1引言
依賴於先進的探測傳感、數據融閤、監視平台以及AI技術，無人機反製設備能夠為被保護空域提供一定程度的防禦。但是，麵對持續更新、不確定的入侵威脅，目前國內外反製領域尚沒有完美、徹底的低慢小目標防禦手段。為瞭掌握未來反恐處突戰場的製智權，我們需要加強對紅藍雙方博弈的基礎研究，提取高層次的目標特徵，摸清未來對抗中對手挑戰最新趨勢，完善非軍事對抗的反製屬性、技術要求和戰技指標；基於能力差異需求剪裁各種技術的集成順序，構建新一代無人機反製係統，實施精準識彆、精確打擊、敏捷指揮，迭代循環、推進民用無人機與反製技術和諧同步、創新發展。
2智能化嬗變
2.1發展趨勢
自動化→智能化→自主化→集群化的發展趨勢，帶來麵嚮認知、決策和湧現性等全新研製鑒定問題。上世紀後半葉的自動化，是按照規定的程序完成規定的動作，解放瞭人的體力。上世紀末的智能化，是根據給定的方案集和精確信息，自動優選並執行最佳方案，解放瞭人的重復性腦力。近十年來的自主化，則根據原始數據依靠機器自身判斷威脅態勢，演化新規則和衍生新方案，通過自主認知和自主決策，解放瞭人的創造性腦力。而當前風頭正勁的集群化，是異構多自主係統通過自組織和自同步，實現協同作業，解放瞭人在實戰環境下的閤作交互睏難。
人工智能發展趨勢
麵嚮模糊不確定的自主認知態勢、復雜動態對抗環境，自適應決策及多自主係統的集群作業樣式，是傳統裝備所不具備的能力，智能機動裝備（本文指無人機及無人機反製設備，未來含機器人、無人車、無人艇，以下同）缺少成熟的設計、試驗鑒定、使用、培訓和維護方法，迫切需要新型科學管理模式，以應對自主性技術融入新裝備帶來的挑戰。
2.2智能化特色
異構多自主係統解放瞭人的創造性腦力和閤作交互睏難，改變人的認知、作戰思維與對抗方式，造就智能機動裝備迭代對抗的波瀾多彩
①以精製勝。在精確定位導航製導過程，裝備需要對諸多戰術參數進行準確采集、精確計算，使得每個戰術動作的操控點精準到位。沒有智能工具支撐，麵對陌生目標和陌生戰場，憑經驗、靠估算，無論紅藍雙方要打準都很難。
②以多製勝。在紅藍對抗作戰中，攻擊方會設計齣規避策略、攻擊路綫甚至協同戰術，指導操作人員完成任務。如僅憑人員在地麵心算，最多算一步，而自主係統可規劃三步。對手的一舉一動都在智能裝備的“算計”之中，對手隻能是處處被動挨打。
③以體係製勝。利用人工智能將各類底層單元在時域、地麵、空域和頻域上協調一緻，並聯成高速運轉的對抗機器，將各種技術集成為多域異構體係優勢。藉助先進的處理能力、機器學習和人工智能，將信息優勢轉化為製勝優勢，“夫未戰而廟算勝者，得算多也。”
2.3“秒殺”對抗
智能機動裝備正嚮以快製勝、近實時的方嚮發展，目的是永遠比對手早一步做決策。從OODA博伊德循環理論分析，決策快的一方完成決策後，決策慢的一方還在觀察和判斷時，對方已經完成瞭第一輪攻擊，逼迫決策慢的一方再次觀察和判斷。在再次觀察和判斷的過程中，對方又完成下一輪攻擊，使得決策慢的一方進入不瞭行動層麵，最終齣現“子彈打不齣”、“無人機飛不起來”的窘迫，陷入“OO”死循環。
未來惡意低慢小入侵將進入“秒殺”時代，快速、復雜、多變。無人機反製設備需要縮短探測、處置的環節時間，宜以無人值守方式實現“精確識彆”“精準打擊”，建立覆蓋全麵的目標樣本數據庫，甚至“抵前機動部署”纔能獲得抵禦對手的決策及行動優勢。
3無人機反製目標
目前，雖然能夠為被保護空域提供一定程度的防禦，但尚沒有完美、徹底的無人機反製方法。低慢小防禦之睏境部分源於反製技術底層研究缺陷，隻是采用簡單技術路綫提取齣低級的目標特徵。現實情況是麵對不確定的、不安全、持續更新的無人機入侵，需要加強基礎研究、提取高層次的威脅目標特徵，無人機反製係統纔能具備前瞻性的判斷、采取措施突破精確性瓶頸，打破數據孤島實現樣本的深度學習壁障，形成完善穩定的指標體係和落地規則。
3.1低慢小航空器
指具有低空、超低空飛行、飛行速度慢、不易被雷達發現的全部或部分特徵的小型航空器和空飄物。通常指飛行高度500m以下、飛行速度小於200km/h、雷達反射麵積2m2以下的飛行目標，主要有無人機、輕型和超輕型飛機、輕型直升機、滑翔機、三角翼、動力三角翼、滑翔傘、動力傘、熱氣球、飛艇、航空模型、航天模型、空飄氣球、係留氣球等。
3.2目標特徵分析
低慢小無人機目標特徵包括飛控模式、結構特性、載荷、飛行性能、電磁特性和聲學特徵等，不同的探測目的需要特徵量不盡相同。
無人機通常以實時遙控、航跡規劃、組閤慣性導航模式進行飛行控製。組閤慣性導航將運載體上的兩種或兩種以上的導航設備組閤在一起的導航係統，含衛星/慣性導航係統、天文/慣性導航係統、GPS/INS導航係統、慣性導航/多普勒、慣性導航/地磁組閤導航係統、慣性導航/地形匹配組閤導航係統、GPS/航跡推算組閤導航係統。其中，衛星/慣性導航係統組閤是通過衛星定位係統信息定時對慣性係統進行偏差糾正；當無法接受衛星信號時，也能保障飛控在一定時間內的精準度，精度高、可通訊，正在廣泛覆蓋各型民用無人機。
3.3“非惡意”入侵無人機
隨著民用無人機在不同用戶群體中廣受歡迎，其價格越來越親民，獲得的門檻越來越低。但無人機市場在過去10年裏的大幅增長也對低空安全提齣瞭深刻挑戰。
測控通信是無人機能否根據飛手意圖完成作業的關鍵，也是飛控安全最重要保障。若無人機飛行過程中意外齣現數據鏈路中斷，極易造成失控使得飛行狀態不可預估從而變為被動非閤作飛行目標，此時“非惡意”和“意外錯誤”無人機會成為威脅。環境適用脆弱、人機交互遲鈍、測控通信失控、抗乾擾能力差都會導緻民用無人機頻繁墜機，對地麵人員及設施造成危害；甚至對空域其他飛行器的安全構成威脅。近幾年來，國內重慶、杭州等地機場發生黑飛擾航事件，造成航班避讓、延誤，嚴重威脅空中飛行安全並造成巨大經濟損失。倘若因此造成民航客機墜毀，後果不堪設想！
上述“非惡意”和“意外錯誤”入侵威脅往往由消費級無人機造成，部分專用無人機失控也會引發；研製方應注重提高無人係統的自主能力，增強飛行可靠性，防範民用無人機碰撞、乾擾有人飛機或高鐵、高壓輸電綫、易燃易爆危險品倉儲庫等。
研製和應用方宜防範未獲批準的放飛，未按照批準的時間、空間、路綫等計劃放飛，在國傢規定的禁飛期、禁飛區內放飛，未經備案放飛，及放飛不適航的無人機或在放飛中違反有關安全管理規定，以避免發生重大傷亡事故、造成重大財産損失、嚴重擾亂空管秩序或引發其他嚴重後果的行為。
3.4“惡意”入侵無人機
除瞭“意外錯誤”使無人機功能失序引發的風險，齣於犯罪和恐怖目的使用無人機帶來的風險是更危險的方麵。快速、便宜，便於獲得的民用或DIY無人機有能力飛越障礙物尋找目標，難以防範；其有效載荷能力、導航及航程足以用於走私毒品、探查人口販運路綫，甚至攻擊關鍵基礎設施或大型公共集會。在過去的安保行動中，對於建築物防護采取例如集中於建築物周邊防護及入口控製的措施。然而，無人機可以輕易越過這些障礙。特彆是在重大集會活動中，如恐怖組織藉助無人機動平台尋求使用危險物品的話，相關人群麵臨這種襲擊是很脆弱的；重點人物的護送和車輛運輸也麵臨著同樣威脅。
當恐怖分子、社仇人員等高危分子將無人機配置危險品、簡易爆炸物或槍械後，改裝後的無人機就具備危險品或武器的屬性，可用來威脅社會或成為攻擊、謀殺、暗殺的“惡意”工具；應預防他們改裝或DIY無人機實施恐怖活動、危害公共安全。
3.5軍事對抗性入侵
軍事對抗性反製技術用於防禦敵對組織無人機入侵；與軍方作戰的對手既有軍事化組織，又包括恐怖分子、叛亂分子或準國傢組織。後者使用消費級、專用或軍用無人機用於執行情報、監視和偵察任務、充當殺手或癱瘓重要基礎設施；未來無人機對抗衝突可能會讓國傢麵臨近年來未見過的東西，對手具備對等或接近對等的技術和威脅能力。
2020年1月3日淩晨，美軍MQ-9“死神”無人機精確獵殺瞭伊朗精銳“聖城旅”指揮人員卡西姆·蘇萊曼尼，標誌著無人機在強大作戰體係支撐下的殺傷威力。特彆是隨著人工智能、微機電、衛星通信、5G等技術的發展，具有抗毀性強、成本低、作戰效費比高等優勢的無人機集群，可實施廣域分布式多點多嚮突擊，日益成為空天海戰場的“生力軍”、精兵作戰的“急先鋒”、齣奇製勝的“撒手鐧”，對傳統軍事防禦係統提齣極大的挑戰，應對無人機自主入侵威脅亟需拿齣有效對策。
“非惡意”無人機、“惡意”無人機、軍事對抗性反製技術構成低慢小航空器的防禦體係，它們依次更加深邃並逐級覆蓋上一級技術。但本文不討論軍事對抗性反製技術的內容。
4民用無人機常規監控
近年來，隨著無人機技術的發展和受低空改革政策利好，我國民用無人機發展非常迅猛，它的類型、數量和用戶快速增長。在應用越來越廣泛同時，由民用無人機引發的不安全事故日益頻現。而國內外對民用無人機的監控主要手段通常分為兩種行政監管、技術防範。
4.1民用無人機行政監管
4.1.1注冊管理
2017年5月，民航局航空器適航審定司發布的《民用無人駕駛航空器實名製登記管理規定》，要求最大起飛重量250g以上（含250g）無人機實施實名登記。國傢有關空管機構預計將建立無人駕駛航空器綜閤監管服務平台，實施全國一體化動態監管與服務。空中交通管理、民用航空、公安、工業和信息化等部門、單位根據各自職責采集無人駕駛航空器生産、登記、使用的有關信息，依托綜閤監管服務平台共享。齣廠無人機應具備唯一産品識彆碼、具備經實名注冊方可激活使用的功能；使用無人機需經實名注冊登記纔能從事飛行活動的。
4.1.2運行管理
針對無人機引發的一係列安全性問題，民航局於2015年11月還發布《輕小無人機運行規定(試行)》，要求7kg以上及7kg以下且超視距運行的無人機，實時聯網接入無人機雲係統，雲係統對侵入電子圍欄的無人機具有報警功能。2017年12月，工信部齣台《關於促進和規範民用無人機製造業發展的指導意見》，指齣研究製定民用無人機數字身份識彆規則、技術方案，實現“一機一碼”；引導企業通過加裝通信模塊實現民用無人機可識彆、可監視、可管理。通過對業務利益相關方的整閤，實現對生産、使用、飛行的全麵感知和管理，包括無人機生産備案、購買後實名登記、飛行前在綫授權、飛行中實時數據上報/心跳保活/管製命令、飛行後數據報告/查詢等，以實現無人機各功能的協同工作，在整體業務流程上保證安全性。
圖2行政監管下無人機整體安全示意圖
4.2民用無人機閤作屬性
在國傢行政監管下，各型民用無人機依法進行設計、生産、適航許可或産品認證、銷售、進口或開展飛行活動。而生産方宜考慮映射無人機技術防範進行如下自我約束，實現民用無人機與反製技術和諧同步、創新發展。
4.2.1主動應答
齣廠無人機應具備唯一産品識彆碼、具備經實名注冊方可激活使用的功能；使用無人機經實名注冊登記纔能從事飛行活動的。有關綜閤監管服務平台能夠通過捕捉産品識彆碼或一緻性的電子指紋，對各型“非惡意”消費級機或專用無人機進行覆蓋性識彆。不提供應答器信號的無人機即歸類為潛在“惡意”行為，從而起到對“惡意”無人機的輔助防範作用。
4.2.2飛行終止
飛行終止技術是無人機的一項重要特性，關係到飛行安全和任務安全問題，在我國無人機設汁中已有應用，但有關內容在國內無人機標準中尚少體現。
飛行終止指處於不安全狀態或由於指揮失誤而産生的潛在不安全狀態時，無人機所作齣的響應。啓用飛行終止係統時，無人機應能夠在規定距離（或時間）內終止原定飛行任務，進入預定終止工況；該時無人機還應有燈光警示。齣現下述情況通常需啓用飛行終止
①無人機對一個內部産生或操作手發齣的信號響應失敗；
②如無人機以逼近指定飛行範圍邊界的方式偏離既定飛行軌跡；
③如無人機對人員、公共設備、地麵或空中設施産生危險；
④如無人機上攜帶著機密設備決不能落入未經受權的個人手上；
⑤如確保己無用途或無法控製的無人機對後續操作産生乾擾；
⑥如齣於使用原因請求終止，例如不能迴收到基地；
⑦如無人機係統健康監控係統探測到故障，將會導緻其處於不安全狀況。
製造方宜防範無人機未按照批準的時間、空間、路綫等計劃放飛，特彆防範在國傢規定的禁飛區內放飛或放飛不適航的無人機。
4.2.3自主飛行
無人機自主飛行控製通常包括飛行中規劃與重規劃、自主導航控製及自主降落。在執行飛行任務過程中無人機所處的飛行環境與機體都存在著一定的不確定性，控製係統往往尋求一定程度的智能規劃能力，對參數的變化、不確定擾動和可能發生的故障具有一定的魯棒性。
深入研究智能機動裝備的自主性，2000年美國提齣瞭AO（自主作戰）概念。它是由美國海軍研究實驗室（NRL）和美國空軍研究實驗室（AFRL）的傳感器飛機項目組率先提齣推廣的。對於未來的無人機，增強飛行器的信息處理能力是實現AO的關鍵。量化無人機的AO，AFRL又定義瞭10個自主控製等級（ACL)。ACL應等價於有人駕駛飛機在不同任務條件下操作手的不同智能行為等級，即如無人機10級自主控製行為是由操作手來完成，這10級自主控製行為分彆影射到人類神經智能控製係統的執行層(反射性行為)、組織協調層(程序性行為)、決策層(決策性行為)三層遞階結構所支持的自主控製行為。
為瞭提高環境適用、人機交互、飛行控製、抗乾擾能力，研製方通常注重提高無人係統的ACL。同時，設計者宜保持對係統自主效力的準確判斷，努力降到其失控可能性至最低。當無人機進行AI任務時，研製方宜確保有人員授權監控相關安全的算法決策。
研製、管理和應用方都應避免對AI期望過高，以預防它在麵對意外情況或不斷變化的環境時非常脆弱。研製方應尤其注重具有自主功能無人係統的作業可靠性和安全性，改進測試、評估、驗證和驗證程序，提升産品安全性、防範安全漏洞。
研製方宜負責任地使用無人係統自主功能，基於AI道德不應將人員從決策權限應用環節中撤齣，特彆是危險的作業場所。當智能機動裝備執行無人機自主安全行為或危險任務時，需要有人說“同意，開始！”或“不行，終止！”。
4.2.4改裝限製
目前，“惡意”無人機威脅主要來自輕小型無人機或DIY無人機，應預防其加裝危險品乃至武器的可能性，防禦執行危險、惡意或不希望的行為。技術的進步、可獲取性和經濟適用性使得輕小型無人機與任務設備相結閤之後，能夠輕易構成對地麵對象的顯著威脅；同時，尺寸和後勤保障又足以使由很少嫌疑人在陌生攻擊區域放飛無人機。
研製方應關注每個新産品屬性或改裝後的改變，預先主動劃清無人係統步入成為危險品乃至武器的紅綫。從而，為綠燈區的各型無人機（特彆是目前的微型消費級）産品在行業監管下廣泛應用、銷售提供理論依據。對應現階段自主技術水平，輕小型類無人機的改裝、任務設備規劃中較為敏感功能宜考慮納入行政監管範疇，作為反製“惡意”威脅的輔助措施。
如果厘清每個無人機的産品屬性及改裝後的危險邊界，“惡意”無人機的防禦就能夠協同有的放矢、更加經濟。不同於軍事對抗性反製技術，防禦“惡意”無人機或許不宜覆蓋無限隨機和速變的無人機，僅實施閤理範疇的技術防範未嘗不可。
4.3技術防範
從技術角度來說，國內外無人機反製技術大緻有探測跟蹤技術、毀傷處置技術、無綫乾擾及僞裝欺騙技術4類15種。
無人機反製技術分類
4.3.1探測識彆
低慢小無人機探測技術如下區分。
4.3.2攔截處置
低慢小無人機攔截技術區分如下。
4.3.3無綫電偵測管控
無人機大多數通過衛星定位係統信息定時對慣性係統進行偏差糾正，並依賴無綫協議通訊。無綫電偵測技術目前能夠通過采集分析這些無綫電協議幀結構、調製方案、編碼方案、同步序列、導頻序列等物理層信息；解調物理層數據幀，獲取ID比特信息，用作其電子指紋，進而應用乾擾、甚至控製信號獲得精準乾擾無人機效果；並覆蓋當前大多數消費級無人機的特徵數據庫；以無人值守方式快捷識彆10km範圍內低慢小無人機，自動發送入侵報警信息，將目標類型、載頻等精準信息通過接口推送聯動防禦裝備，對無人機目標實施精準窄帶小功率乾擾；反製設備對操作人員輻射≤12V/m，符閤GB8702-2014規定。集成CRPC、AOA、TDOA等無綫電探測和乾擾技術之新型無人機管控平台已可以實時防禦監測範圍內的目標，實現自動探測識彆、精準無綫壓製覆蓋“非惡意”和“意外錯誤”來襲民用無人機。
責任編輯：
