反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn):全球攻防新戰(zhàn)場(chǎng)
■王照瑞
激光武器反無(wú)人機(jī)示意圖。
近年來(lái),無(wú)人機(jī)在全球多場(chǎng)地區(qū)沖突中頻繁現(xiàn)身,成為戰(zhàn)場(chǎng)上的“新寵”。從引導(dǎo)炮火精確打擊目標(biāo),到攜帶炸彈對(duì)重要設(shè)施發(fā)動(dòng)突然襲擊,無(wú)人機(jī)的身影無(wú)處不在。與此同時(shí),無(wú)人機(jī)帶來(lái)的安全威脅日益凸顯,反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)逐漸成為全球攻防的新戰(zhàn)場(chǎng)。
無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及威脅
近年來(lái),無(wú)人機(jī)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。在軍事領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)憑借體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、隱蔽性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于偵察、監(jiān)視、攻擊等任務(wù)。在民用領(lǐng)域,無(wú)人機(jī)同樣發(fā)揮著重要作用。一些物流企業(yè)嘗試使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行快遞配送,提高配送效率。無(wú)人機(jī)還可用于農(nóng)田測(cè)繪、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)和農(nóng)藥噴灑,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)度和效率。據(jù)國(guó)際無(wú)人機(jī)系統(tǒng)協(xié)會(huì)報(bào)告,2025年全球無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)突破1000億美元,充分顯示了無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的巨大潛力和發(fā)展趨勢(shì)。
隨著無(wú)人機(jī)的普及,其潛在威脅也日益凸顯。小型無(wú)人機(jī)可以輕松攜帶爆炸物,對(duì)重要設(shè)施和人員發(fā)動(dòng)突然襲擊,造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。此外,無(wú)人機(jī)還可能被用于非法拍攝、竊取情報(bào)等活動(dòng),對(duì)個(gè)人隱私和國(guó)家安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2023年全球發(fā)生針對(duì)重要設(shè)施的無(wú)人機(jī)入侵事件較前一年增長(zhǎng)近70%。這些數(shù)據(jù)表明無(wú)人機(jī)威脅正不斷升級(jí),已經(jīng)成為全球安全面臨的重要挑戰(zhàn)之一。
面對(duì)無(wú)人機(jī)帶來(lái)的安全威脅,傳統(tǒng)的防空手段顯得力不從心。雷達(dá)、導(dǎo)彈防御系統(tǒng)等傳統(tǒng)防空設(shè)備在應(yīng)對(duì)小型、低空、慢速飛行的無(wú)人機(jī)時(shí)存在諸多局限性。為了有效應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)威脅,反無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并迅速發(fā)展。
兩類(lèi)反無(wú)人機(jī)技術(shù)介紹
按照功能劃分,當(dāng)前的反無(wú)人機(jī)技術(shù)分為無(wú)人機(jī)探測(cè)識(shí)別技術(shù)和無(wú)人機(jī)反制技術(shù)。這一“動(dòng)”一“靜”兩類(lèi)技術(shù)相互配合,共同構(gòu)成反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的核心。
無(wú)人機(jī)探測(cè)識(shí)別技術(shù)包括射頻分析儀、雷達(dá)、視覺(jué)/熱成像傳感器、聲學(xué)傳感器等。射頻分析儀能探測(cè)無(wú)人機(jī)與地面站之間的無(wú)線電通信信號(hào),捕捉當(dāng)前位置和操作員位置信息。先進(jìn)的射頻分析儀還能通過(guò)分析波形特征識(shí)別無(wú)人機(jī)的品牌、型號(hào)和序列號(hào)。其技術(shù)成本相對(duì)較低,能遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)跟蹤多個(gè)目標(biāo),但難以探測(cè)到依靠慣性導(dǎo)航飛行、自主式或預(yù)編程的無(wú)人機(jī)。
雷達(dá)是另一種常用的無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)。目前大多數(shù)反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)使用2D或3D雷達(dá)精確探測(cè)和定位無(wú)人機(jī)。2D雷達(dá)可以探測(cè)大多數(shù)類(lèi)型的無(wú)人機(jī),但不能提供關(guān)于目標(biāo)高度的信息。3D雷達(dá)可以提供關(guān)鍵的高度信息,還可以精確指示干擾器對(duì)準(zhǔn)無(wú)人機(jī)。另外,還有有源電子掃描陣列(AESA)雷達(dá)。這種雷達(dá)的工作模式像人眼,可以從一個(gè)角落掃描到另一個(gè)角落觀察整個(gè)圖像。與之相對(duì)應(yīng)的是多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá),其工作模式像蒼蠅眼,不需要通過(guò)掃描即可獲得整個(gè)圖像。這種雷達(dá)具備較高的刷新率,大大改善了對(duì)無(wú)人機(jī)(包括蜂群)的探測(cè)和跟蹤效果。不過(guò),由于無(wú)人機(jī)在低空飛行,飛行速度慢且雷達(dá)散射截面小,以上雷達(dá)傳感器很難區(qū)分無(wú)人機(jī)與噪聲和雜波。
視覺(jué)/熱成像傳感器適合探測(cè)低空快速移動(dòng)的小型物體,與圖像處理軟件相結(jié)合,能夠?qū)o(wú)人機(jī)進(jìn)行視覺(jué)探測(cè)和分類(lèi)。它們可以探測(cè)到無(wú)人機(jī)電機(jī)和電池的熱信號(hào),還能通過(guò)探測(cè)人的身體熱信號(hào)識(shí)別無(wú)人機(jī)操作員,確定其位置。視覺(jué)/熱成像傳感器在近距離探測(cè)和識(shí)別無(wú)人機(jī)方面具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性,但受天氣、光照等環(huán)境因素影響較大,在惡劣天氣條件下,探測(cè)效果會(huì)大打折扣。
聲學(xué)傳感器可以探測(cè)到無(wú)人機(jī)發(fā)出的聲音并計(jì)算其方向,比射頻分析儀更具優(yōu)勢(shì)。它們可以探測(cè)到電磁頻譜近場(chǎng)范圍內(nèi)的任何無(wú)人機(jī),包括不依賴無(wú)線電波的自主無(wú)人機(jī),但易受環(huán)境噪聲干擾,在嘈雜的環(huán)境中,其探測(cè)精度會(huì)受到影響。
為提高探測(cè)率,在實(shí)際使用中,根據(jù)覆蓋范圍、角度和周?chē)h(huán)境,以上探測(cè)識(shí)別技術(shù)往往被疊加使用,從而形成一個(gè)有效的無(wú)人機(jī)探測(cè)系統(tǒng)。
無(wú)人機(jī)反制技術(shù)包括通信/導(dǎo)航系統(tǒng)干擾、信號(hào)入侵、空中攔截與地面火力打擊、激光武器等。通信/導(dǎo)航系統(tǒng)干擾是通過(guò)實(shí)施電子干擾,使無(wú)人機(jī)機(jī)載探測(cè)設(shè)備及數(shù)據(jù)傳輸與處理受到影響甚至失靈。這種反無(wú)人機(jī)手段對(duì)于小型偵察無(wú)人機(jī)尤為有效,但需要準(zhǔn)確掌握無(wú)人機(jī)的通信頻段和信號(hào)特征,否則難以達(dá)到預(yù)期的干擾效果。
信號(hào)入侵。高度智能化的無(wú)人系統(tǒng)往往接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),這為破解其關(guān)鍵密碼或協(xié)議創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。另外,無(wú)人機(jī)的控制站計(jì)算機(jī)往往防護(hù)不嚴(yán)密,使用鍵盤(pán)記錄器之類(lèi)的木馬軟件就可以截獲無(wú)人機(jī)操作規(guī)律,分析出有用的信息。通過(guò)信號(hào)入侵反制無(wú)人機(jī)需要具備較高的技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)知識(shí),并且需要對(duì)無(wú)人機(jī)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和通信協(xié)議有深入了解。
空中攔截/地面火力打擊。無(wú)人機(jī)飛行路線一般為預(yù)先規(guī)劃,更改航跡需要一定時(shí)間,加上多數(shù)偵察型無(wú)人機(jī)飛行速度慢,這些缺陷使其容易受到有人機(jī)或地面小型武器的攻擊。一旦發(fā)現(xiàn)來(lái)襲無(wú)人機(jī),可由航空兵地面部隊(duì)和海軍艦艇防空兵力共同反擊,嚴(yán)密協(xié)同,合理安排打擊次序,給來(lái)襲無(wú)人機(jī)以毀滅性打擊。不過(guò),這種反制方式可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定的破壞,不宜在城市等人口密集地區(qū)使用。
激光武器。激光武器具有快速、靈活、抗電磁干擾和成本低等優(yōu)點(diǎn),其原理是利用高能激光束對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照射,通過(guò)熱能效應(yīng)破壞無(wú)人機(jī)的關(guān)鍵部件,使無(wú)人機(jī)失效或墜毀。然而,激光武器受天氣影響較大,在大霧、大雨等惡劣天氣條件下,其射程和威力會(huì)受到明顯影響。
用于反無(wú)人機(jī)的無(wú)人機(jī)。利用反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)搭載先進(jìn)的探測(cè)、干擾裝置甚至“自殺式”攔截?zé)o人機(jī),實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方無(wú)人機(jī)的有效識(shí)別、跟蹤與摧毀。用于反無(wú)人機(jī)的無(wú)人機(jī)往往體積小巧、隱蔽性強(qiáng),能夠在不引發(fā)大規(guī)模沖突的前提下,悄無(wú)聲息地瓦解敵方無(wú)人機(jī)攻勢(shì)。同時(shí),這種無(wú)人機(jī)間的對(duì)抗體現(xiàn)了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的“不對(duì)稱優(yōu)勢(shì)”理念,即通過(guò)開(kāi)發(fā)成本相對(duì)較低的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),可以有效抵消敵方高端無(wú)人機(jī)的威脅,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略平衡。例如,美國(guó)發(fā)布的“莫非斯”無(wú)人機(jī),尺寸小,能封裝在直徑為15厘米的發(fā)射管中,攜帶高功率微波武器,可反無(wú)人機(jī)和無(wú)人機(jī)蜂群。
反無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景
在軍事沖突中,反無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)于保護(hù)軍事設(shè)施、部隊(duì)安全和確保作戰(zhàn)行動(dòng)順利進(jìn)行至關(guān)重要。在戰(zhàn)場(chǎng)上,無(wú)人機(jī)可以攜帶武器對(duì)敵方目標(biāo)進(jìn)行攻擊,也可以進(jìn)行偵察和監(jiān)視,為己方提供情報(bào)支持。因此,反無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以有效降低敵方無(wú)人機(jī)對(duì)己方造成的威脅。在敘利亞戰(zhàn)爭(zhēng)中,俄羅斯軍隊(duì)曾廣泛運(yùn)用反無(wú)人機(jī)技術(shù),通過(guò)部署多種反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),攔截和摧毀了大量敵方無(wú)人機(jī),保護(hù)了己方軍事設(shè)施和人員的安全。另外,在軍事演習(xí)中反無(wú)人機(jī)技術(shù)也成為重要的演練課目。俄軍自2019年起,所有的重大軍事演習(xí)均包括反無(wú)人機(jī)課目,通過(guò)演習(xí)不斷檢驗(yàn)和提升反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)能力。
在民用領(lǐng)域,反無(wú)人機(jī)技術(shù)同樣具有重要應(yīng)用。民用機(jī)場(chǎng)是無(wú)人機(jī)威脅的重點(diǎn)防范區(qū)域,無(wú)人機(jī)一旦闖入機(jī)場(chǎng)空域,可能與民航客機(jī)發(fā)生碰撞,引發(fā)航空事故。因此機(jī)場(chǎng)需要采取有效的反無(wú)人機(jī)措施,確保飛行安全。另外,在舉辦大型體育賽事、演唱會(huì)等活動(dòng)時(shí),無(wú)人機(jī)可能被用于實(shí)施恐怖襲擊、非法拍攝等。為保障活動(dòng)順利進(jìn)行,需要使用反無(wú)人機(jī)技術(shù)對(duì)活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)和周邊空域進(jìn)行管控。2022年卡塔爾世界杯足球賽期間,安保公司將便攜式“無(wú)人機(jī)獵手”系統(tǒng)部署至多個(gè)體育場(chǎng),有效防范了無(wú)人機(jī)可能帶來(lái)的安全威脅。
此外,核電站、水電站、石油化工設(shè)施等重要基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行反無(wú)人機(jī)防護(hù)至關(guān)重要。通過(guò)部署反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周邊空域,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和攔截可疑無(wú)人機(jī),確保重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全。
未來(lái)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)
隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展,新型無(wú)人機(jī)具備更強(qiáng)的隱身性能、抗干擾能力和自主飛行能力,這給反無(wú)人機(jī)技術(shù)帶來(lái)更大挑戰(zhàn)。例如,有的無(wú)人機(jī)采用先進(jìn)的隱身材料和設(shè)計(jì),降低了雷達(dá)反射截面,使得傳統(tǒng)的雷達(dá)探測(cè)設(shè)備難以發(fā)現(xiàn)。有的無(wú)人機(jī)配備抗干擾通信系統(tǒng),能夠在受到干擾的情況下繼續(xù)保持飛行和通信。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),反無(wú)人機(jī)技術(shù)需要不斷升級(jí),提高探測(cè)和反制能力。
隨著反無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展,如何界定合法攔截與侵犯隱私的界限成為另一個(gè)重要問(wèn)題。在反無(wú)人機(jī)過(guò)程中,可能會(huì)對(duì)民眾隱私造成侵犯。例如,通過(guò)熱成像傳感器識(shí)別無(wú)人機(jī)操作員時(shí),可能會(huì)同時(shí)獲取到周邊人員的信息。同時(shí),反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的濫用是否加劇國(guó)際緊張局勢(shì)也引發(fā)廣泛關(guān)注。這些法律與倫理爭(zhēng)議需要各國(guó)共同探討制定相關(guān)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),確保反無(wú)人機(jī)技術(shù)的合理使用。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,反無(wú)人機(jī)技術(shù)將朝著以下方向發(fā)展。
智能化更高。人工智能可以幫助反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)更快速、準(zhǔn)確地識(shí)別和跟蹤無(wú)人機(jī),提高反制的成功率。例如,通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別不同類(lèi)型的無(wú)人機(jī),并根據(jù)其飛行特征和行為模式制定相應(yīng)的反制策略。另外,人工智能還可以實(shí)現(xiàn)反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的自主決策和協(xié)同作戰(zhàn),提高反無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)的整體效能。
一體化集成。未來(lái)的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將更加注重一體化集成,將多種探測(cè)和反制技術(shù)融合在一起,形成一個(gè)綜合性的反無(wú)人機(jī)防御體系。通過(guò)將射頻探測(cè)、雷達(dá)探測(cè)、視覺(jué)識(shí)別、激光反制等技術(shù)集成在一個(gè)系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的全方位、多層次探測(cè)和反制,提高反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的可靠性。同時(shí),一體化集成還可以實(shí)現(xiàn)反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)與其他防空系統(tǒng)的互聯(lián)互通,形成一個(gè)更加嚴(yán)密的防空網(wǎng)絡(luò)。
便攜化提升。為滿足不同場(chǎng)景下的反無(wú)人機(jī)需求,反無(wú)人機(jī)裝備將朝著便攜化和機(jī)動(dòng)性提升的方向發(fā)展。便攜式反無(wú)人機(jī)設(shè)備可以方便地部署在各種場(chǎng)所,如機(jī)場(chǎng)、重要基礎(chǔ)設(shè)施周邊等,隨時(shí)應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)威脅。此外,車(chē)載、艦載和機(jī)載反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將不斷提高機(jī)動(dòng)性,能夠快速響應(yīng)并到達(dá)指定區(qū)域,對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行攔截和摧毀。
反無(wú)人機(jī)技術(shù)作為應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)安全威脅的重要手段,在全球范圍內(nèi)得到廣泛的關(guān)注和發(fā)展。多國(guó)通過(guò)不斷研發(fā)和應(yīng)用反無(wú)人機(jī)技術(shù),提高自身的安全防御能力。然而,反無(wú)人機(jī)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中仍面臨諸多挑戰(zhàn),需要國(guó)際社會(huì)加強(qiáng)合作與交流,制定相關(guān)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)反無(wú)人機(jī)技術(shù)的健康發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,反無(wú)人機(jī)技術(shù)將在未來(lái)的安全防御中發(fā)揮更加重要的作用,為維護(hù)國(guó)家安全、社會(huì)穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供保障。
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