民用航空机场无人机监管系统的研究与应用

　　案例架构

　　总体介绍、主要做法

　　本项目申报的是适用于民用航空机场的集固定阵地式、便携式和组网模块式的无人机防御系统，并开发了相应的多设备联动的无人机防御系统综合管理平台，优化了无人机防御系统的无线电频谱侦测模块和无线电干扰反制模块，研究利用网捕无人机防御的方案。

　　低小慢无人机的工作频段可以工作在从几十兆赫兹到几吉赫兹甚至更高的频段，为了能对各类无人机，特别是改装型的非标无人机实现有效探测，无源侦收接收机的技术指标也是面向宽带化、高灵敏度，大动态范围、实时性高等高指标需求。我司自研的具有完全自主知识产权的高灵敏度宽开接收机，采用超外差、非零中频接收机架构，兼具小型化、模块化、平台化、通用化的设计思想，可以在300MHz～6GHz范围内实现3dB左右的超低噪声系数，同时，接收机本振支持捷变频，可实现对宽带频带的快速扫频;而高达70dB的自动增益控制可取得较高的动态范围。另一方面，系统采用高速模数转换器(ADC)芯片，可以在中频直接采样，进而使用信道化、软件无线电(SDR)技术进一步提升接收灵敏度和处理增益。

　　技术路线：总体设计方案是以基本理论研究为基础，突破系统内侦测与测向结果测量、评估指标参数匹配等关键技术攻关，完善系统的基础模型，通过仿真设计和分析，优化系统参数设计。根据仿真结果搭建系统典型应用场景，研究系统总体集成技术，研制原理性样机并开展原理样机的试验验证工作，获取试验数据。根据试验数据分析优化或修正系统理论模型，完善系统可行性分析，闭环整个系统科研流程。总体设计思路如图所示：

　　技术指标

　　能够远距离侦测无人机的无线电信号特征，获得主流无人机的型号、品牌等信息，能够自定义设置侦测频段。

　　无线电侦测频率覆盖范围：300兆赫兹～6吉赫兹

　　侦测信号灵敏度：不大于-100dBm

　　无线电侦测距离：不小于5千米

　　无线电测向精度：不大于5度

　　侦测范围：0～360度

　　首次侦获无人机信号时间：不大于6秒

　　其他功能性指标

　　软件信息管理：能够实现系统内控制和信息处理，具备频谱显示功能;具备无人机类型数据学习分析和数据编批、更新、存储等管理功能。

　　防控预案设置：可预置方位、目标数量、侦收频段、预警与反制距离等防控预案。

　　任务区域管理：能够设置任务区域，包括侦测区、预警区、反制区的显示和设置。

　　态势显示：具备电子地图显示功能，地图上可显示系统状态、部署位置、任务区域，可显示预警信息，包括目标方位、工作频率、实时轨迹等信息。

　　通过数年实战积累，目前已是同业竞争中服务客户数量最多、案例应用最广、服务场景复杂度最高的企业，积累了庞大的无人机数据特征库，不仅囊括了市场所有主流无人机特征数据，还积累大量境外无人机、拼装机、杂牌机数据特征。目前公司拥有超过100个行业应用标杆案例，在机场领域市场占有率稳居行业第一，在部队、公安、司法等领域有较高占有率，在石油石化、电力、景区等领域已实现市场突破，项目成熟度较高。

　　已授权知识产权名称：1.一种无人机拦截用捕捉网弹2.一种无人机管制装置的信号发射器固定支架3.一种无人机管制装置的可拆卸式电池仓4.一种便携式无人机管制装置5.一种便携式无人机管制设备转载装置6.无人机管制装置的散热结构7.无人机管制设备的管制系统布局结构8.多频段全向无人机管制设备系统9.无人机管制设备10.一种铁塔专用无人机管制设备等。

　　技术优势、特色亮点

　　发现识别类专项优势：可实现在地图上的目标定位、轨迹显示和回放功能，并可显示目标距离、方位、高度、速度信息; 具有报警区域划分功能;具有入侵报警功能，不同报警区域采用不同的报警方式; 具有雷达基本参数设置功能。 具备对飞行器方位、距离、速度、高度等飞行特征进行采集的功能。具备对单飞、群飞、不同高度飞行、不同方向飞行等飞行方式的60个及以上无人飞行器同时探测、定位、跟踪的功能。 具备对无线电静默飞行器的探测功能。对于无人驾驶航空器的捕捉是结合目标飞行航向、电子地图等多方面信息，针对威胁目标的飞行轨迹进行捕捉，对来袭目标进行持续跟踪，并显示无人驾驶航空器飞行轨迹，定位飞手位置。

　　采用的是无线电侦收干涉仪测向为主，到达时间差为辅相结合的高精度测向定位技术，可以实现对重点频段的无人机目标信号取得3°以内的测向精度，对超宽带频段取得5°左右的测向精度。其中，测向技术对通道的数目、误差的大小等因素要求低，鲁棒性高。配合低小慢探测雷达或光电系统，无线电侦收不仅可以为它们提供引导，同时互相结合进一步提升探测定位精度。

　　防御驱离类专项优势：融合多种侦扰手段的灵活高效组网和数据融合技术，针对非常规频段的穿越机、固定翼同等有效。首先，可在边缘端融合多种探测技术，诸如雷达、光电等，基于我司在车载、便携等场景下的应用经验，结合数据端的交互，可以取得对多种探测技术的高效组网融合;其次，侦测与我司自研的干扰、诱骗设备可以实现自动、手动控制等多种联动组合，实现对侦扰的有效资源调度和即时响应，使得对无人机的干扰和处置更加合理有效;最后，无线电无源侦测由于采取了相位干涉测向定位的主要方式，同时可以利用4G/5G等无线公网进行加密的数据上传后定位及后期校准，因此无线电无源侦测设备的组网变得非常灵活高效。特别的，在数据融合方面，我司研发的基于深度神经网络的信号特征融合分析不仅可以减少相互独立提取特征的巨大工作量，而且在低信噪比的环境下能够取得与传统提取特征分析效果相似甚至更好的效果。

　　取得成效

　　目前项目已合作的机场：1、云南长水机场2、上海虹桥机场3、上海浦东国际机场4、北京大兴机场5、深圳宝安国际机场6、陕西汉中机场7、成都天府国际机场8、青岛胶东国际机场9、香港机场10、湖北荆州机场11、安徽芜湖机场12、连云港花果山机场13、山东菏泽机场14、湖南郴州机场15、广东韶关机场16、黑龙江绥芬河机场17、新疆伊犁河谷昭苏天马机场18、广东湛江吴川机场19、新疆阿拉尔机场20、四川达州机场21、新疆塔什库尔干红其拉甫机场22、湖北鄂州花湖机场23、湖南湘西边城机场24、四川遂宁安居机场25、河南安阳红旗渠机场26、山东济宁曲阜机场27、河北邢台褡裢机场28、四川阆中古城机场29、山西朔州滋润机场30、新疆奇台江布拉克机场31、新疆和静巴音布鲁克机场32、山西太原国际机场33、江西赣州瑞金机场。

　　预期产生的经济设备效益：通过本项目研发的无人机侦测系统平台，可实现精准识别重点区域低空宽频带无人机，以及打击利用无人机进行违法犯罪活动，可为低空无人机有效反制奠定基础。侦测平台采取劫持无线电、信号干扰、声波干扰、暴力技术等多种方式实现对无人机的直接监测控制，并利用反制设备打击非法使用无人机的活动，维持警用、军用无人机的日常巡检工作，还警用及军用无人机的空域一片安宁。伴随着无人机行业的快速发展以及无人机设备的普及，本项目研发的侦测平台将受到公安部门或相关安全管理部门的重视，以及世界各国的高度关注，具有广阔的市场，必将产生巨大的经济效益。通过本项目可助推无人机驾驶航空器系统技术和无人机行业的健康、有序、持续发展，以及进一步推进无人机在重点区域管控中的合法运用，有利于保障电力、民航、核电行业等区域的空域安全。人才建设是企业发展战略的根本，坚持以人为本，用好现有人才，留住关键人才，引进特需人才，是公司创新的关键要素。拟以本项目为契机，加大人才引进和资金投入，建设一支高、精、尖的专业技术人才队伍。公司将通过人才培养、共建、引进等方案，与国内科研院所、高校继续深入合作，紧扣发展需求，搭建产学研用人才共建互联平台，促进技术交流合作，提供就业岗位，实现共赢。

　　覆盖规模：四川成都天府国际机场，净空保护区近468平方公里，实际使用3座铁塔，14台无源侦测设备，14台管控处置设备。

　　上海虹桥国际机场，净空保护区近243平方公里 ，实际使用8座铁塔+2楼面站，12台无源侦测设备，6台管控处置设备+4台光电侦测设备，多站点部署组网实现防控区域内无人驾驶航空器目标，快速发现、探测确认，并经对目标信息进行数据分析、威胁评估，并通过监管平台远程监控处置。对来袭无人驾驶航空器快速发现、现场处置，保护机场重要设施免受低空超低空无人驾驶航空器的侵袭。