齐成山 邹源 刘琦 张辉 江诗宏

摘 要：峡谷高边坡水电站是保障工业、民用用电等重要能源生产供给的重要设施，通常拥有较大的工程规模，水库总库容较大。作为电力反恐的重要目标，峡谷高边坡水电站有必要通过多维空间、多种手段的探测预警，对低空飞行器进行严密监视、全程跟踪并自动引导电磁打击，实现低空飞行器的驱离、迫降。

关键词：低空飞行器;峡谷高边坡水电站;探测;干扰

中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）07-0030-02

0引言

近年来，随着消费级无人机的快速发展和国民物质生活水平的不断提高，无人机等低空飞行器应用作为一个新兴行业，使用规模日益扩大、应用领域也不断拓展。但随着无人机等低空飞行器的广泛应用，也随之对水电站带来了较大的安全威胁。

低空飞行器探测及干扰系统（Low Altitude Aircraft Detection and Interference System）主要针对低空飞行器监管难度大、安全系数低等问题，设计的全自动、全天时的新型无人机反制系统[1]，是集探测、跟踪、反制、管理功能于一体的低空空域监管系统，通过多维空间、多种手段的探测预警，对低空飞行器进行严密监视、全程跟踪并自动引导电磁打击，实现飞行器驱离、迫降，有效解决低空飞行器引发的反恐安全问题，以及对低空飞行器监管薄弱导致的安全隐患。

1研究与应用现状

峡谷高边坡水电站是保障工业、民用用电等重要能源生产供给的重要设施，其通常拥有较大的工程规模，水库总库容较大，按照《电力行业反恐怖防范标准（试行）》重要目标分类标准，部分峡谷高边坡水电站为重要目标。峡谷高边坡水电站有必要采取综合管控措施对低空飞行器进行监测、排除。

峡谷高边坡水电站通常位于高山峡谷中，区域跨度大，海拔高度差大。低空飞行器探测及干扰系统包括多个站址建设、监控站与控制中心建设并配套手持式压制设备。其中监控站建设含有低空飞行器探测设备、干扰压制设备、通信设备、环境监控设备及安装、调试、维护等;控制中心应含有工作站、应用处理服务器、数据库服务器及安装、调试、维护等。

峡谷高边坡水电站通常地处高山斜坡地带。通过技术设施建设，在峡谷高边坡水电站中建成覆盖电站内上下游、大坝、出线场等重要部位，技术先进，布局合理，功能齐全，可靠高效的无人机综合管控网，提供动态、准确、全面的频谱监测功能，具备全方位无人机综合管控能力，实现区域无人机预警、区域保护、区域无人机航迹估计、区域电磁态势综合显示。

2低空飞行器探测及干扰系统硬件技术

峡谷高边坡水电站低空飞行器探测及干扰系统硬件设备主要由监控站和控制中心组成，根据《电力行业反恐怖防范标准（试行）（水电工程部分）》（2018版），峡谷高边坡水电站覆盖的重点区域相对集中，主要集中在大坝和其两侧、下游保卫区域至大坝、上游保卫区域至大坝。根据工信部（2015）75号标准，840.5～845MHz、1430～1444MHz和2408～2440MHz频段用于无人驾驶航空器系统。峡谷高边坡水电站低空飞行器探测及干扰系统包含了上述频段并扩展频率至更大范围，实现低空飞行器频段全覆盖。结合坝区地形对监控站合理布局在控制中心统一协同调度下形成集探测、跟踪、反制、管理功能于一体的低空空域监管系统，通过多维空间、多种手段的探测预警，对低空飞行器进行严密监视、全程跟踪并自动引导电磁干扰，保护出线场、大坝等重要设施，保障坝区正常的生产安全。

低空飞行器探测及干扰系统在峡谷高边坡水电站区域应采用有源与无源多波段双模探测，其探测能力强。峡谷高边坡水电站区域低空飞行器探测及干扰系统所选用技术指标均应不低于《军用地面雷达通用规范》（GJB74A-1998），峡谷高边坡水电站区域的低空飞行器探测及干扰系统通过对网内无源探测设备、有源探测设备采集的目标信息进行融合和筛选，全向360°无死角，探测范围广。无源探测设备通过探测、搜索、截获地域内的无线电信号，并对该无线电信号进行分析、识别并获取其技术参数、工作特征和辐射位置等信息来判别和跟踪无人机，其采用的垂直极化可有效避免极化损失。有源探测设备利用飞行目标的电磁波反射特性，通过发射电磁波并对目标反射的电磁波信号进行处理，得到目标的精确距离、方位角、俯仰角、速度、反射强度等信息以及跟踪目标的航迹信息，其采用的Ku波段处于10GHz以上频段，通常地面微波、甚高频、高频、广播电视对其无法造成干扰。

峡谷高边坡水电站区域低空飞行器探测及干扰系统通过多个系统相互支持，从而实现对目标低空飞行器的精准打击。在某水电站的峡谷不同高程边坡上分别布置多套低空飞行器干扰探测设备，其中包含多个双站融合，覆盖河道内空域及覆盖河道水面以上不同海拔高度空域。如图1所示。通过无源探测设备扫描发现无人机信号并将相关参数传输至控制中心，同时采用支持扇区扫描和圆周扫描的有源三坐标雷达以获得目标参数并自动传输至控制中心。对低空飞行器目标进行支持光学和数字变焦的光学成像并自动将图像传输至控制中心[2]，剔除虚假警告，形成低空飞行器的探测和告警信息，并进行威胁等级判定，引导网内光电监视设备对低空飞行器进行实时跟踪拍照、录像，按预先设定的处置预案引导干扰压制设备进行干扰压制，通过设备方位角、俯仰角可设置的电磁信号辐射低空飞行器，干扰低空飞行器信号，排除无人机威胁。

3低空飞行器探测及干扰系统软件技术

峡谷高边坡水电站区域覆盖面积较大，区域内通信基站较多。其低空飞行器探测及干扰系统软件在系统工作时不能干扰附近通信基站的正常工作，实现低空空域监视和管理功能，在提前设定的低空保護区域范围地图背景上实时显示管控区域的目标态势，依据提前制定管制策略和预案对不同威胁等级形成不同的应对措施和处置步聚。如图2所示，系统自动完成探测目标并自动进行压制处置，保证低虚警和高检测率[3]。除具有自动管控功能外，也可人工设置指定监控站的工作模式和参数，实时显示采集的低空飞行器数据，人工完成对目标的辨识和判定、启动压制设备实施干扰。同时也可人工设置指定监控站的工作模式和参数，实时显示采集的低空飞行器数据，人工完成对目标的辨识和判定、启动压制设备实施干扰。系统还可以采用手持式压制设备对无人机进行压制，实现对低空飞行器的定向准确打击。峡谷高边坡水电站低空飞行器探测及干扰系统还要具备检索系统记录的数据并回放的功能。

4優势分析及展望

低空飞行器探测及干扰系统采用主动介入干预的方式对低空飞行器进行有效管控，管控手段更加直接有效，其拥有更多的优势。

（1）峡谷高边坡水电站区域低空飞行器探测及干扰系统采用成熟、主流的设备构建系统，系统建设充分利用当前最新的雷达、无线电侦测、光电、无线电干扰等技术，充分兼顾需求的不断变化，其针对峡谷高边坡水电站的实际应用环境，通过三防设计和电磁兼容设计，确保整个系统长期稳定运行;

（2）峡谷高边坡水电站区域低空飞行器探测及干扰系统的设计突出应用，以现实需求为导向，以有效应用为核心，综合使用多种探测技术，构建分层次的综合探测系统，确保系统能有效服务于日常工作需要，其整体配置性能高，但建设成本和投入相对较低;

（3）峡谷高边坡水电站区域低空飞行器探测及干扰系统采用模块化设计，具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，能为其他系统提供接口，不断扩展系统功能。

因此，在低空飞行器日益普遍、反恐需求越来越高的时代，更快速、更高精度，更加便捷的低空飞行器探测及干扰系统在峡谷高边坡水电站区域将会得到更加重要和更加广泛的使用。

5结语

低空探测及干扰系统能基本满足峡谷高边坡水电站区域重要设施的防御和保护功能。具备上述硬件与软件技术的低空飞行器探测及干扰系统是一种对峡谷高边坡水电站周边其他通信设备干扰较小的干扰方式，对低空飞行器设备本身几乎无损坏，仅影响其飞行途径和悬停位置，从而实现快速打击，是适合于峡谷高边坡水电站低空空域保障的较好方式之一，能有力保证峡谷高边坡水电站区域重要设施安全。低空飞行器探测及干扰系统技术快速智能化发展，在峡谷高边坡水电站区域安全保卫和反恐怖袭击等方面的应用逐步增多，既能有效减少峡谷高边坡水电站的巡查人工成本，提升探测和干扰的工作效率，又能大幅度降低误报率、提高峡谷高边坡水电站枢纽的安全性。伴随低空飞行器探测及干扰技术在电力系统的迅猛发展，峡谷高边坡水电站低空飞行器探测及干扰系统将对电力系统的空域安全保卫起到十分重要的作用。

参考文献

[1] 高永.一种有效的无人机反制系统[J].信息通信，2017（3）：148-150.

[2] 王克.浅谈对无人机的干扰与反制[J].中国无线电，2017（11）：59-60.

[3] 高峰，唐小兵.浅谈机场空域无人机入侵的探测[J].科技视界，2017（14）：79.

Research and Application of  Low Altitude Aircraft Detection

and Interference System in High Slope of  the Canyon of  Hydropower Station

QI Cheng-shan，ZOU Yuan，LIU Qi，ZHANG Hui，JIANG Shi-hong

（Xiluodu Hydropower Plant， Yongshan  Yunnan  657300）

Abstact：Hydropower Station in the high slope of the canyon is an important facility to ensure the production and supply of important energy sources such as industry and civil power. It usually has a large project scale and a large reservoir capacity. As an important target of electric counter-terrorism， it is necessary for the canyon high skew slope hydropower station to conduct multi-dimensional space and multiple means of detection and early warning to closely monitor， track and automatically guide the electromagnetic strike of the low-altitude aircraft to achieve the evacuation and forced landing of the low-altitude aircraft.

Key words：low-altitude aircraft;high slope of the canyon of hydropower station;detection;interference