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国家重要设施反无人机系统运行案例

科技 2025-01-15 14:09 北京

来源：知远战略与防务研究所

【导读】本文编译自韩国公州大学航空安全管理专业2024年硕士论文集，是一篇关于使用反无人机系统保护国家重要设施的研究论文。文章分析了无人机攻击对国家重要设施的威胁，分析实际的应对状况，进而把目标放在寻找构建和运行有效反无人机系统的发展策略上。通过对反无人机系统的体制、技术、运行、政治和装备等方面进行全面研究，为应对无人机恐怖主义提供准备，从而克服防御能力的局限性，为切实保护国家重要设施提供基础。（推送部分为节选）

案例研究

英国盖特威克机场

2018年12月19日，一架非法无人机被发现在英国盖特威克机场内飞行，并持续飞至次日早晨。该事件引发了紧急状态，导致超过100架次航班的起降延误，逾11万名旅客在假日高峰期滞留。警方和军方紧急出动，对无人机进行鉴定。伦敦当地警方表示，尽管他们认为这可能是一架民用无人机而非恐怖分子的行为，但关闭空域的决定是必要的，因为一个小物体击中飞机引擎或挡风玻璃可能会造成灾难性后果。

由于该事件导致机场瘫痪，给旅客带来了极大不便，英国当局紧急开始在盖特威克机场部署由以色列安全公司拉斐尔开发的无人机防御系统——无人机穹顶。无人机穹顶旨在探测小型无人机并使其失效，其原理类似于以色列雄心勃勃的导弹防御系统“铁穹”（Iron Dome）。“铁穹”系统自2011年起开始在以色列实战部署，是一个环绕以色列全境的圆顶型防空网，用于拦截和击落短程火箭弹和炮弹，其建立是为了威慑边境上的哈马斯武装分子。

拉斐尔公司研制的“无人机穹顶”是一种接收射频雷达信号的装置，利用自身的电子光学设备跟踪无人机，并拦截连接无人机与飞行员的全球定位系统（GPS）。最新版的“无人机穹顶”配备了一个功率为50千瓦的激光发射器（Lite Beam），可在几秒钟内摧毁2.5千米外的无人机，并配备了四个雷达来监控周围区域，探测范围达16千米，能够探测到3.2千米外小至0.002平方米的目标，并利用自身的电子光学设备跟踪无人机及阻断全球定位系统。

该事件导致机场关闭约36小时，案件调查难度很大。最初的嫌疑人是一对住在附近的普通夫妇，他们被紧急逮捕，但被认定为无人机的普通爱好者，没有其他可疑之处，因此被释放回家。在随后的调查中，尽管有迹象表明嫌犯可能是极端环保主义者，因为他们在关闭跑道重新开放时再次放飞了无人机，但最终没有找到明确线索，调查陷入了困境。此外，英国政府因未能认识到事件的严重性而受到批评，飞机与无人机相撞的冲击力可能会对飞机机翼和其他设备造成严重损害，导致重大灾难。

从上述案例中可以看出，小型无人机随意飞入机场禁区，这表明英国机场的防御能力薄弱，并由此引发以下问题：

首先，国家重要设施周边可能存在未经授权的无人机入侵，表明在飞机报告、飞行许可、禁飞区指定等方面的安全管理制度存在缺陷。

其次，英国尚未引入一个结合多种传感器的反无人机系统，以主动探测、识别和跟踪入侵的无人机。

第三，英国缺乏专门的反无人机事后应对小组，导致整体缺乏态势感知和防空区概念。

不过，值得肯定的是，英国迅速引入了以色列的“无人机穹顶”系统，该系统具备探测和应对小型无人机的能力，这被认为是英国反无人机系统发展的一个关键步骤。

美国国防部

自2019年采购首批反无人机系统以来，美国国防部一直致力于开发和部署一系列先进、多样化且高效的反无人机技术，以应对无人机袭击和恐怖主义所带来的致命威胁。这些系统在美国陆军、海军和空军中广泛应用，形成了一个由自主监视无人机构成的庞大网络。

美国陆军采用了雷声公司制造的顶尖“郊狼”（Coyote）无人机，这是一种小型、消耗型的管状发射无人机，它能够从空中、陆地和海上平台进行部署和操作。“郊狼”无人机既可以单独使用，也可以集群部署，执行包括监视和电子战在内的多种任务。自2018年起，为了抵御外来的无人机群攻击，美军已将“郊狼”无人机部署到前线。在当前的俄乌冲突中，“郊狼”无人机搭载的激光器被用于精确射击并熔化敌方无人机的关键部件，可有效摧毁敌方的无人机。

正如韩国军方在2022年12月对朝鲜无人机侵犯停火线的应对所展示的那样，韩国军方已经意识到，抵御成群结队的无人机攻击或难以探测的小型飞行器（例如“郊狼”无人机）十分必要。这表明反无人机系统的建设需要进一步完善，首先需要加强防御能力，并持续投入研发。

2020年3月10日，Numerica公司的C-AUDS和Liteye公司的AUDS在一次集装箱式训练演示中，展示了他们针对敌方无人机的最新攻防系统。这次演示集成了接口，强调了在各种气候条件下提高系统的机动性和适用性。他们还开发了Spyglass，这是一种应用了三维雷达技术和人工智能技术的系统，能够探测到3千米半径内的盲区。

AUDS是一种能够同时进行探测、跟踪和击落的干扰器，目前被美军在伊拉克基地使用。2017年，当美军首次对伊拉克城市摩苏尔发起进攻时，面对敌方大量无人机的攻击，美军紧急引入了AUDS系统。这一举措显著减少了敌方无人机的威胁，“伊斯兰国”的无人机攻击活动也随之大幅减少。

为了完善通过传感器融合实现的目标追踪功能，C-AUDS集成了Numerica公司的防空导弹团队构建的指挥与控制（C2）系统和用户界面，有机地运用了最新的雷达、高级视频追踪、数据融合、多重无效化功能、精密日间和热成像摄像机，具备使敌方无人机失效的能力。

EPIRUS公司开发了氮化镓放大器，并推出了能够发射增强性能的高功率微波（HPM，High Power Microwave）以使集群无人机失效的Leonidas系统。Leonidas系统类似于定向电磁脉冲（EMP）发生器，通过演示展示了能够使66个无人机目标全部失效的能力。这种利用高功率微波的反无人机技术在防御大量集群无人机方面非常有效，但可能会破坏周围友军的电子设备，因此在使用上存在一定的限制。

美国海军也在部署AVT公司的X-MADIS，这是一种代表性的海上防御综合型反无人机系统，该系统在2019年7月霍尔木兹海峡单方面压制了伊朗无人机。该系统配备了航空监视雷达、指挥与控制界面、电子战系统、陀螺稳定光学传感器等，便于有效移除渗透无人机，是一种固定和移动式应用都可行的反无人机技术，不仅适用于国家重要设施，也有利于重要人物和平民的保护。

然而，即使是配备了信号干扰设备的海上防御综合型反无人机系统LMADIS也有技术短板，因为在不需要通信的情况下，很难对抗那些完全自主型无人机，因此需要综合运用互补技术，以确保在任何情况下都能应对，从而构建对敌方的完美防御体系。

此外，从2022年开始，美国海军还开始了结合人工智能的无人水面舰艇（USV）测试。被称为“帆船无人机探索者”的无人水面舰艇长约7米，高约4.8米，装备了相机、雷达、水下声纳探测设备等多种传感器，被用于海上监视、扫雷、环境监测等多种任务。据悉，为了保护贸易路线免受伊朗等敌对国家的挑衅，美军计划在阿拉伯半岛地区至少增加部署数十艘无人水面舰艇。

美国空军采用SRC公司开发的Silent Archer反无人机技术，该技术装备了经过验证的TRL 8/9级别的雷达和电子战（EW）系统、摄像头以及3D用户显示器。这些组件共同提供空间、频率和光学监视功能，使得Silent Archer能够有效地探测、追踪、分类和识别空中威胁。此外，该系统能够通过干扰操作员与飞机之间的通信链路等低成本、低风险的多种电子手段，使无人机失效。

SKY LOCK15的反无人机技术套件包括无人机探测系统、无人机干扰器以及一套完整的反无人机系统。这套系统的一个显著特点是，它提供了一种非干扰性的解决方案，特别适用于那些由于监管限制而无法使用特定区域干扰系统的机场和军事基地。

特别值得一提的是，SKY BEAM系统是乌克兰军队在2021年实际部署并使用的型号，曾在顿巴斯地区成功使俄罗斯的侦察无人机失效。到了2022年6月，立陶宛向乌克兰援助了110套SKY BEAM系统，以支持其防御需求。

此外，还有一种名为“无人机网捕器”的技术，它基于白名单制度拦截敌方无人机。该技术利用超轻型远程武器站（ULRWS），配备高性能激光燃烧器系统，精确摧毁恶意无人机，并向安全团队提供关键的位置跟踪和识别信息。在应用理念上，它通过积极干扰操作员与设备间的信号频率，控制恶意无人机，体现了取证和执法的双重理念。在操作层面，它的优势在于可以方便地部署在车辆和移动设备上，便于快速反应。

因此，美国政府通过不断开发和运用这些系统，为应对无人机恐怖主义做好了充分准备，包括实施军民无人机位置数据传输的强制要求。在这一背景下，我们将展示美国最近运行的反无人机系统设备和技术，这不仅能够评估韩国目前的技术实力，而且相信对于LIG NexOne、韩华宇航、大韩航空、Pungsan等韩国有前途的国防企业目前正在进行的反无人机系统应用研究，也将提供宝贵的参考。

进一步来说，为了克服韩国在反无人机系统技术方面的现有局限，并从国家重要设施的现代化出发，逐步扩展应用至民用领域，政府和私营部门的持续关注与努力是至关重要的。这种坚持不懈的投入将促进构建一个全面而高效的反无人机防御体系，从而有效应对未来可能出现的多样化威胁，确保国家安全和公共安全。通过这种前瞻性的策略，韩国将能够更好地准备和防御潜在的无人机攻击，保护关键基础设施和公民的生命财产安全。

平昌冬奥会

2018年，韩国成功举办了第23届平昌冬季奥运会，期间对恐怖主义的完善准备被评价为发挥了重要作用。当时，国际恐怖形势严峻，ISIS将韩国称为“恶魔的联盟军”，并指定为恐怖袭击的目标，甚至公开了驻韩美军的位置信息进行煽动。

此外，在2017年朝鲜连续进行导弹和核试验等军事挑衅的情况下，韩国政府为了确保奥运会的安全，采取了最高水平的安全措施，并通过相关机构之间的紧密合作实现了这一目标。

具体来说，反恐安全对策本部与国土部、军队以及冬奥会组织委员会等进行了协商，制定了临时禁飞区和飞行审批的标准，并实施了严格控制。此外，还部署了两台KAIST无人机探测雷达，监视无人机恐怖威胁，并将综合雷达的信息与综合情况室内的监控显示器系统相连，建立了在识别无人机时实时向现场人员传播并做出应对的体系。同时，与中国无人机制造商大疆公司合作，阻止了该公司生产的无人机在奥运会期间飞入禁飞区。

尽管如此，为了完全堵塞可能存在的漏洞，韩国警察厅运用了无人机监视和巡逻组以及电波阻断小组，而军队则加强了热成像探测设备（TOD）、控制高地观察、直升机和霰弹枪部署等应对体系。

在奥运会期间，平昌、江陵等地的上空出现了长达17米的韩军战术飞艇。原本韩军用于侦察目的的10吨级特种车辆通过电缆与战术飞艇连接，飞艇在150米至200米高空24小时通过传感器监视地面动向。使用具有夜间拍摄功能的高性能相机，捕获的图像不仅在组织委员会的安全管理处实时观察，还在负责反恐工作的政府机构中同步查看。冬奥会组织委员会的相关人员表示，“战术飞艇是首次在韩国举办的国际活动中投入使用，由军队专家负责运营。”

在冬奥会期间，组织委员会不仅运营了两架专门用于捕获无人机的无人机，还在奥林匹克广场以及被认定为潜在脆弱点的滑雪跳台等关键区域部署了无人机探测雷达，以确保这些高密度人群区域的安全。这些措施是为了应对可能的无人机恐怖袭击，确保各国重要人物在参与这一国际盛事时的安全。

为了有效防范“无人机恐怖袭击”，组织委员会制定了三层防御策略。首先，一旦发现可疑无人机，将立即采用电波阻断技术尝试使其失效。其次，专业的反无人机小组将使用霰弹枪进行射击，以拦截并击落无人机。此外，还将部署“杀手无人机”，这些无人机携带特制的网，用于捕捉并捕获可疑的无人机，展示了一种利用无人机对抗无人机的先进防御技术。

反恐安全对策本部建立了一套系统，能够将无人机探测设备的运行状况实时监控并显示在综合情况室内。这样，一旦发生紧急情况，可以迅速将信息传递给现场人员，以便他们能够立即采取行动。基于政府的反恐活动基本计划，通过采取预防性恐怖预防措施、快速武力响应以及加强反恐能力等手段，有效地从源头上阻断了恐怖威胁。

在这次活动中，韩国政府采取了多项措施作为防止暴力极端主义的国家行动计划的一部分，以应对无人机恐怖袭击这一新型恐怖威胁。通常，无人机恐怖袭击能够在严格的安保措施下轻易渗透，它们能够避开地面人员和车辆的检查与搜索，直接对目标进行攻击，使得预防工作变得复杂且困难。此外，由于无人机的使用成本相对较低，它们常常成为恐怖组织攻击多用途设施和国际活动的理想工具。

因此，冬奥会组织委员会不仅在主要设施上空划定了临时禁飞区，还实施了24小时的现场监控和快速反应小组的部署。同时，通过利用引进的无人机和设备，进行了多次反恐联合训练，确保了活动的顺利和安全。

然而，由于这是韩国首次在国际大会中应用反无人机系统，技术上也暴露了一些设备的弱点。特别是为了对付渗透无人机而准备的“杀手无人机”，在准备飞行的过程中耗费时间，难以实现快速响应，而且在夜间难以准确定位无人机的位置和方向，这在实际操作中几乎是不可能的。此外，由于电池性能的限制，捕获用无人机的飞行本身就可能存在风险，这也暴露了系统的局限性。

尽管通过设置地理围栏区域，并利用机体上探测到的GPS限制了特定制造商生产的无人机的飞行，但这种方法仅适用于特定制造商的产品，存在一定的局限性。

最后，尽管韩国使用的反无人机系统包括了能够阻断电波的干扰器、攻击用的“杀手无人机”、霰弹枪等设备，但在探测和识别设备方面，无论是技术还是规模，都显示出了相对脆弱的一面。这些经验教训为未来的反无人机系统的研发和部署提供了宝贵的参考。

平昌奥运会反恐及反无人机系统

图中文字翻译如下：

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