引言
随着民用无人机的广泛应用,其对民航安全、大型活动安保等均造成较大影响。因此,在无人机探测与反制领域,需要强化无线电、光电、声学等技术的应用。其中,光电探测技术的红外搜索和光电跟踪技术可以及时发现无人机,而激光打击技术可以有效摧毁和打击,有助于探测和摧毁能力的提升。
1光电探测及激光打击技术应用特点
1.1 光电探测技术应用特点
在无人机探测与反制领域,光电探测技术的应用,具有高精度、高敏感度、全天候工作、小型化与轻型化等特点。
(1)高精度和高灵敏度。光电探测技术可以通过光电传感器对无人机的图像、热辐射信息精准捕捉,由此对无人机快速识别和精准定位。
(2)全天候工作。光电探测技术在应用期间,诸如红外探测技术,可以实现全天候连续工作,不会被外界环境干扰。虽然该技术的成本高,但在复杂环境下依然能保持良好的工作性能。
(3)小型化与轻型化。近年来,科学技术发展迅速,光电探测设备的小型化、轻型化特点愈发显著,可以与无人机平台的搭载需求相适应,有助于战场生存适应力的提升。
(4)抗感染能力强。光电探测技术在应用时,抗干扰能力较好,可以在复杂电磁环境中始终处在稳定状态,有助于探测信息准确度和可靠度的提高。
1.2 激光打击技术的应用特点
激光打击技术在无人机探测与反制领域的应用,具有速度快、精度高、连续不间断拦截打击等特点。
(1)速度快、精准度高。在反制领域利用激光打击技术,激光束发射到最终的目标不需要花费太长时间,也不需要对弹道问题加以考量。
(2)兼具软杀伤和硬杀伤能力。在反制领域加强该技术的运用,能够将“低慢小”目标上的传感器致盲,确保其无法正常运转。同时,在技术的支持下,也能够让传感器的壳体结构遭到破坏,最终达到直接摧毁的效果。
(3)摧毁能力强。该技术在应用期间,可以直接击穿和熔化各类金属、非金属材料。
(4)连续不间断拦截。激光打击技术的最明显特点便是拦截、打击不间断,促进目标拦截率的提高。
2光电探测及激光打击技术在无人机探测与反制领域的应用
2.1 红外搜索技术的应用
在无人机探测领域,通过对红外搜索技术的利用,可以凭借精度高、抗干扰能力强等优势,精准搜索、识别移动目标,剔除静态杂波,准确输出位置信息。该技术在应用期间,利用红外光学系统将光束集中到红外传感器的焦点上,随后将光信号转换成电信号。通过处理信号,可以捕获目标物体的红外热图像。红外传感器可以安装在360°伺服平台上,通过平台的旋转获取全方位的红外热图像,从而实现对低空无人机的全面搜索和探测。只是具有一个好几个像素面积形状和结构信息也不完整,只能保证灰度和运动信息得到充分运用。在红外搜索中,需要对目标远距离探索,因此目标成像面积小,形状、结构信息不完整,只能运用运动和灰度信息。
民用无人机目标红外辐射特性不强,所以红外搜索过程中需要探测不同大气辐射环境下的目标,但接收的系统噪声及背景干扰强烈,在系统长期运行下,图像中的噪声会随之增多,致使信息的获取不精准。为解决此问题,可以加强单帧目标检测算法的运用,促进弱目标检测概率的提高。同时,借助序列图像帧间管道处理方法,对不符合目标特点的虚警剔除,以便系统虚警率能整体降低,以便红外搜索的性能指标可以达到既定要求。现阶段,在公安部、军委科技委、海军、中部战区等领域,该技术的应用效果良好。
2.2 光电跟踪技术的应用
在激光打击过程中,光电跟踪技术的应用,可以促进目标命中率的提高,同时也能实现跟踪摄录取证。以使用的探测器不同为依据,可以将光电跟踪分成红外和可见光感受两种类型。其中,红外探测虽然有较高灵敏度,但分辨率偏低,所以只能作为粗跟踪使用。可见光探测器能快速响应,具有较高的分辨率,但若想实现全天候连续工作,还需要依靠激光照明,以达到精准跟踪的目的。粗跟踪主要由红外成像仪和图像处理单元构成。该装置能够迅速通过红外成像仪捕获目标图像,并使用自适应分割技术提取图像中的关键特征。同时,通过目标配准跟踪算法等算法的运用,对特征信息进行有效整合,从而得到脱靶量数据。最后利用伺服控制模块对脱靶量数据精确控制,使其跟随指令执行,由此对目标进行粗跟踪。
在技术应用期间,需要对目标上的某一特征点精准瞄准,并在强激光的持续照射下,一直处在良好的瞄准状态,精度较高。而为实现此目标,需要对复合轴跟踪技术合理应用,切实做到大范围、高精度的快速跟踪。该技术是接触跟踪作为基础通过对可见光相机高分辨率小市场特点的灵活利用对拖把量信息快速提取建筑反光镜,灵活控制和调节错误的与激光发射光轴。为促进复合轴伺服系统运行稳定性和可靠性提升,使谐振频率提高,应该利用高性能的驱动器,被控制对象的谐振频率提升。同时,加强补偿技术的应用,诸如示波器等,平抑被控制对象的谐振峰,以便被控制对象的谐振频率能得到扩展。现阶段,在核电厂的低空防卫系统中,光电跟踪技术的应用效果较好。并且,在人员密集的大型活动中,在该技术的支持下,可以准确跟踪、摄录黑飞无人机,准确获取飞行和降落位置,以便公安机关在抓捕飞手时有准确、真实的数据支撑。
2.3 激光打击技术的应用
针对民用无人机,激光打击技术的应用,可以让无人机壳体燃烧,并以最快的速度将内壳烧毁击穿,内部控制电路、元器件等均会被烧蚀和摧毁,使得无人机从空中坠落。激光打击技术在应用过程中,主要由激光产生分系统、光束控制分系统等多个系统组成。其中,激光打击系统的组成部分有激光器、热控管理等。光纤激光技术在战术级激光打击中可以高效利用。热控管理的主要作用是对激光器和光学设备的温度严格把控,确保系统运行稳定性。光束控制分系统则是结合测距信息对激光聚焦距离灵活调节,保证高能激光可以在目标表面上聚集,并依照技术跟踪的脱靶量信息,对光束指向合理控制,最终达到稳定打击目标点的目的。激光打击应用的是车载平台,在外部指令以及精密跟瞄苗的指引下,激光会在目标点照射,直到将其摧毁。同时,通过红外搜索信息引导,强化指控设备的控制,精密跟踪转台能以最快速度调转到目标方位,准确获取目标信息并精密跟踪,确保目标能始终处在监测范围内。在设备的自动调节下,可以对发射系统聚焦,在威胁目标上聚焦大功率激光,利用物理的方式将其烧毁。
结束语:
综合而言,在民用无人机发展速度不断加快的当下,公安系统对低空安防装备的要求越来越高,需要积极应用新的技术和方法。将光电探测及激光打击技术应用在该领域,不仅可以灵活应对严峻的低空安防形势,还能与城市环境相适应。因此,在无人机探测与反制领域,应该强化对这类技术的研究和应用。