一种高集成化反无人机系统及方法 |
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| 申请号 | CN201910791683.X | 申请日 | 2019-08-26 | 公开(公告)号 | CN110530209B | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 中国航天系统科学与工程研究院; | 发明人 | 李宗华; 谢平; 刘大鹏; 王瑞; 顔益安; 肖楠; 徐春云; 孙黎明; 潘柏臣; 黎雨楠; | ||||
| 摘要 | 一种高集成化反无人机系统及方法，属于反无人机技术领域。本 发明 克服各个设备之间的 坐标系 不统一问题及设备之间的遮挡问题，设计了一种集指挥控制、雷达、光电、无线电侦测、压制干扰和导航诱骗设备于一体的高集成度车载/固定架设的反无人机系统，包括伺服转台、雷达设备、指挥控制系统设备、无线电侦测设备、光电设备、导航诱骗设备、压制干扰设备。本发明具有功能全、体积小、操作简单、可靠性高等许多优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高集成化反无人机系统，其特征在于：包括伺服转台(3)、雷达设备(4)、指挥控制系统设备(5)、无线电侦测设备(6)、光电设备(8)、导航诱骗设备(9)、压制干扰设备(10)； |
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| 说明书全文 | 一种高集成化反无人机系统及方法技术领域[0001] 本发明涉及一种高集成化反无人机系统及方法，属于反无人机技术领域。 背景技术[0002] 随着无人机技术的快速发展，无人机不仅在军事领域发挥着重要作用，在民用领域也得到了广泛应用。然而，随着使用难度的不断降低，无人机在给人们生产生活带来巨大便利的同时，其“黑飞”与滥用也给国家、社会和人民造成了安全危害。 [0003] 目前，反无人机系统装备多由探测跟踪识别设备、拦截处置设备以及指挥控制中心组成。探测跟踪识别设备主要包括雷达设备、光电设备和无线电侦测设备；拦截处置设备主要包括压制干扰和导航诱骗设备；指挥控制系统主要包括工控机、交换机、显示器、键盘及指挥控制软件，以实现多传感器数据融合、态势评估、指挥控制和综合显示。反无人机系统多为车载或固定架设。当车载架设时，由于车载平台体积所限，难以同时在同一辆底盘上架设雷达、光电、无线电侦测设备、压制干扰及导航诱骗设备，且相互之间无遮挡；当固定架设时，虽然空间够大，各个设备也可实现分离架设，但各个设备之间坐标系不统一，为了实现准确的探测与处置，必须将各设备的坐标系进行统一，该项工作复杂且只要设备移位就需要重新进行坐标系统一。 [0004] 目前大多数的反无人机设备多分立式架设，此结构虽然能实现反无人机的效果，但是由于存在设备之间的遮挡，必然存在某一个或多个角度范围内无法对无人机进行有效的探测跟踪识别或处置。 发明内容[0005] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高集成化反无人机系统及方法，针对各个设备之间的坐标系不统一问题及设备之间的遮挡问题，设计了一种集指挥控制、雷达、光电、无线电侦测、压制干扰和导航诱骗设备于一体的高集成度车载/固定架设的反无人机系统非常必要，该系统具有功能全、体积小、操作简单、可靠性高等许多优点。 [0006] 本发明的技术解决方案是：一种高集成化反无人机系统，包括伺服转台、雷达设备、指挥控制系统设备、无线电侦测设备、光电设备、导航诱骗设备、压制干扰设备； [0007] 所述无线电侦测设备用于探测目标，将探测到的目标先验信息发送给指挥控制系统设备； [0008] 所述雷达设备、光电设备、导航诱骗设备和压制干扰设备均安装在伺服转台上；所述雷达设备根据目标先验信息实时跟踪并测量目标的距离、方位、运动速度和俯仰角，并将探测到的目标信息实时输出至指挥控制系统设备； [0009] 所述指挥控制系统设备接收并处理目标先验信息，根据目标先验信息控制雷达设备进行二次探测，根据雷达设备探测到的目标信息控制伺服转台旋转运动，使光电设备、导航诱骗设备和压制干扰设备朝向目标，同时控制光电设备对目标进行识别和定位，根据识别和定位的目标控制导航诱骗设备向目标发送导航诱骗信号，根据识别和定位的目标控制压制干扰设备发送相应的干扰信号，完成反目标任务。 [0010] 进一步地，所述雷达设备安装在伺服转台的上部，所述光电设备、导航诱骗设备和压制干扰设备根据各自重量安装在伺服转台的两侧，使得两侧的重量差最小。 [0011] 进一步地，所述光电设备和导航诱骗设备安装在伺服转台的一侧，压制干扰设备安装在伺服转台的另一侧。 [0012] 进一步地，所述伺服转台包括本体方位旋转台、上部方位旋转台和侧俯仰旋转台；所述本体方位旋转台用于雷达设备、光电设备、导航诱骗设备和压制干扰设备在水平方向上转动；所述雷达设备安装在上部方位旋转台上，所述上部方位旋转台的旋转方向与本体方位旋转台的旋转方向相反，速度相同，用于实现雷达设备的朝向保持不变；所述侧俯仰旋转台用于调整光电设备、导航诱骗设备和压制干扰设备的朝向。 [0013] 进一步地，还包括倒伏机构；所述伺服转台安装在倒伏机构上，所述倒伏机构实现伺服转台与地面0～90°之间任意角度的固定。 [0014] 进一步地，还包括电动升降杆；所述无线电侦测设备安装在电动升降杆上，在电动升降杆升起时，扩大了无线电侦测设备的探测范围；在电动升降杆降落时，减小收纳体积。 [0016] 进一步地，还包括给伺服转台、雷达设备、指挥控制系统设备、无线电侦测设备、光电设备、导航诱骗设备和压制干扰设备提供电源的电源设备；所述电源设备为位于机动车辆发动机舱内的取力发电源，所述取力发电源在机动车辆移动时将机动车辆发动机的动能转化为电能存储。 [0018] 一种根据所述的一种高集成化反无人机系统实现的反无人机方法，包括如下步骤： [0019] 对目标探测； [0020] 根据探测到的目标信息控制伺服转台旋转运动，使光电设备、导航诱骗设备和压制干扰设备朝向目标，同时控制光电设备对目标进行识别和定位，根据识别和定位的目标控制导航诱骗设备向目标发送导航诱骗信号，根据识别和定位的目标控制压制干扰设备发送相应的干扰信号，使其不能正常工作，完成反目标任务。 [0021] 本发明与现有技术相比的优点在于： [0022] (1)本发明采用一体化结构设计，综合集成了反无人机常用的探测手段(雷达、光电、无线电侦测)及处置手段(压制干扰、导航诱骗)，集成化程度高，功能全；同时，本发明结构紧凑，各设备之间连接简单，结构零部件技术可靠，整体可靠性较高。 [0023] (2)本发明结构可实现从小到大所有重量的方位机扫俯仰相扫雷达、一体化光电设备、一体化导航诱骗设备及一体化压制干扰设备的安装，通过架设在旁边的无线电侦测设备一起组成了完整的反无人机系统，与现有技术中各设备分立式安装相比，可成倍节省空间及安装时间，同时集成化设计可成倍减轻系统总重。 [0024] (3)本发明结构若作为车载使用时，可在转台下方增加倒伏机构，实现转台及转台上装的所有设备(雷达、光电、压制干扰、导航诱骗)的一键倒伏，可大大减小系统架设时间，操作简单，便于快速部署。附图说明 [0025] 图1为本发明结构简图(车载工作状态下主视图)； [0026] 图2为本发明结构简图(车载工作状态下左视图)； [0027] 图3为本发明结构简图(车载收拢状态下主视图)； [0028] 图4为本发明结构简图(车载收拢状态下左视图)； [0029] 图5为本发明结构简图(固定架设工作状态下)； [0030] 图6为本发明伺服转台结构简图； [0031] 图中，1‑机动车辆；2‑倒伏机构；3‑伺服转台、31‑本体方位旋转台、32‑侧俯仰旋转台、33‑上部方位旋转台；4‑雷达设备；5‑指挥控制系统设备；6‑无线电侦测设备；7‑电动升降杆；8‑光电设备；9‑导航诱骗设备；10‑压制干扰设备。 具体实施方式[0032] 下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。 [0033] 实施例一 [0034] 如图1、2、3、4所示，本发明一种高集成化的反无人机系统，包括机动车辆1、伺服转台倒伏机构2、伺服转台3、雷达设备4、指挥控制系统设备5、无线电侦测6、电动升降杆7、光电设备8、导航诱骗设备9、压制干扰设备10、本体方位旋转台31、侧俯仰旋转台32、上部方位旋转台33。 [0035] 无线电侦测设备6用于探测目标，将探测到的目标先验信息发送给指挥控制系统设备5；所述雷达设备4、光电设备8、导航诱骗设备9和压制干扰设备10均安装在伺服转台3上；所述雷达设备4根据目标先验信息实时跟踪并测量目标的距离、方位、运动速度和俯仰角，并将探测到的目标信息实时输出至指挥控制系统设备5；指挥控制系统设备5接收并处理目标先验信息，根据目标先验信息控制雷达设备4进行二次探测，根据雷达设备4探测到的目标信息控制伺服转台3旋转运动，使光电设备8、导航诱骗设备9和压制干扰设备10朝向目标，同时控制光电设备8对目标进行识别和定位，根据识别和定位的目标控制导航诱骗设备9向目标发送导航诱骗信号，根据识别和定位的目标控制压制干扰设备10发送相应的干扰信号，完成反目标任务。所述反目标任务为反制目标无人机的任务。 [0036] 雷达设备4安装在伺服转台3的上部，所述光电设备8、导航诱骗设备9和压制干扰设备10根据各自重量安装在伺服转台3的两侧，使得两侧的重量差最小。光电设备8和导航诱骗设备9安装在伺服转台3的一侧，压制干扰设备10安装在伺服转台3的另一侧。 [0037] 机动车辆1包括原装的4个座椅、后备箱内的标准机柜及车身后侧左右侧壁上的电源壁盒和信号壁盒，驾驶室后面后备箱内放置一组33U的19英寸标准机柜，机柜里面放置计算机主机、交换机、转台控制机柜、转台供电箱、整车配电箱、取力发电控制机箱、电动升降杆机箱等，伺服转台倒伏机构2及电动升降杆7与机动车辆1固连，伺服转台3通过螺栓与伺服转台倒伏机构2相连，指挥控制系统设备5包括计算机主机、交换机及安装在驾驶室第一排座椅后面的键盘鼠标及显示器等。 [0038] 伺服转台3包括本体方位旋转台31、上部方位旋转台33和侧俯仰旋转台32；所述本体方位旋转台31用于雷达设备4、光电设备8、导航诱骗设备9和压制干扰设备10在水平方向上转动；所述雷达设备4安装在上部方位旋转台33上，所述上部方位旋转台33的旋转方向与本体方位旋转台31的旋转方向相反，速度相同，用于实现雷达设备4的朝向保持不变；所述侧俯仰旋转台32用于调整光电设备8、导航诱骗设备9和压制干扰设备10的朝向。具体地，伺服转台3包括本体方位旋转台31、侧俯仰旋转台32及上部方位旋转台33，雷达设备4通过螺栓与上部方位旋转台33连接，光电设备8通过螺栓与导航诱骗设备9固连为一体后通过螺栓与侧俯仰旋转台32相连，压制干扰设备10通过螺栓与上部方位旋转台33相连，电动升降杆7下方通过焊接与机动车辆1固连，无线电侦测6通过螺栓与电动升降杆7上方的法兰盘相连。 [0039] 本发明还包括倒伏机构2；所述伺服转台3安装在倒伏机构2上，所述倒伏机构2实现伺服转台3与地面0～90°之间任意角度的固定。 [0040] 本发明还包括机动车辆1；所述伺服转台3和指挥控制系统设备5位于机动车辆1上。 [0041] 电源设备为位于机动车辆1发动机舱内的取力发电源，所述取力发电源在机动车辆1移动时将机动车辆1发动机的动能转化为电能存储。 [0042] 图3、4所示为行车状态，当车辆到达阵地时，先将车辆停稳，取出接地线缆一头连接电源壁盒的接地柱、一头通过接地杵与大地相连，系统可采用底盘取力发电及市电供电两种方式供电，两种供电方式操作步骤大致相同，下面以底盘取力发电供电方式介绍；打开底盘取力发电机控制箱，系统配电箱供电开关转向底盘取力供电，整车即可通电，随后依次打开总电源及所需的任务设备空开即可给各个设备上电；采用电动调平支腿或底盘油气悬挂将车身调平至雷达设备正常工作要求，操作人员通过车厢后部的爬梯爬至车顶，先将固定倒伏机构的锁紧装置打开，给倒伏机构2上电，操作倒伏机构手柄的一键起竖开关，倒伏机构即可将伺服转台3及转台上装的所有设备(雷达4、光电设备8、导航诱骗设备9、压制干扰设备10)竖起至竖直状态，倒伏机构可实现任意0～90°的旋转，且可在任意角度位置停止；给电动升降杆7上电，操作电动升降杆7的操作手柄，按下一键升起按键，电动升降杆7将无线电侦测6升起，此时即完成了系统设备的展开(如图1、2所示状态)；各个上装设备通过RJ45网络接口接入交换机，指挥控制系统设备5的计算机主机与交换机相连，即可直接通过网络接口读取各任务设备(伺服转台3、雷达设备4、无线电侦测设备6、光电设备8、导航诱骗设备9、压制干扰设备10)状态并控制各设备正常工作；所有任务设备的零位均为车头方向，当车辆停稳并正常供电后，打开寻北仪或差分定位仪器(车头方向为零位)，测量出车头方向与正北方向的夹角，并将该角度下发至雷达设备4、伺服转台3及无线电侦测6，至此完成了各设备的静态标校，即可实现对无人机目标的探测跟踪识别及处置；当系统工作完毕后，依次操作电动升降杆7、倒伏机构2及电动调平支腿控制手柄，将系统恢复至行车收拢状态(如图3、4所示状态)；至此即完成了系统完整的展开、正常工作及撤收。 [0043] 实施例二 [0044] 如图5所示，本发明一种高集成化的反无人机系统，同样可适用于固定架设，即将伺服转台3即电动升降杆7直接与地面固连，供电方式可采用市电或油机发电供电，各任务设备(伺服转台3、雷达设备4、无线电侦测设备6、光电设备8、导航诱骗设备9、压制干扰设备10)通过RJ45网络接口或光纤或移动通信等方式与指挥控制中心机房内的计算机相连，计算机即可实现对各任务设备的状态读取、指令下发及接收设备上报信息等，固定架设时由于位置固定，可在首次架设好之后将伺服转台3与电动升降杆7通过坐标系转换进行坐标系的统一，至此全系统即可正常工作。 [0045] 如图6所示，伺服转台及上装设备(雷达设备、光电设备、压制干扰设备、导航诱骗设备)，本体方位旋转台可实现圆周360°连续旋转，侧俯仰旋转台可实现俯仰轴的‑14°～128°旋转，俯仰轴上方位可实现圆周360°连续旋转，且可根据下方位运动情况作出与下方位方向相反、速度及加速度大小相等、旋转角度大小一致的反向运动，以保持雷达设备的方位轴零度不变。 [0046] 一种高集成化反无人机方法，包括如下步骤： [0047] 对目标探测； [0048] 根据探测到的目标信息控制伺服转台3旋转运动，使光电设备8、导航诱骗设备9和压制干扰设备10朝向目标，同时控制光电设备8对目标进行识别和定位，根据识别和定位的目标控制导航诱骗设备9向目标发送导航诱骗信号，根据识别和定位的目标控制压制干扰设备10发送相应的干扰信号，使其不能正常工作，完成反目标任务。 |
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