一种分布式反无人机系统和干扰拦截无人机的方法与流程

本发明涉及反无人机技术领域，尤其涉及一种分布式反无人机系统和干扰拦截无人机的方法。

背景技术：

随着无人机的迅猛发展，其黑飞、乱飞现象造成的严重安全事故已井喷式爆发，对政府要地、机场、重要基础设施构成了巨大威胁。如何有效防控无人机肇事，已成为涉及国家、社会及军事安全的重要课题。

目前，反无人机主要采取的是人工观察空中飞行无人机，待发现威胁目标后，利用便携式干扰设备实施干扰。

由于人工观察容易发生误判，现有技术还提出了一种综合性反无人机系统，其包含探测装置、指挥装置和干扰拦截设备。但是该系统采取的是重点防御，无法满足大空域和不同地形无人机防控需求，无法有效识别合作目标和威胁目标，对携带便携式干扰设备的操作人员也无法有效指挥。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种分布式反无人机系统和干扰拦截无人机的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于移动通信网络的分布式反无人机系统，包括：

空情探测子系统，其用于探测空中飞行无人机，并通过移动通信网络上报探测到的无人机的信息；

干扰指挥子系统，其通过移动通信网络与所述空情探测子系统通信连接，用于接收所述空情探测子系统上报的无人机的信息，将所述无人机的信息与从航空管理处获取的合作目标的信息进行比对，当所述无人机的信息与所述合作目标的信息不符时将所述无人机确定为威胁目标，并通过移动通信网络发出干扰拦截威胁目标的控制指令，所述控制指令中包含有所述威胁目标的信息；

干扰拦截子系统，其通过移动通信网络与所述干扰指挥子系统通信连接，用于接收所述干扰指挥子系统发出的干扰拦截威胁目标的控制指令，并根据所述控制指令发出电磁波信号，对所述威胁目标进行干扰拦截。

在一个实施例中，所述空情探测子系统包括布置在监测区域的若干雷达设备，所述雷达设备包括：

雷达天线，其用于发送雷达信号，并接收回波信号；

信号处理装置，其与所述雷达天线连接，用于当根据所述回波信号判断出探测到空中飞行无人机时，对所述回波信号进行处理，以形成无人机的信息；

信息上报装置，其与所述信号处理装置连接，用于通过移动通信网络上报探测到的无人机的信息。

在一个实施例中，所述干扰拦截子系统包括若干固定干扰器，所述固定干扰器包括：

第一干扰信号发生装置，其用于生成第一电磁波信号，该第一电磁波信号用于干扰所述威胁目标的控制信号和/或图传信号；

第一干扰信号发射装置，其与所述第一干扰信号发生装置连接，用于接收所述第一干扰信号发生装置生成的第一电磁波信号，并将该第一电磁波信号发射出去；

信号接收装置，其用于接收所述干扰指挥子系统发出的干扰拦截威胁目标的控制指令；

转台控制装置，其与所述信号接收装置和所述第一干扰信号发射装置连接，用于根据所述控制指令中的所述威胁目标的位置以及固定干扰器的位置确定所述威胁目标与所述固定干扰器的相对位置关系，并根据所述相对位置关系输出相应的控制信号，驱使所述第一干扰信号发射装置运动，使得所述第一干扰信号发射装置指向所述威胁目标。

在一个实施例中，所述干扰拦截子系统还包括便携式干扰枪和智能手机，其中，

所述智能手机包括：

信号接收模块，用于接收所述干扰指挥子系统发出的干扰拦截威胁目标的控制指令；

方向提示模块，其与所述信号接收模块连接，用于根据所述控制指令确定所述威胁目标的位置，显示所述便携式干扰枪的位置和所述威胁目标的位置，并提示所述便携式干扰枪和所述威胁目标的相对位置关系，使得操作人员能够据此调整所述便携式干扰枪，以指向所述威胁目标；

所述便携式干扰枪包括：

第二干扰信号发生装置，其用于生成第二电磁波信号，该第二电磁波信号用于干扰所述威胁目标的控制信号和/或图传信号；

第二干扰信号发射装置，其与所述第二干扰信号发生装置连接，用于接收所述第二干扰信号发生装置生成的第二电磁波信号，并将该第二电磁波信号发射出去。

在一个实施例中，所述空情探测子系统还包括光电探测设备，所述干扰拦截子系统还包括强激光打击设备和/或网捕无人机设备。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于移动通信网络的干扰拦截无人机的方法，包括以下步骤：

探测步骤，空情探测子系统探测空中飞行无人机，并通过移动通信网络上报探测到的无人机的信息；

接收步骤，干扰指挥子系统接收所述空情探测子系统上报的无人机的信息；

确定步骤，所述干扰指挥子系统将所述无人机的信息与从航空管理处获取的合作目标的信息进行比对，当所述无人机的信息与所述合作目标的信息不符时将所述无人机确定为威胁目标；

控制步骤，所述干扰指挥子系统通过移动通信网络发出干扰拦截威胁目标的控制指令，所述控制指令中包含有所述威胁目标的信息；

干扰步骤，干扰拦截子系统接收所述干扰指挥子系统发出的干扰拦截威胁目标的控制指令，并根据所述控制指令发出电磁波信号，对所述威胁目标进行干扰拦截。

在一个实施例中，所述无人机的信息包括所述无人机的位置、航向和速度，所述合作目标信息包括合作目标的位置、航向和速度。

在一个实施例中，所述干扰步骤包括：首先利用固定干扰器对所述威胁目标进行干扰拦截，然后利用便携式干扰枪对剩余的威胁目标进行干扰拦截，所述剩余的威胁目标为所述固定干扰器进行干扰拦截后剩余的未被干扰拦截的威胁目标。

在一个实施例中，在所述干扰步骤中，所述固定干扰器通过以下子步骤对所述威胁目标进行干扰拦截：

第一信号接收子步骤，接收所述干扰指挥子系统发出的干扰拦截威胁目标的控制指令；

转台控制子步骤，所述固定干扰器的转台控制装置根据所述控制指令中的所述威胁目标的位置以及所述固定干扰器的位置确定所述威胁目标与所述固定干扰器的相对位置关系，并根据所述相对位置关系输出相应的控制信号，驱使所述第一干扰信号发射装置运动，使得所述第一干扰信号发射装置指向所述威胁目标；

第一干扰信号发生子步骤，所述固定干扰器的第一干扰信号发生装置生成第一电磁波信号，该第一电磁波信号用于干扰所述威胁目标的控制信号和/或图传信号；

第一干扰信号发射子步骤，所述固定干扰器的第一干扰信号发射装置接收所述第一干扰信号发生装置生成的第一电磁波信号，并将该第一电磁波信号发射出去。

在一个实施例中，在所述干扰步骤中，所述便携式干扰枪通过以下子步骤对所述剩余的威胁目标进行干扰拦截：

第二信号接收子步骤，利用智能手机接收所述干扰指挥子系统发出的干扰拦截威胁目标的控制指令；

方向提示子步骤，所述智能手机根据所述控制指令确定所述威胁目标的位置，显示所述便携式干扰枪和所述威胁目标的位置，并提示所述便携式干扰枪和所述威胁目标的相对位置关系，使得操作人员能够据此调整所述便携式干扰枪，以指向所述威胁目标；

第二干扰信号发生子步骤，所述便携式干扰枪的第二干扰信号发生装置生成第二电磁波信号，该第二电磁波信号用于干扰所述威胁目标的控制信号和/或图传信号；

第二干扰信号发射子步骤，所述便携式干扰枪的第二干扰信号发射装置接收所述第二干扰信号发生装置生成的第二电磁波信号，并将该第二电磁波信号发射出去。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

1)本发明利用移动通信网络便捷和远距离稳定传输的优点实现了空情探测子系统中的若干雷达设备和干扰拦截子系统中的若干固定干扰器的分布式布局，可以适应大空域和不同地形的无人机防控需求。

2)在本发明中，探测到的无人机的信息与从航空管理处获取的合作目标的信息融合，实现了合作目标与威胁目标的有效识别，从而有效规避对合作目标的误伤，确保系统使用安全。

3)本发明利用智能手机接收干扰拦截威胁目标的控制指令，获取威胁目标的信息，并提示操作人员到达目标区域以及提示操作人员调整便携式干扰枪，使其指向威胁目标，可以高效便捷地指挥操作人员使用便携式干扰枪对威胁目标实施干扰拦截。

4)本发明分布式反无人机系统中的各个子系统之间利用移动通信网络进行通信，构建了一套低成本且稳定可靠的分布式网络化反无人机系统通信网络。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明第一实施例的基于移动通信网络的分布式反无人机系统的模块组成示意图；

图2示出了本发明第一实施例的分布式反无人机系统的组成示意图；

图3示出了本发明第一实施例的雷达设备的模块组成示意图；

图4示出了本发明第一实施例的固定干扰器的模块组成示意图；

图5示出了本发明第一实施例的智能手机的模块组成示意图；

图6示出了本发明第一实施例的便携式干扰枪的模块组成示意图；

图7示出了本发明第二实施例的基于移动通信网络的干扰拦截无人机的方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

第一实施例

图1为本发明第一实施例的基于移动通信网络的分布式反无人机系统的模块组成示意图。如图1所示，主要包括空情探测子系统10、干扰指挥子系统20和干扰拦截子系统30。其中，空情探测子系统10通过移动通信网络与干扰指挥子系统20通信连接，干扰指挥子系统20通过移动通信网络与干扰拦截子系统30通信连接，构建了一套低成本且稳定可靠的分布式网络化反无人机系统通信网络。所述移动通信网络可以为3G/4G移动通信网络，但是随着移动通信网络技术的升级换代，本实施例的移动通信网络不仅限于3G/4G网络。

下面对上述空情探测子系统10、干扰指挥子系统20和干扰拦截子系统30进行详细说明。

空情探测子系统10用于探测空中飞行无人机，并通过移动通信网络上报探测到的无人机的信息。

优选地，如图2所示，空情探测子系统10可以包括布置在监测区域的若干雷达设备100。利用移动通信网络便捷和远距离稳定传输的优点，若干雷达设备100可以呈分布式布局，能够有效探测利用地形进行隐蔽飞行的小微无人机，可以适应大空域和不同地形的无人机防控需求。

如图3所示，雷达设备100可以包括雷达天线101、信号处理装置102和信息上报装置103。其中，雷达天线101与信号处理装置102连接，信号处理装置102与信息上报装置103连接。下面具体介绍雷达设备100中的雷达天线101、信号处理装置102和信息上报装置103。

雷达天线101，其用于发送雷达信号，并接收回波信号。

信号处理装置102，其用于当根据回波信号判断出探测到空中飞行无人机时，对回波信号进行处理，以形成无人机的信息。具体地，信号处理装置102获取雷达天线101接收到的回波信号，并对该回波信号进行分析。若根据回波信号的分析结果得到该回波信号包含无人机的信息，则判断出探测到空中飞行无人机，并对该回波信号进行处理，得到无人机的信息。无人机的信息可以包含无人机的位置、航向和速度。无人机的位置信息可以为无人机所处的经纬度和高度。

信息上报装置103，其用于通过移动通信网络上报探测到的无人机的信息。

可选地，空情探测子系统10还可以包括光电探测设备。

干扰指挥子系统20用于接收空情探测子系统10上报的无人机的信息，将无人机的信息与从航空管理处600获取的合作目标的信息进行比对，当无人机的信息与合作目标的信息不符时将无人机确定为威胁目标，并通过移动通信网络发出干扰拦截威胁目标的控制指令，所述控制指令中包含有所述威胁目标的信息，可以结合航空管理处600实现合作目标与威胁目标的有效识别，从而有效规避对合作目标的误伤，确保系统使用安全。

具体地，干扰指挥子系统20接收上报的无人机的信息，并将接收到的无人机的信息与从航空管理处600获取的合作目标的信息进行空情融合和识别。当无人机的信息与合作目标的信息相符时将无人机确定为合作目标，并滤除合作目标；当无人机的信息与合作目标的信息不符时将无人机确定为威胁目标，形成覆盖空域的空情信息图，并建立包含威胁目标信息的空情信息数据库。优选地，无人机的信息包括无人机的位置、航向和速度，合作目标信息包括合作目标的位置、航向和速度。可选地，与合作目标的位置、航向和速度对比，若无人机的位置、航向和速度的误差均在预设的误差范围内时将无人机确定为合作目标，若无人机的位置、航向和速度的误差不完全在预设的误差范围内时将无人机确定为威胁目标。

干扰拦截子系统30用于接收干扰指挥子系统20发出的干扰拦截威胁目标的控制指令，并根据控制指令发出电磁波信号，对威胁目标进行干扰拦截。

如图2所示，干扰拦截子系统30可以包括若干固定干扰器300。利用移动通信网络便捷和远距离稳定传输的优点，若干固定干扰器300可以呈分布式布局，能够有效干扰拦截利用地形进行隐蔽飞行的小微无人机，可以适应大空域和不同地形的无人机防控需求。

如图4所示，固定干扰器300可以包括第一干扰信号发生装置301、第一干扰信号发射装置302、信号接收装置303和转台控制装置304。其中，第一干扰信号发生装置301与第一干扰信号发射装置302连接，第一干扰信号发射装置302和信号接收装置303与转台控制装置304连接。下面具体介绍固定干扰器300中的第一干扰信号发生装置301、第一干扰信号发射装置302、信号接收装置303和转台控制装置304。

第一干扰信号发生装置301，其用于生成第一电磁波信号，该第一电磁波信号用于干扰威胁目标的控制信号和/或图传信号。

第一干扰信号发射装置302，其用于接收干扰信号发生装置301生成的第一电磁波信号，并将该第一电磁波信号发射出去。

信号接收装置303，其用于接收干扰指挥子系统20发出的干扰拦截威胁目标的控制指令。

转台控制装置304，其用于根据控制指令中的威胁目标的位置以及固定干扰器300的位置确定威胁目标与固定干扰器300的相对位置关系，并根据相对位置关系输出相应的控制信号，驱使第一干扰信号发射装置302运动，使得第一干扰信号发射装置302指向所述威胁目标。其中，固定干扰器300和威胁目标的位置一般为绝对地理位置，也即经纬度和高度。在此，固定干扰器300与威胁目标的相对位置通常是以固定干扰器300为参考点，威胁目标相对于参考点的位置。根据固定干扰器300与威胁目标的相对位置关系可以进一步计算出固定干扰器300朝向威胁目标的角度。

如图2所示，干扰拦截子系统30还可以包括便携式干扰枪400和智能手机500。其中：

图5为本发明第一实施例的智能手机的模块组成示意图。如5所示，智能手机500包括信号接收模块501和方向提示模块502。

信号接收模块501，用于接收干扰指挥子系统20发出的干扰拦截威胁目标的控制指令。

可选地，智能手机500中的信号接收模块501还可以访问干扰指挥子系统20的空情信息数据库来获取威胁目标的历史信息。

方向提示模块502，其与信号接收模块501连接，用于根据控制指令确定威胁目标的位置，显示便携式干扰枪400的位置和威胁目标的位置，并提示便携式干扰枪400和威胁目标的相对位置关系，使得操作人员能够据此调整便携式干扰枪400，以指向威胁目标。

可选地，智能手机500中的方向提示模块502还可以根据威胁目标的信息在电子地图上显示目标区域以提示操作人员尽快到达该目标区域。优选地，智能手机500中的方向提示模块502还可以借助智能手机500自带的电子罗盘，操作人员调整便携式干扰枪400，以使其指向威胁目标，从而能够把高效便捷地对威胁目标实施干扰拦截。可选地，智能手机500中的方向提示模块502还可以显示威胁目标的历史信息以供操作人员查看。

如图6所示，便携式干扰枪400包括第二干扰信号发生装置401和第二干扰信号发射装置402。

第二干扰信号发生装置401，其用于生成第二电磁波信号，该第二电磁波信号用于干扰所述威胁目标的控制信号和/或图传信号；

第二干扰信号发射装置402，其与第二干扰信号发生装置401连接，用于接收第二干扰信号发生装置401生成的第二电磁波信号，并将该第二电磁波信号发射出去。

可选地，干扰拦截子系统30还可以包括强激光打击设备和网捕无人机设备等。

综上所述，第一，本发明实施例利用移动通信网络便捷和远距离稳定传输的优点，一方面，实现了空情探测子系统中的若干雷达设备和干扰拦截子系统中的若干固定干扰器的分布式布局，可以适应大空域和不同地形的无人机防控需求；另一方面，分布式反无人机系统中的各个子系统之间利用移动通信网络进行通信，构建了一套低成本且稳定可靠的分布式网络化反无人机系统通信网络。

第二，在本发明实施例中，探测到的无人机的信息与从航空管理处获取的合作目标的信息融合，实现了合作目标与威胁目标的有效识别，从而有效规避对合作目标的误伤，确保系统使用安全。

第三，本发明实施例利用智能手机接收干扰拦截威胁目标的控制指令，获取威胁目标的信息，并提示操作人员到达目标区域以及提示操作人员调整便携式干扰枪，以使其指向威胁目标，可以高效便捷地指挥操作人员使用便携式干扰枪对威胁目标实施干扰拦截。

第四，在本发明实施例中，利用移动通信网络的开放性，具备接入不同类型、数量的探测设备和干扰拦截设备的功能，可以根据用户需求增配光电探测设备、强激光打击设备和网捕无人机设备等。

第二实施例

图7为本发明第二实施例的基于移动通信网络的干扰拦截无人机的方法的流程图。如图7所示，可以包括如下子步骤S710至S750。

探测步骤S710，空情探测子系统10探测空中飞行无人机，并通过移动通信网络上报探测到的无人机的信息。空情探测子系统10可以包括布置在监测区域的若干雷达设备100。利用移动通信网络便捷和远距离稳定传输的优点，若干雷达设备100可以呈分布式布局，能够有效探测利用地形进行隐蔽飞行的小微无人机，可以适应大空域和不同地形的无人机防控需求。

在探测步骤S710中，首先，利用雷达设备100中的雷达天线101发送雷达信号，并接收回波信号；其次，利用雷达设备100中的信号处理装置102根据回波信号判断出探测到空中飞行无人机时，对回波信号进行处理，以形成无人机的信息；利用雷达设备100中的信息上报装置103通过移动通信网络上报探测到的无人机的信息。

接收步骤S720，干扰指挥子系统20接收空情探测子系统10上报的无人机的信息。

确定步骤S730，干扰指挥子系统20将无人机的信息与从航空管理处600获取的合作目标的信息进行比对，当无人机的信息与合作目标的信息不符时将无人机确定为威胁目标。

在确定步骤S730中，将接收到的无人机的信息与从航空管理处600获取的合作目标的信息进行空情融合和识别。当无人机的信息与合作目标的信息相符时将无人机确定为合作目标，并滤除合作目标；当无人机的信息与合作目标的信息不符时将无人机确定为威胁目标，形成覆盖空域的空情信息图，并建立包含威胁目标信息的空情信息数据库。优选地，无人机的信息包括无人机的位置、航向和速度，合作目标信息包括合作目标的位置、航向和速度。可选地，与合作目标的位置、航向和速度相比，若无人机的位置、航向和速度的误差均在预设的误差范围内时将无人机确定为合作目标，若无人机的位置、航向和速度的误差不完全在预设的误差范围内时将无人机确定为威胁目标。

控制步骤S740，干扰指挥子系统20通过移动通信网络发出干扰拦截威胁目标的控制指令，控制指令中包含有威胁目标的信息。

干扰步骤S750，干扰拦截子系统30接收干扰指挥子系统20发出的干扰拦截威胁目标的控制指令，并根据控制指令发出电磁波信号，对威胁目标进行干扰拦截。

干扰步骤S750可以包括：首先利用固定干扰器300对威胁目标进行干扰拦截，然后利用便携式干扰枪400对剩余的威胁目标进行干扰拦截，剩余的威胁目标为固定干扰器进行干扰拦截后剩余的未被干扰拦截的威胁目标。

在干扰步骤S750中，固定干扰器300通过以下子步骤对威胁目标进行干扰拦截：

第一信号接收子步骤，接收干扰指挥子系统20发出的干扰拦截威胁目标的控制指令。

转台控制子步骤，固定干扰器300的转台控制装置304根据控制指令中的威胁目标的位置以及固定干扰器300的位置确定威胁目标与固定干扰器300的相对位置关系，并根据相对位置关系输出相应的控制信号，用于驱使第一干扰信号发射装置302运动，使得第一干扰信号发射装置302指向威胁目标。其中，固定干扰器300和威胁目标的位置一般为绝对地理位置，也即经纬度和高度。在此，固定干扰器300与威胁目标的相对位置通常是以固定干扰器300为参考点，威胁目标相对于参考点的位置。根据固定干扰器300与威胁目标的相对位置关系可以进一步计算出固定干扰器300朝向威胁目标的角度。

第一干扰信号发生子步骤，固定干扰器300的第一干扰信号发生装置301生成第一电磁波信号，该第一电磁波信号用于干扰威胁目标的控制信号和/或图传信号。

第一干扰信号发射子步骤，固定干扰器300的第一干扰信号发射装置302接收第一干扰信号发生装置301生成的第一电磁波信号，并将该第一电磁波信号发射出去。

在干扰步骤S750中，便携式干扰枪400通过以下子步骤对剩余的威胁目标进行干扰拦截：

第二信号接收子步骤，利用智能手机500接收干扰指挥子系统20发出的干扰拦截威胁目标的控制指令。

可选地，第二信号接收子步骤还可以包括：利用智能手机500访问干扰指挥子系统20的空情信息数据库来获取威胁目标的历史信息。

方向提示子步骤，智能手机500根据控制指令确定威胁目标的位置，显示便携式干扰枪400的位置和威胁目标的位置，并提示便携式干扰枪400和威胁目标的相对位置关系，使得操作人员能够据此调整便携式干扰枪400，以指向威胁目标。

可选地，方向提示子步骤还可以包括根据威胁目标的信息在电子地图上显示目标区域以提示操作人员尽快到达该目标区域。优选地，借助智能手机500自带的电子罗盘，操作人员调整便携式干扰枪400，以使其指向威胁目标，从而能够把高效便捷地对威胁目标实施干扰拦截。可选地，方向提示子步骤还可以包括显示威胁目标的历史信息以供操作人员查看。

第二干扰信号发生子步骤，便携式干扰枪400的第二干扰信号发生装置401生成第二电磁波信号，该第二电磁波信号用于干扰所述威胁目标的控制信号和/或图传信号。

第二干扰信号发射子步骤，便携式干扰枪400的第二干扰信号发射装置402接收第二干扰信号发生装置401生成的第二电磁波信号，并将该第二电磁波信号发射出去。

在本实施例中，首先，利用移动通信网络便捷和远距离稳定传输的优点，实现了分布式网络化反无人机系统的高效通信和指挥；其次，利用较低的成本即可满足不同地形、不同规模的空域反无人机需求；再次，探测到的无人机的信息与从航空管理处获取的合作目标的信息融合，实现了合作目标与威胁目标的有效识别，从而有效规避对合作目标的误伤，确保系统使用安全；最后，利用智能手机接收干扰拦截威胁目标的控制指令，获取威胁目标的信息，并提示操作人员到达目标区域以及提示操作人员调整便携式干扰枪，以使其指向威胁目标，可以高效便捷地指挥操作人员使用便携式干扰枪对威胁目标实施干扰拦截。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。