《反制无人机系统——一项多领域工作》
Sciendo网站发布了一篇名为《反制无人机系统——一项多领域工作》的论文，主要介绍了无人机和多领域反无人机现状。现笔者翻译整理如下，供读者学习参考。
图1：无人机的主要组成部分。
摘要
在过去的几十年里，无人机系统的激增改变了现代战场，反制这些廉价、灵活和消耗性系统的需求变得至关重要。无人机有多种尺寸和能力，与巡航导弹相比，较大的无人机可能会达到效果，而较小的系统在战场上机动以成功进行战术级打击时很难被探测到。因此，必须理解，应对这种威胁是一项共同的责任，方法必须是全面的，涵盖这一主题的广泛军事、民事和法律视角。此外，很明显，有必要采用多领域解决方案来消除无人机的威胁，各国应致力于实现共同原则和操作程序所赋予的技术互操作性和标准化。
1.介绍
无人机系统现在在北约行动中发挥着至关重要的作用，已发展成为情报的重要资产， 情报、监视与侦察（ISR）任务以及作战任务的重要资产。
然而，其他国家和非国家行为者，其中包括北约的公开敌人，一直在努力开发类似系统，以在空中领域获得优势。
与此同时，民用市场正专注于小型无人机，公众将其用于娱乐目的，这些飞行物体被称为商用现货无人机。商用现货无人机技术的最新迭代能够实现自主飞行到指定坐标，或者可以使用运营商的移动电话通过全球移动通信系统（GSM）网络进行远程控制。
反制无人机的“传统”措施是指挥与控制（C2）链路的电子干扰。GSM网络和自主飞行使干扰无效，因此需要一种新的方法来对抗这些新兴技术。
2.了解无人机的组成部分
为了应对无人机威胁，重要的我们必须看到更大的前景，而不仅仅是无人机。无人机根据其尺寸和任务由几个部件组成。小型无人机通常由操作员、遥控器、指挥和控制链路以及无人机本身，而一个更大的无人机系统还需要一个专门的陆基控制系统来发射和回收无人机。通常，它还需要一个任务控制单元来执行特定的操作。此外，这些系统可以使用基于空间的超视距（BLOS）通信进行数据链路和指挥控制。总之，除了无人机，这些系统还需要更多的物理基础设施，如集装箱、硬件/控制飞行和交战的软件，无人机越大，对陆基支持的需求就越大。
3.乌克兰冲突中的无人机
乌克兰战争不是“第一次无人机战争”。这不是无人机具有重要意义的最初冲突，也不是敌对双方首次使用无人机。然而，他们在乌克兰的部署标志着一个显著的转变。在军事对峙中从未如此广泛地使用无人机。
2014年乌克兰危机的观察结果之一是，俄罗斯以非常有效的方式利用无人机作为情报监视目标获取和侦察（ISTAR）资产。通过整合同一目标上空不同高度的多个传感平台，俄罗斯成功地提供了一个具有互补成像功能的实时瞄准系统，同时使火力单位保持在安全距离。还值得注意的是，俄罗斯在反无人机系统中非常有效地使用了电子战（EW）和网络战，因为乌克兰的少量无人机大多被干扰和击落。
2015年至2022年间，冲突双方在乌克兰东部进行堑壕战，增强了无人机的能力。俄罗斯开始将小型八旋翼直升机武器化，用它们投掷燃烧弹，但由于西方国家的制裁，俄罗斯无法掌握关键技术。另一方面，乌克兰最初使用商用无人机为迫击炮和火炮进行目标捕捉，但他们从西方的培训中受益匪浅，因此积累了大量经验，并投资和发展了无人机技术。
在乌克兰东部的抵抗运动中，民用无人机在确认敌人的位置和意图以及通过部署模拟武器对抗敌军进行破坏方面发挥着至关重要的作用。这些直接行动由于其快速的决策过程、无人机可靠的目标验证以及与已识别目标的即时接触而被证明是非常有效的。
根据开源情报机构Oryx的说法，从2022年2月24日到2023年9月13日，通过照片或视频证据证实，俄罗斯侦察和作战无人机在乌克兰损失了300架。在这些损失中，有183架Orlan-10无人机及其变种、38架Eleron无人机、38架Zala无人机、6架Orion无人机、六架Forpost无人机和其他几架无人机。
乌克兰武装部队总参谋部报告称，俄罗斯损失了4650架各类无人机。这包括许多伊朗制造的沙赫德无人机，以及可能的一些被俄罗斯武装部队广泛用于军事级武器的商用无人机。由于技术故障和人为失误，俄罗斯在乌克兰被占领区域上损失的无人机的确切数量仍不确定。此外，俄罗斯地区行政部门和志愿者提供的小型商用无人机，如DJI Mavic和其他无人机，损失的数量仍不清楚。
图2:捕获的Orlan-10干扰无人机
乌克兰无人机冲突的最新进展表明，俄罗斯正在使用沙赫德攻击无人机，也称为“神风特攻队”无人机，以人口中心和发电站为目标，旨在破坏乌克兰的电力和供暖供应。作为回应，乌克兰武装部队采取了各种反制措施，包括小武器射击、重机枪、便携式防空导弹和电子干扰装置，拦截这些无人机。然而，当无人机大规模部署或“成群”部署时，击落无人机就变得很有挑战性。
作为乌克兰战争的一般结论，我们可以说，当地的制空权已经成为过去，无人机的威胁现在处于最低的战术层面，因此反无人机的能力需要在最低的战术水平上部署。
4.反无人机——北约视角
北约国防部长于2019年2月批准了一项打击I类无人机的实用框架。2021年7月9日，根据“默许程序”（silence procedure），北约无人机工作组工作计划获得批准，旨在创建北约无人机理论。
其思想是将条令集中在作战层面，同时将战略和战术要素留给以下其他出版物。该学说将跨越部队保护和防空等多种职能之间的界限。
必须指出的是，北约的“一级反制理论”将确保与其他理论文件的联系和一致性；特别是反无人机资产与敌对、中立和友好行动（如防空行动和电磁行动）之间的互动/消除冲突。它还将考虑与北约综合防空和导弹防御系统（IAMD）的互动、互操作性和当局协调，特别是与地基防空和导弹国防系统（SBAMD）的能力。
2023年10月12日，在布鲁塞尔举行的国防部长会议上，北约盟国审议了实施北约新防御战略所需的后续行动。这包括部队的分配、新型能力的发展以及对指挥和控制结构的适应。因此，很明显，北约正准备在不久的将来采用反无人机学说。
北约不仅致力于制定一项理论，而且还专注于旨在提高技术互操作性和提高对抗无人机能力的演习。北约组织了反无人机系统技术互操作性演习（C-UAS TIE23），召集了军事、科学和工业专家，评估探测、识别和缓解无人机威胁的先进商业解决方案。大约70个系统和技术，包括传感器、效应器、干扰器和无人机，经历了现场测试。其目的是验证这些尖端解决方案能否快速连接并有效合作。此次演习由北约通信和信息局（NCI Agency）协调，并由荷兰国防部下属的反无人机联合核心组织主办。
图3：一架Autel Evo Max无人机和一架DJI Matrice四旋翼机在C-UAS TIE23演习中的通用动力陆地系统LAV700车辆上方飞行。
总之，北约在管理无人机威胁方面已经采取了重要步骤，该组织的首要目标是通过关注法律法规、使用警告标志和收集情报来进行预防。下一步是具备态势感知能力，能够探测、跟踪、分类和识别威胁。然后，它必须进入反应阶段，并能够威慑、击败摧毁或捕获。最后但同样重要的是，无人机威胁保护系统应该能够采取必要的事后行动，如恢复、利用或评估。未来的研究将包括纳入经过彻底测试和确认的实用无人机集成解决方案。一个隐含的目标是包括一系列建议，这些建议将被仔细审查，涉及无人机系统集成对各个方面的直接影响，如部队结构、决策过程、标准化、培训和人员专业化。此外，它将探讨这种整合如何有助于对抗对手的军事行动的集体效能，包括防御和进攻战略。
5.对抗无人机的多域方法
5.1防御性防空作战
地基防空和导弹防御（SBAMD）系统旨在保护资产免受空中目标、巡航导弹和弹道导弹的攻击。许多无人驾驶飞机与有人驾驶系统有相似之处，因此某些SBAMD系统可用于对抗无人机。然而，传统的防空系统有一定的局限性，尤其是在对抗小型系统时。目前的防空雷达传感器可以探测较小的无人机。然而，随着无人机体积的减小和航程的缩短，采用专门用于探测这些目标的专用传感器变得越来越实际和必要。此外，发射射频（RF）能量会增加SBAMD单元的脆弱性。
此外，SBAMD拦截弹，尤其是像“爱国者”和“萨德”这样的远程拦截弹价格昂贵，因此使用它们并不划算。
通过对传统反导系统使用情况的分析，我们可以说，有必要在传感器、效应器和指挥控制要求方面对SBAMD系统进行调整。未来的反坦克导弹系统必须更多地依靠被动传感器、机载传感器和更廉价的拦截器。
5.2进攻性防空作战
当我们计划如何对付无人机系统时，首先想到的是在飞行时将其击落。但如果我们能通过影响陆基系统的组件来阻止其发射呢？空中拦截(AI)行动可以实现这一目标。
空中拦截是指旨在转移、扰乱、延迟、削弱或摧毁对手军事能力的空中行动，然后再对其进行有效部署。这些行动通常在远距离进行，通常不需要将每项空中任务与友军的行动进行详细整合。
干扰或削弱无人机系统的任何组成部分，如发射和回收装置、地面控制站、通信设备、后勤和支持系统，最终将妨碍无人机系统的运行。
5.3.电磁作战
针对无人机系统的电子战（EW）积极措施包括干扰和诱骗。干扰是通过向无人机系统发射高能量来掩盖无线电频率控制或数据信号。至于诱骗，则是通过使用不同内容的信号操纵无人机系统的行为，并将其引向控制站，从而操纵无人机系统的行为。
图4：美国海军陆战队测试Dronekiller反无人机系统。
另一种已经测试过的方法是使用定向能武器系统，如高能激光、电磁脉冲和高功率微波系统。美国空军、海军、海军陆战队和陆军正在进行几个项目，涉及使用定向能武器。美国空军在美国大陆（OCONUS）以外的地区部署了一个15千瓦的车载反无人机系统，称为高能激光武器系统（HELWS）。HELWS旨在在几秒钟内快速探测并消除敌对或未经授权的无人机。此外，如HELWS的开发者雷神公司所述，当连接到发电机时，HELWS可以提供“几乎无限数量的射击”。
5.4网络空间作战
网络空间领域可划分为三个相互关联的主要层面：物理网络层、逻辑网络层和网络角色层。物理网络层包括用于数据处理、存储和传输的信息技术（IT）硬件、设备和网络基础设施。逻辑网络层由数据、操作系统、应用程序、网络操作和协议等相互关联但又抽象的元素组成。最后，网络角色层是通过使用在逻辑网络层中应用的规则从逻辑网络层抽象数据来创建的网络空间的视图，以开发对网络空间中的参与者或实体身份的数字表示的描述(网络角色)。
利用网络作战作为反无人机方法的使用重点不是空中的无人机，而是影响位于地面的系统组件。例如，一些网络行动可能以无人机操作员为目标。某些运营商可能会通过其社交媒体档案或电子邮件账户成为目标，以操纵其行为和选择，或将恶意软件渗透到无人机系统中。
另一种使用网络域作为反无人机的方法是试图破解或中断通信数据链路，并捕获或迫使飞行的无人机返回发射位置。随着5G网络的快速发展，而且未来的无人机威胁还将包括由人工智能控制的无人机群，应对这些挑战的唯一可行方法似乎属于网络领域。
5.5太空作战
一些无人机需要太空能力提供的特定服务。在这些服务中，我们可以从全球导航卫星系统（GNSS）和卫星通信（SATCOM）中识别天基无线电定位、导航和授时（PNT）。
对抗支持无人机的敌方太空资产的对策包括物理攻击和非物理攻击。物理对抗旨在使用反卫星导弹摧毁太空卫星或摧毁太空资产的地面站。
图5：米格-31BM“猎狐犬”飞机携带的武器已被确定为潜在的反卫星武器。
非物理攻击旨在通过干扰构成链路段的信号来破坏传输方式。这种干扰可以通过干扰或诱骗技术发生，通常持续时间有限。
北约在太空领域与潜在对手展开竞争，俄罗斯、伊朗和朝鲜已经开发或奠定了反太空武器的基础，因此在未来的冲突中，太空将充满争议。
6.结论
正如最近乌克兰冲突所表明的那样，无人机的威胁是非常实际的，因为它被广泛用于获取情报和对敌方领土进行深入打击。事实证明，它是一种多用途武器，与实际反制措施和造成的影响相比具有成本效益。
为了应对无人机系统的威胁，北约及其合作伙伴需要协调努力，以便取得成效。
与无人机系统作战的任务不仅仅属于空军。这场战斗必须涵盖空中、陆地、海上，特别是网络和太空等各个领域。
协调还必须在各个层面进行，首先是战略层面，需要采取机构间、军民、多国、政府一体化的方法。
然后，在行动层面，反无人机任务必须在不同社区内无缝整合，并整合所有相关能力；在战术层面，最重要的是达到最高级别的互操作性。
最后，必须通过寻找采购和培训资源来弥补专业资产的不足。
