一种反无人机防御系统及防御方法
阅读说明：本技术 一种反无人机防御系统及防御方法 (Anti-unmanned aerial vehicle defense system and defense method ) 是由 杨顺中 黄德庆 庹季胜 于 2021-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种反无人机防御系统及防御方法,防御系统包括与指挥主机相连的射频装置、雷达和光电跟踪仪；防御方法包括如下步骤：1)雷达和光电跟踪仪探测无人机的位置并将数据反馈至指挥主机；2)指挥主机对雷达和光电跟踪仪反馈的数据进行处理得到无人机的位置信息；3)指挥主机根据无人机的位置信息控制射频装置向无人机发射干扰信号。本发明中,防御方法基于防御系统实现,针对不同距离分别采用雷达和光电跟踪仪来确定无人机的位置,以提高精确度并通过干扰单元实现定向打击；在使用光电跟踪仪时,通过先设定的补偿参数对无人机的位置信息进行修正,以进一步提高探测的精准度；两种探测工具灵活切换,场景受限小,精准度高。(The invention relates to a defense system and a defense method for an anti-unmanned aerial vehicle, wherein the defense system comprises a radio frequency device, a radar and a photoelectric tracker which are connected with a command host; the defense method comprises the following steps: 1) the radar and the photoelectric tracker detect the position of the unmanned aerial vehicle and feed back data to the command host; 2) the command host machine processes data fed back by the radar and the photoelectric tracker to obtain position information of the unmanned aerial vehicle; 3) and the command host controls the radio frequency device to transmit an interference signal to the unmanned aerial vehicle according to the position information of the unmanned aerial vehicle. In the invention, the defense method is realized based on a defense system, and the position of the unmanned aerial vehicle is determined by adopting a radar and a photoelectric tracker aiming at different distances so as to improve the accuracy and realize directional attack through an interference unit; when the photoelectric tracker is used, the position information of the unmanned aerial vehicle is corrected through the preset compensation parameters so as to further improve the detection accuracy; two kinds of detection instrument are nimble to be switched, and the scene is limited for a short time, and the precision is high.)
技术领域
本发明属于反无人机防御的技术领域，具体涉及一种反无人机防御系统及防御方法。
背景技术
近年来，随着无人机相关技术的迅速发展，市场上的无人机数量呈爆发式增长，然而，由于空域管理制度的不完善和无人机管理的不健全，无人机“乱飞”和“黑飞”等现象日益严重，与无人机相关的恶劣事件也不断进人人们的视野，比如干扰民航飞行、干扰救火行动、高空坠落、无人机犯罪等。
因此需要快速完善空域管理和无人机管理办法，空域管理基于无人机探测设备获取无人机的运动信息，当无人机进入或靠近禁飞空域时，对无人机进行干扰或拦截；因此准确获取无人机的运动信息是空域管理的首要前提；目前，无人机探测设备一般基于激光扫描探测、红外探测、雷达探测和频谱侦测探测等，其中，激光扫描探测受激光设备的影响，可探测的空域范围有限，例如[白玉茹；用于低慢小目标探测与识别的激光谐振扫描技术研究[D]；哈尔滨工业大学；2019年]中涉及的用于低慢小目标探测与识别的激光谐振扫描技术；红外探测由于实际场景复杂，单一波段红外探测容易受到较大的限制，探测率较低，例如[李震.低小慢目标光电探测技术研究[D].]提出了一种红外低小慢目标的探测方法；传统的雷达探测由于雷达反射面积小，对无人机的探测存在精度不足，容易丢失的缺点，已不能满足实际使用要求；而频谱侦测探测在城区受干扰影响较为严重。
因此需要提出一种可迅速并准确定位无人机的方法，基于无人机的准确位置对无人机进行干扰打击，对无人机的 “乱飞”进行有效防御，以提高空域管理的可靠性。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种反无人机防御系统及防御方法，解决目前对无人机的位置探测存在受限严重、精度差的问题，取得准确获取无人机位置并进行有效防御的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种反无人机防御系统，包括干扰单元和探测单元，干扰单元包括射频装置，探测单元包括雷达和光电跟踪仪；
射频装置、雷达和光电跟踪仪均与指挥主机相连，雷达和光电跟踪仪用于探测无人机的位置，指挥主机用于处理雷达和光电跟踪仪反馈的数据以及控制射频装置运行，射频装置用于向无人机发射干扰信号。
本发明还涉及一种反无人机防御方法，使用上述防御系统，包括如下步骤：
1）雷达和光电跟踪仪探测无人机的位置并将数据反馈至指挥主机；
2）指挥主机对雷达和光电跟踪仪反馈的数据进行处理得到无人机的位置信息；
3）指挥主机根据无人机的位置信息控制射频装置向无人机发射干扰信号。
进一步地，无人机的位置信息包括距离、方位角和俯仰角。
进一步地，步骤2）中，指挥主机先根据雷达反馈的数据判断无人机的距离是否大于3km；
当无人机的距离大于3km时，指挥主机对雷达反馈的数据进行处理得到无人机的位置信息；
当无人机的距离小于3km时，指挥主机对光电跟踪仪反馈的数据进行处理得到无人机的位置信息。
进一步地，在步骤1）之前，还包括步骤0）在指挥主机中设定无人机位置的补偿参数；
在步骤2)中，当无人机的距离小于3km时，指挥主机对光电跟踪仪反馈的数据进行处理得到无人机的位置信息，并对无人机的位置信息进行修正。
进一步地，补偿参数包括方位角补偿参数和俯仰角补偿参数。
进一步地，步骤0）中设定无人机位置的方位角补偿参数包括如下子步骤：
00）操控试验无人机飞至防御系统的真北位置，指挥主机处理光电跟踪仪反馈的数据得到试验无人机的方位角K1；
01）重复步骤00）n次，得到试验无人机的方位角K1～Kn；
02）取K1～Kn的算术平均值Kˊ，在指挥主机中将-Kˊ设定为无人机位置的方位角补偿参数。
进一步地，步骤0）中设定无人机位置的俯仰角补偿参数包括如下子步骤：
03）将试验无人机置于水平面上，指挥主机处理光电跟踪仪反馈的数据得到试验无人机的俯仰角E1；
04）重复步骤03）n次，得到试验无人机的俯仰角E1～En；
05）取E1～En的算术平均值Eˊ，在指挥主机中将-Eˊ设定为无人机位置的俯仰角补偿参数。
进一步地，在步骤2）中，对无人机的位置信息进行修正的处理如下：
指挥主机将方位角和方位角补偿参数的和作为最终的方位角，指挥主机将俯仰角和俯仰角补偿参数的和作为最终的俯仰角。
相比现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明中，防御方法基于防御系统实现，距离较远时，雷达的精准度较高，距离较近时，光电跟踪仪的精准度较高，因此防御系统针对不同距离分别使用雷达和光电跟踪仪来确定无人机的位置，以提高精确度并通过干扰单元实现定向打击；防御方法中在使用光电跟踪仪时，还先设定补偿参数，进一步提高在距离较近时，探测无人机的精准度；两种探测工具灵活切换，场景受限小，精准度高。
附图说明
图1为实施例的一种反无人机防御系统的连接图；
图2为实施例的一种反无人机防御方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
实施例：
请参见图1，一种反无人机防御系统，包括干扰单元和探测单元，干扰单元包括射频装置，探测单元包括雷达和光电跟踪仪；
射频装置、雷达和光电跟踪仪均与指挥主机相连，雷达和光电跟踪仪用于探测无人机的位置，指挥主机用于处理雷达和光电跟踪仪反馈的数据以及控制射频装置运行，射频装置用于向无人机发射干扰信号；实施时，射频装置、雷达、光电跟踪仪和指挥主机集中设置构成所述防御系统。
其中，为实现光电跟踪仪的镜头或探测端的朝向能够实时跟踪探测无人机，实施时，光电跟踪仪安装在转台上，转台采用伺服控制，且方位驱动和俯仰驱动均采用角度定位的方式，且使射频装置的发射端与光电跟踪仪的探测端一同转动；射频装置用于发射不同频段的干扰信号，以阻断无人机与操控设备和定位卫星的信号传输，从而对无人机进行驱赶或迫降。
本发明中，由于距离较远时，雷达的精准度较高，距离较近时，光电跟踪仪的精准度较高，因此防御系统针对不同距离分别使用雷达和光电跟踪仪来确定无人机的位置，以提高精确度并通过干扰单元实现定向打击。
请参见图2，本发明还涉及一种反无人机防御方法，使用上述防御系统，包括如下步骤：
0）在指挥主机中设定无人机位置的补偿参数，补偿参数包括方位角补偿参数和俯仰角补偿参数，设定无人机位置的方位角补偿参数包括如下子步骤：
00）操控试验无人机飞至防御系统的真北位置，通过光电跟踪仪得到试验无人机的方位角K1；
01）重复步骤00）n次，得到试验无人机的方位角K1～Kn；
02）取K1～Kn的算术平均值Kˊ，在指挥主机中将-Kˊ设定为无人机位置的方位角补偿参数；
设定无人机位置的俯仰角补偿参数包括如下子步骤：
03）将试验无人机置于水平面上，通过光电跟踪仪得到试验无人机的俯仰角E1；
04）重复步骤03）n次，得到试验无人机的俯仰角E1～En；
05）取E1～En的算术平均值Eˊ，在指挥主机中将-Eˊ设定为无人机位置的俯仰角补偿参数。
1）雷达和光电跟踪仪探测待打击无人机的位置并将数据反馈至指挥主机；
2）指挥主机对雷达和光电跟踪仪反馈的数据进行处理得到待打击无人机的位置信息；所述位置信息包括距离、方位角和俯仰角；
指挥主机先根据雷达反馈的数据判断待打击无人机的距离（即雷达与待打击无人机的距离，由于防御系统中各部分集中设置，所以也是待打击无人机与防御系统的距离）是否大于3km；
当待打击无人机的距离大于3km时，指挥主机对雷达反馈的数据进行处理得到待打击无人机的位置信息，指挥主机根据该位置信息控制射频装置向待打击无人机发射干扰信号；
当待打击无人机的距离小于3km时，指挥主机对光电跟踪仪反馈的数据进行处理得到待打击无人机的位置信息，并通过补偿参数对该位置信息进行修正得到修正后无人机的位置信息；修正后无人机的位置信息包括距离、最终的方位角和最终的俯仰角，指挥主机根据修正后无人机的位置信息控制射频装置向待打击无人机发射干扰信号；
对待打击无人机的位置信息进行修正的具体操作如下：指挥主机将方位角与方位角补偿参数的和作为最终的方位角，指挥主机将俯仰角与俯仰角补偿参数的和作为最终的俯仰角。
所述防御方法基于上述防御系统进行，针对不同距离采用雷达或光电跟踪仪的数据对无人机进行准确定位，然后通过射频装置对无人机进行干扰打击，当使用光电跟踪仪进行无人机位置探测时，还对探测结果进行位置参数补偿，进一步提高探测的准确性。进行反无人机防御，重点就是首先要准确迅速地发现无人机，并准确定位，然后才能对无人机进行压制，本发明较好地解决了这个问题，将本发明所述防御系统安设于禁飞空域的对应区域或安设于“黑飞”、“乱飞”现象频发的区域，就可以有效对无人机的恶劣事件进行有效打击，对于空域管理和无人机管理的完善都有较大帮助。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。