反無人機(jī)：創(chuàng)新技術(shù)和分層方法將成為更有效的解決方案

當(dāng)前使用無人機(jī)系統(tǒng)（UAS）進(jìn)行情報(bào)監(jiān)視、偵察（ISR）和攻擊行動(dòng)的低成本，正在改變戰(zhàn)爭發(fā)展趨勢。分層方法中的尖端技術(shù)和先進(jìn)彈藥，可以提供更有效的手段來探測、跟蹤、分類和打擊這種類型的空中目標(biāo)。面對無人機(jī)空中威脅，一直是美國國防部（DoD）關(guān)注的問題，因此其下屬機(jī)構(gòu)目前正在開展多項(xiàng)采購和制造計(jì)劃。在2023財(cái)年，美國國防部已撥款近7.5億美元，用于采購解決方案和反無人機(jī)的研發(fā)。

反無人機(jī)系統(tǒng)（C-UAS）領(lǐng)域，仍有很大的增長潛力。例如，由于小型（I類）和中型（II類）無人機(jī)的尺寸，相對安靜和快速的機(jī)動(dòng)性，以及幾乎不存在的熱量和噪聲特征，導(dǎo)致其難以定位、識別和摧毀這些空中目標(biāo)。特別是無人機(jī)采用蜂群技術(shù)，其能力更是難以對付的空中威脅。

總部位于美國弗吉尼亞州西福爾斯徹奇諾斯羅普·格魯曼公司防空戰(zhàn)略部門的羅布曼蒂解釋說，目前中小型無人機(jī)其體積足夠小，因此可以躲避標(biāo)準(zhǔn)預(yù)警傳感器系統(tǒng)的檢測。但同時(shí)此類型無人機(jī)系統(tǒng)也存在沒有足夠的體量、更先進(jìn)系統(tǒng)，導(dǎo)致其航程短，有效載荷不足等實(shí)際問題，但它們具備足以對敵方戰(zhàn)術(shù)層面造成非常嚴(yán)重破壞的能力。

美國專業(yè)研發(fā)反無人機(jī)的萊特耶（Liteye）系統(tǒng)公司首席執(zhí)行官瑞恩赫特指出，該行業(yè)一直專注于解決與檢測和分類相關(guān)的問題，例如將不同的主動(dòng)和被動(dòng)系統(tǒng)組合為一個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，通過使用多個(gè)傳感器，獲得更高保真度的檢測能力，以及高置信度地自動(dòng)識別目標(biāo)。同時(shí)，另一個(gè)方法是升級的領(lǐng)域包括機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和人工智能（AI）軟件的廣泛使用，這樣可以更好地對已檢測到的目標(biāo)進(jìn)行分類，并對位置進(jìn)行高精度的跟蹤。瑞恩赫特指出，識別敵我（IFF）技術(shù)，一直在使用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)方法來識別對手，我們將在未來圍繞AI軟件分類，來改進(jìn)辨別領(lǐng)域，使目標(biāo)能更早發(fā)現(xiàn)、更精準(zhǔn)跟蹤和更無漏缺。

從羅布曼蒂的角度來看，機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能有助于減輕無人機(jī)操控員的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，并迅速關(guān)閉殺傷鏈。這一過程至關(guān)重要，因?yàn)樵趹?zhàn)術(shù)層面，對多域部隊(duì)的保護(hù)，識別和擊敗陸地、空中或水上威脅的能力至關(guān)重要，因?yàn)闈撛诘耐{數(shù)量，可能迅速超過可用的效應(yīng)器。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

使用動(dòng)能和非動(dòng)能解決方案，都可以用來擊敗空中無人機(jī)系統(tǒng)，并且可以分為兩類：一類系統(tǒng)可以用來擊退或攔截?zé)o人機(jī)，而另一類系統(tǒng)是專門用來直接擊落或摧毀無人機(jī)。這兩者之間最大的區(qū)別是設(shè)計(jì)的精度級別。高功率微波（HPM）系統(tǒng)也通過產(chǎn)生能夠破壞無人機(jī)的電磁脈沖（EMP）來證明自己能夠應(yīng)對此類威脅。高能激光還使用電磁脈沖來損壞或破壞飛機(jī)的結(jié)構(gòu)。在動(dòng)能解決方案的情況下，可以部署幾種類型的武器系統(tǒng)和彈藥來與無人機(jī)交戰(zhàn)：根據(jù)目標(biāo)的大小，選項(xiàng)包括常規(guī)和先進(jìn)子彈、大炮、鏈炮，甚至導(dǎo)彈和火箭。

瑞恩赫特解釋道，如果你只是想減輕對一個(gè)區(qū)域內(nèi)的空中無人機(jī)防御壓力，那你只需要一直以發(fā)出一個(gè)強(qiáng)干擾頻率信號，實(shí)施擊退或攔截的解決方案。無論無論這些無人機(jī)在哪個(gè)位置，都會被擊退或攔截。然而，如果你想摧毀它們，那么你需要得到確切精準(zhǔn)的位置，然后決定采取哪種手段或方法將其擊落。從這個(gè)意義上說，可以使用幾種類型的技術(shù)來檢測敵對或未經(jīng)授權(quán)的無人機(jī)的存在。一些無人機(jī)在射頻（RF）頻譜中運(yùn)行以與其操作員通信，并且可以通過摧毀傳感器進(jìn)行定位。與此同時(shí)，一些雷達(dá)可以找到那些使用GPS，但在精準(zhǔn)跟蹤小型飛行器時(shí)，雷達(dá)的敏感度還不能完全做到萬無一失。其他選項(xiàng)包括使用光電和紅外（EO/IR）傳感器，以及提供視覺識別的攝像頭和檢測聲學(xué)特征的麥克風(fēng)。萊特耶系統(tǒng)公司使用額外傳感器的雷達(dá)，對小型飛行器航跡增強(qiáng)絕對是最新的改進(jìn)之一，這是非常專業(yè)的。而采取非動(dòng)力解決方案而言，GPS欺騙器可以干擾無人機(jī)的導(dǎo)航傳感器，并迫使其改變軌跡，而射頻干擾器可以掩蓋控制器信號并迫使無人機(jī)著陸或返回其操作員位置，這將顯示敵人操控站的位置。

羅布曼蒂強(qiáng)調(diào)，先進(jìn)的彈藥可以提升反無人機(jī)系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，因?yàn)檫@種先進(jìn)的系統(tǒng)具有機(jī)載電子元件，可以改進(jìn)該彈的功能。幾種類型的先進(jìn)彈藥，允許操作者對彈頭進(jìn)行編程以啟動(dòng)特定功能。例如，點(diǎn)引爆目標(biāo)、穿透目標(biāo)然后引爆，或者在看到目標(biāo)時(shí)進(jìn)行近距離空爆。諾斯羅普·格魯曼公司未來的反無人機(jī)能力，將接近空爆功能與航向校正能力相結(jié)合。反無人機(jī)旨在提供操作和戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢。例如，范圍擴(kuò)展和在沒有散布誤差的情況下，向上引導(dǎo)子彈的能力。在某些威脅情況下，例如“蜂群”無人機(jī)，您可以在擊敗目標(biāo)之前，與目標(biāo)交戰(zhàn)并移動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)，因?yàn)橹滥闹茖?dǎo)子彈將是對該目標(biāo)實(shí)施“一擊一殺”，這使得擊敗“蜂群”無人機(jī)變得更加容易。

網(wǎng)絡(luò)化方法

保護(hù)部隊(duì)、裝備和基礎(chǔ)設(shè)施免受敵方無人機(jī)攻擊的最佳方法可能涉及將多個(gè)光電和紅外傳感器和視頻技術(shù)與功能強(qiáng)大的指揮和控制（C2）軟件相結(jié)合的分層方法，以便在整個(gè)沖突地區(qū)提供防御選擇。在這些情況下，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案的部署，可以使該過程更有效，因?yàn)槿斯ぶ悄芸梢允占头治鏊羞@些系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)，并告知用戶對抗無人機(jī)的最佳方法。除了提供更可靠的信息外，它還加速了決策。

瑞恩赫特解釋說，我們獲取雷達(dá)、視覺和射頻頻譜數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)放在一起，以提供對可能存在的威脅的非常高保真度的跟蹤，然后決定如何處置這些潛在的空中威脅。羅布曼蒂指出，為了對抗無人系統(tǒng)，用戶需要確定哪些系統(tǒng)“可以在我們效應(yīng)器能力范圍內(nèi)最好地?fù)魯〔煌?guī)模的空中、陸地和水面威脅。這種集成的網(wǎng)絡(luò)概念，可以有效地對抗小型無人機(jī)，也可以用于在受到各種威脅攻擊的高強(qiáng)度沖突場景中進(jìn)行群體攻擊的情況。

從瑞恩赫特的角度來看，在當(dāng)前的俄烏沖突來看，要保護(hù)任何地方的重要地面目標(biāo)，就需要采取分層防御的方法。萊特耶公司的反無人機(jī)系統(tǒng)，采取的是一個(gè)多域、多任務(wù)保護(hù)系統(tǒng)，通過使用網(wǎng)絡(luò)方法組合多個(gè)傳感器來對抗所有空中無人機(jī)系統(tǒng)。它具有3D望遠(yuǎn)鏡雷達(dá)、基于人工智能的射頻檢測、人工智能目標(biāo)優(yōu)先級和自動(dòng)視頻跟蹤系統(tǒng)。

西爾韋尼亞高級智能電子防御（SHIELD）使用人機(jī)在環(huán)本地指揮和控制，這需要低級別的人力，才能從具有分布式通用操作圖的任何控制臺操作任何系統(tǒng)。它也可以在各種任務(wù)平臺（固定/半固定、輕型車輛/便攜式、移動(dòng)和無人機(jī)器人車輛）中進(jìn)行定制。赫特說，它確實(shí)是一個(gè)最先進(jìn)的系統(tǒng)，是領(lǐng)先的功能之一。在很多情況下，我們處于最前沿，因?yàn)槠浞秶鷮τ趯剐⌒蜔o人機(jī)具有操作意義，為此我們專注于對目標(biāo)施加不同影響的能力。

諾斯羅普·格魯曼公司還提供基于分層方法的反無人機(jī)解決方案。該公司結(jié)合了移動(dòng)、采集、提示和效應(yīng)器系統(tǒng)（M-ACE）；叢林大師鏈槍；以及擊敗無人機(jī)的先進(jìn)彈藥。

提示和效應(yīng)器系統(tǒng)，是一種模塊化的移動(dòng)反無人機(jī)解決方案，可以適應(yīng)各種車輛平臺，使用符合行業(yè)協(xié)議的開放式架構(gòu)軟件系統(tǒng)，并且可以與不同類型的傳感器和攝像頭集成。

羅布曼蒂解釋說，雖然我們有一個(gè)概念系統(tǒng)，但客戶可以選擇特定的偏好功能的光電和紅外相機(jī)、指揮與控制系統(tǒng)、雷達(dá)、干擾器、檢測和通信，為此，諾斯羅普格魯曼公司將提供系統(tǒng)集成。這允許定制以及系統(tǒng)在新技術(shù)可用或確定新功能以集成到平臺時(shí)“增長”的能力。該系統(tǒng)使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能根據(jù)已知的工作頻率和外部特征快速識別無人機(jī)。提示和效應(yīng)器系統(tǒng)，不斷將識別因素添加到其數(shù)據(jù)庫中，包括潛在威脅和已知的友好無人機(jī)，以便在該地區(qū)運(yùn)行，以便快速進(jìn)行敵我識別。

標(biāo)準(zhǔn)炮車主要配備M230鏈炮是30毫米單管自動(dòng)火炮，可以作為指揮與控制網(wǎng)絡(luò)解決方案的一部分以及提示和效應(yīng)器系統(tǒng)的指揮與控制功能。標(biāo)準(zhǔn)車輛還可以與來自不同供應(yīng)商的多個(gè)武器站集成。諾斯羅普·格魯曼公司的反無人機(jī)系統(tǒng)還具有空爆彈藥和接近引信彈藥，當(dāng)需要擊敗中小無人機(jī)時(shí)。羅布曼蒂說，在特定點(diǎn)爆破子彈的能力比直接擊中小目標(biāo)的點(diǎn)引爆要有效得多。

未來發(fā)展趨勢

隨著無人機(jī)威脅的不斷發(fā)展，應(yīng)對這些不斷增長的威脅的技術(shù)必須更加復(fù)雜。為了滿足軍事客戶的需求，該行業(yè)將不斷致力于通過增加新功能、評估新技術(shù)的使用以及開發(fā)新的傳感器和效應(yīng)器來改進(jìn)其系統(tǒng)。

一是無人機(jī)的發(fā)展趨勢已經(jīng)在改變對防空系統(tǒng)配置的要求和使用飛機(jī)進(jìn)行作戰(zhàn)的規(guī)劃，因此對反無人機(jī)的兵器戰(zhàn)斗準(zhǔn)備和機(jī)動(dòng)性的標(biāo)準(zhǔn)要求更高；

二是當(dāng)前使用的無人機(jī)控制方法，導(dǎo)致電子戰(zhàn)的作用大幅增加，電子戰(zhàn)部隊(duì)領(lǐng)受的為己方部隊(duì)提供戰(zhàn)斗保障的任務(wù)越來越少，更多的是直接對付，甚至是毀傷敵方的無人機(jī)，這不是典型的保障，而是獨(dú)立戰(zhàn)斗行動(dòng)；

三是在戰(zhàn)術(shù)層面上，使用反無人機(jī)裝備在15千米范圍內(nèi)，直接為要地和部隊(duì)提供防御的重要性急劇上升；

四是反無人機(jī)手段，主要發(fā)展激光和微波武器，未來既要放棄使用成本高的打擊性毀傷兵器，也要放棄易受傳統(tǒng)防空兵器攻擊的大型無人機(jī)；五是從中期發(fā)展趨勢來看，未來預(yù)計(jì)會出現(xiàn)組合式反無人機(jī)系統(tǒng)，目前專家比較看好激光武器。