无人机定位追踪与反制系统V1.2 (1)

无人机追踪定位与反制系统西安汉科通信科技有限责任公司

1概述

近年来，无人机迎来爆炸式发展，消费级无人机在给人们日常生活带来方便和乐趣之时，不规范的无人机飞行造成的威胁也与日俱增——据统计，自2015年8月至2016年9月，仅在美国就发生了726起无人机事故。在中国，无人机坠落伤人、逼停航班和列车的事情也屡屡发生，2017年4月，短短17天之内，双流机场附近就出现了至少9起无人机在机场禁飞区“黑飞”事件，导致100多趟航班受影响。

自无人机诞生之日起，识别和拦截无人机的反无人机系统就一直在研发与尝试中。反无人机，首先要识别和探测无人机。“飞行高度低、飞行速度慢、飞机体积小、重量轻”，这是一般军用和民用无人机共同具备的特点，这种“低慢小”的特点给无人机的探测带来一定的难度。

2无人机探测技术

目前常用的无人机探测技术包括雷达、光电探测、音频探测、无线电信号探测等。

2.1雷达探测技术

通过雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

由于无人机体积小，材质多为塑料，本身透波性好，雷达波反射少，RCS （雷达散射截面积）天生低，大约为0.01平米量级，比起先进隐身飞机来也毫不逊色；速度慢，多普勒效应不太明显，容易被雷达当成地杂波忽略；飞行高度低，受地面和树木房屋等强杂波影响大，微弱信号容易被强杂波淹没。

2.2光电探测

光电探测是利用可见光摄像机和红外热像仪传感器组合，对需要进行监控的区域进行全天时视频探测与监视。采用红外热像点目标跟踪、目标图像识别算法技术、伺服驱动光电转台技术等技术对低空、低速飞行的小型无人机进行探测、分类和跟踪。缺点首先是摄像头只能对准一个方位，如果单位面积很大，则需要安装多套系统，同时，视线盲区无法避免；其次，黑夜和浓雾情况下，摄像头基

本上无法获取图像。光电探测一般与其他探测方式联动使用，作为探测系统的补充。

2.3音频探测

音频探测是通过麦克风来获取无人机的图像和声音，这是一种很直观的方法，特别之处在于每种型号的无人机都有自身特别的声波图谱，这些声波图谱被称之为声音DNA，系统将获取的声音信号与DNA库中的信号进行比对，从而可以确定无人机的型号。缺点是音频的获取半径相对较小，一般在50-100米之间，距离太远，音频信号探测不到。

2.4无线电信号探测

无线电信号探测是通过射频传感器来捕捉无人机和遥控器之间的通讯信号，通过捕捉这种通讯信号来判断是否有无人机入侵。可以在不到20秒时间内完成无人机信号的检测、识别、和定位，包括操作者作决策时间。能够在无人机开机后（甚至是在起飞前）立即识别无人机的无线电控制信号发射。

无人机所采用的无线电通信模式

3无人机探测系统介绍

汉科无人机定位追踪系统采用TDOA无源定位方式对无人机发射的无线电信号进行定位及追踪。TDOA无源定位根据无线电信号到达不同监测接收机的时间差来计算对应的距离差，从而对无人机进行定位。系统是由硬件系统和软件系统共同组成的。硬件系统是由部署在监测区域的各个监测接收机及相应的配件组成的多个定位节点共同组成的；软件系统是由部署在计算机上的软件操作及处理系统组成的。

3.1系统功能

?响应迅速

在不到20秒时间内完成检测、识别、测向和对威胁实施干扰，包括操作者作决策时间。能够在无人机开机后（甚至是在起飞前）立即识别无人机的无线电控制信号发射。

?频率范围

覆盖现代无人机使用的所有相关频率范围：433 MHz、2.4 GHz 和 5.8 GHz ?工作流程自动化

在线检测频率捷变短时间信号，跳频分析，跳频参数（即，跳频持续时间、跳频速率、调制和其他参数）分类。

?时间分辨率：

最小突发持续时间= 500 μs

?宽带跳频器检测：

最大跳频器带宽= 2.5 MHz

?宽带定位：

最大实时带宽= 20 MHz

?先进的定位：

多阵子测向天线，该天线具有超强测向精度、灵敏度和抗反射能力

?自动IQ 记录：

通过技术信号分析软件详细分析所记录复杂信号场景的IQ 记录，探查新型无人机。同时，也可以作为证据保存。

系统具有高效自动集成操作流程，采用人体工程学设计，容易使用的GUI。一旦远端控制链路被识别，自动检测视频下行链路。

3.2系统优势

3.2.1有效探测和识别，准确定位

目标是快速、稳定探测无线电控制链路。可以实现早期警告，即快速响应方案用于无线电控制微型无人机，甚至是在无人机起飞前。一旦远端控制信号打开立即探测无线电控制信号。

另外可以提前对周围的环境感知，在监测站覆盖的区域获得活动的无线控制或者Wi-Fi 控制的无人机的概览，在设定的区域内自动报警/提示危险的出现。

无人机单点定位实测无人机航迹实测

3.2.2对抗

目标是为了中断远无人机GPS卫星定位信号。大多数无人机都有“失效安全”模式，如果GPS卫星信号被中断，无人机将在原地降落。系统提供的GPS 干扰仪可以干扰无人机的GPS通信模块，切断GPS的通信连接和与遥控器的通信回路，迫使无人机就近降落。

3.2.3数据记录

数据记录(自动智能记录方案) 可以收集以下证据：记录完整场景(WB) 、记录个别发射(NB) 、记录事件日志文件。也可以进行后处理，识别无线事件后细节技术分析所用远端控制。

开放接口，扩展威胁数据库

系统提供开放接口, 这样利用开放的XML 接口集成到第三方案中，生成定制化的方案。用户可以集成到他们自己的方案中，例如：雷达、光电、红外和声学。

3.3系统指标