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有哪些方法可以击落无人机?

采用遥控的无人机容易受到电子干扰的攻击,强力干扰或者欺骗干扰都可以使得遥控信道受阻,无人机失控。在理论上,可以用伪造信号把敌人无人机诱骗降落或者反戈一击,在数字通信和加密技术高度发达的今天,这在技术上非常困难,但使得无人机失控还是可能的。在技术上,遥控失灵的时候可以自动切换到程序控制,也就是按照预定路由点自动飞往下一个待命点,或者直接返航。路由点导航需要GPS或者惯性导航。

GPS用卫星精确授时加星座坐标提供精确导航数据,GPS有军用码和民用码,加密的军用码更加精确,不加密的民用码对所有人开放使用。和精确的地图配合使用时,民用的车载GPS在已知道路上使用可以精确到米级,军用级GPS则可以在任意情况下达到米级甚至更高的精度。在技术上,压制GPS信号以干扰机载导航系统是可以做到的。惯性导航的核心是陀螺。传统的机械陀螺已经很少使用了,环形激光陀螺的精度高,成本低,已经得到大量使用。惯性导航的优点是完全自主,不需要任何外部信号,所以是核潜艇的主要导航手段,当然也在航空上大量使用。即使在GPS时代,也可以在GPS信号丢失或者受到严重干扰的时候用惯性导航接替。不过陀螺有漂移偏差,时间越长,累计偏差越大,通常定时用GPS信号加以修正,随时纠正漂移偏差。

即使像JDAM那样一次性使用的精确制导弹药也装备有环形激光陀螺,无人机不装环形激光陀螺是不可想象的,所以即使能成功地干扰遥控和GPS,也无法迫使无人机失控。在理论上,可以伪造GPS信号,把无人机骗下来或者反戈一击。但是且不说伪造GPS信号的难度,典型导航系统具有卡尔曼滤波,很容易辨别出不合理的突然变化。

昆虫无人机定点斩首
昆虫无人机定点斩首

卡尔曼滤波的理论在60年代建立,这是信号处理和自控技术中的一个里程碑,开创了预估-校正方法的理论框架。简单地说,卡尔曼滤波用一个数学模型根据不久前的过去和当前状态预估未来状态,然后再用实测值校正,以确保进一步预估的精确性。数学模型可以用理论计算或者经验数据建立,还可以通过统计方法确立实测值和预估值之差的合理范围,超过这个合理范围,就可以规定的概率确认实测值不可靠而应该抛弃,使信号处理和超常数据甄别超过了拍脑袋和凭经验的传统境界。当然,要是伪造信号的偏差足够轻柔地逐步增加,卡尔曼滤波也是可以骗过的。不过要把伪造的GPS信号“灌进”无人机不简单,干扰遥控信号也有同样的问题。

如果不能用伪造GPS或者遥控信号把无人机骗晕,也不能用强力干扰把无人机唬倒,还有用电磁杀伤的办法点穴。这就是传说中的电磁脉冲武器。对于全身披挂满电子玩意的无人机来说,使电子系统失能至少和用爆炸毁坏发动机或机体一样有效。

高功率微波可以损坏雷达和电子系统,这是理论物理学家早就预测的事实。在1945年6月16日的第一次核试验时,费米就指令将电子仪器进行电磁屏蔽,但很多测量仪器还是受到电磁冲击而信号饱和。60年代初,美国进行过几次空间核试验,试图确立空间核爆炸造成的电磁脉冲的影响,但物理学家低估了空间核爆造成的电磁脉冲的威力,几次试验测量仪器都达到饱和,根本无法得到有意义的读数。在大大扩展仪器量程并进行周密准备后,1962年7月8日,美国在中太平洋的约翰斯顿岛上空400公里的高空再次进行代号“海星”的空间核试验,140万吨当量的热核武器在空间产生的巨大火球像一个人造太阳,远在1450公里外的夏威夷透过云层都能看见强烈的闪亮。空间核爆在近地空间造成强烈的人造极光,远在南太平洋的新西兰海军正在作夜间反潜演习,明亮的夜空照亮了海面,蔚为奇观。

 

“海星”核爆产生的强大电磁脉冲使几乎所有测量仪器的读数饱和,夏威夷有至少300盏路灯损坏,众多防盗警报哇哇乱响,电话公司的微波接力站损坏,使库瓦伊岛和其他夏威夷岛屿的电话通信中断。

电磁脉冲使卫星上的太阳能电池板和电路损坏,三颗卫星立刻故障,一个月后7颗卫星故障,包括第一颗商用通信卫星Telstar,残余辐射的累计影响最终使几乎1/3的近地轨道卫星故障。苏联也哈萨克进行了类似的试验,其中184号试验在地下长途电缆中引起强大脉冲,造成卡拉甘达的一个电厂起火。

电磁攻击像射击一样,可以像狙击枪一样一击夺命,也可以像冲锋枪那样连续点射。短促脉冲可以使能量高度集中,威力足以毁伤经过电磁加固的军用电子系统或者工业电力设备;急促的点射则可以有效对付密集目标,或者在一击不中后补射,毕竟电磁攻击武器的定向天线也有瞄准问题,但能量密度要相应降低,适合对付无防护的办公室电脑和民用照明等无防护目标,对于无电磁加固的简单无人机也有足够的杀伤力。

电磁攻击对于无人机特别有效。越是高度自主的无人机越是依赖各种雷达,从导航雷达到火控雷达到无线电高度计,各种天线用于接收微弱的电磁回波,在本质上是电磁脉冲的放大装置,因此对于电磁攻击特别脆弱。即使没有天线,长导线本身就是良好的天线,所以电磁攻击对于无人机的控制电缆也十分有效。缺乏电磁屏蔽的电路板也是电磁攻击的良好目标。目标被击中的效果和遭到雷击相似,根据接收的能量不同,损坏可以从信号误码、信号饱和、电路元器件烧毁一直到设备受到强电流冲击而起火爆炸。

 

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