系統是什麼,現在的反無人機技術又有哪些?

反無人機系統

反無人機系統是隨著無人機發展迅猛而被動衍生的產品,用於防止無人機濫用影響國家及社會安全,現在已有諸如無線電干擾、武力摧毀及暴力擊毀等多種類。

無線電干擾

由於現在商用無人機(例如上述事件的無人機)基本都需要用到無線電技術遙控、定位和資訊傳送,因此無線電干擾技術在反無人機系統的研究和應用也為普遍。針對相關功能的干擾常見有 3 類:干擾控制訊號、定位訊號或傳送訊號。

干擾控制訊號是指干擾無人機與操作者的遙控訊號。由於無人機研發過程中,為了增強使用者控制訊號的強度,遙控接收天線的主瓣通常朝向地面,這設計架構雖然加強對無人機的控制度,但也為反無人機無線電干擾系統提供機會。雖然現在無人機遙控發射機普遍採用跳頻和擴頻技術,但也要設定在一定範圍。簡言之,只要判斷出控制訊號的大略範圍,用聲音雜訊覆寫該頻段範圍,就可精準打擊無人機,達到反制效果,無人機會在遭干擾後根據系統的初始指令懸停或返回。

干擾定位訊號是指干擾無人機自身 GPS 定位訊號。由於 GPS 訊號對軌道衛星依賴頗強,為了加強無人機對 GPS 訊號的接收強度,進而精準定位,一般無人機會選擇把定位天線主瓣設計在無人機頂部。這使無人機對地面發射的干擾訊號有一定的抵抗力,需要干擾時找到適合的訊號。但現在也不是問題,因為不論商用無人機,還是軍用無人機,都會有特定效能指標,只需算出相關針對性,找出較通用的頻段和發射功率,就能順利搞定無人機的定位系統。

需注意的一點是,搞掉定位系統並不一定能搞掉無人機,經過特殊訓練的無人機操控員其實可在不依賴定位系統下控制。

干擾傳送訊號是指干擾無人機與操作員之間的影像及語音傳送訊號。這類原理類似干擾控制訊號,不同之處是需要干擾的訊號源於操作者的接收機,由於距離更遠且最新的無人機傳送訊號發射功率不斷增大,要精準打擊更困難。

運用無線電干擾研發反無人機系統中名氣較大的要屬美國 Battelle 公司。2015 年 10 月,Battelle 推出一款外形酷似來福槍的 Drone Defender 反無人機裝置,不需要了解裝置通訊詳情的基礎上,向任何打算干擾的商用無人機目標發出專有波形,能有效攔截操控員傳給無人機的訊號。另外,Battelle 研發人員 Dan Stamm 曾透露:國防部和國土安全部買了約 100 台裝置。2016 年 月,伊拉克一個軍事基地有發現一台裝置。

2017 年 月,Battelle 宣布新型改進版的高效反無人機裝置 Drone Defender V2,能定向對抗無人機系統。改進的第二代產品結合了現場回饋和人體工學,做到完全整合的便攜式設計。

 武力摧毀

相較於無線電干擾技術,武力摧毀可說是直截了當,粗暴簡單。如果不從技術角度區分,委內瑞拉總統遇襲現場狙擊手用的就是武力摧毀。實際來講,主要運用監視系統和精準定位技術,透過如導彈、光學等直接攻擊無人機,例如波音公司 2016 年 月發表一款外形酷似雷射炮的反無人機雷射武器系統 LWS

波音曾認為擊落無人機最好的辦法就是用精密光學調校它,在無人機上燒出一個洞,並最終擊落。因此波音開發了 LWS 武器系統。LWS 系統可發射 10kW 的光束立即摧毀 35 公里外的無人機。另外,LWS 可拆成四部分,兩人 15 分鐘內完成組裝。

暴力捕捉

相對於武力摧毀,捕捉是相對溫柔點的方式。具體可分為地面和空中。

地面主要透過類似槍形武器射出捕捉網,遠距抓取無人機,例如 2016 年英國工程師研究團隊曾研製出 SkyWall 100 防禦系統,透過機身智慧感測器,自動校對 100 公尺內無人機的方位和距離,並能在扣扳機後彈射出網狀物抓取無人機,甚至 SkyWall 還配備小型降落傘,防止被捕捉的無人機墜地摔壞。

空中捕捉則是透過無人機近距離空中抓取敵方無人機,日本警方曾研究,在敵方無人機造成傷害之前從空中捉下來,己方無人機攜帶一特製網用於捕捉對方較小的無人機。

老鷹捕捉

也許是借鑑獵犬可輔助軍事行動,荷蘭警方曾與一家名為 Guard From Above 的猛禽訓練公司合作,訓練老鷹抓捕無人機,他們希望訓練這些鳥類抓捕無人機,可避免摧毀肇事無人機。

小結

無人機商用火熱,現在已普遍應用到空拍、監控、物流、農業等領域。隨著無人機功能越來越強大,也難免被居心叵測之人用到非法領域。歷來也出現過多起無人機干擾飛機航行,甚至用於恐怖攻擊,因此反無人機系統跟進已成必然。

就在 8 月 3 日,美國陸軍制定一項新的無人機計畫,預計購買洛克希德‧馬丁公司的機載高功率微波系統,將該系統配置到無人機,使其能聚集一束微波固定打擊非法入侵的固定翼或四旋翼無人機。

反無人機系統到目前為止,相關產品層出不窮,但能精準打擊的反無人機系統大多還是在軍用領域,用到安保系統的並不多。像馬杜洛總統演講這類場合,如果能配備反無人機系統一定會有更好效果,雖然讓保安人員扛著一台「光學炮」武器略顯尷尬。至於無線電干擾技術,效果還是十分有限,不論頻段範圍的精準選配、精準定位無人機,還是處理可能裝有炸藥的無人機等,都很難有較妥當的解決方案。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:pixabay

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