工作小號(hào)(角):相信未來(lái)會(huì)有更多的中小國(guó)家大量裝備無(wú)人機(jī)……通訊干擾,阻斷以及通過解密指令來(lái)?yè)寠Z無(wú)人設(shè)備的控制權(quán),以后會(huì)有更大的發(fā)揮空間了吧?
針對(duì)無(wú)人機(jī)的電子戰(zhàn),現(xiàn)在是反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。但有多大發(fā)揮空間,就要看具體情況了,因?yàn)殡娮討?zhàn)非常講求兩點(diǎn):有針對(duì)性,過門檻。
有針對(duì)性,是指要找準(zhǔn)對(duì)方在通訊上的技術(shù)特點(diǎn),包括數(shù)據(jù)率、波段、抗干擾措施、加密措施等等。而無(wú)人機(jī)在這些方面,差別很大。
比如自主化程度高的無(wú)人機(jī),或者自動(dòng)巡航,正飛往下一個(gè)導(dǎo)航點(diǎn)的無(wú)人機(jī),它與后方操控臺(tái)的通訊數(shù)據(jù)就會(huì)很少,只匯報(bào)基本的飛行狀態(tài)、設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),接收的數(shù)據(jù)也很少,只偶爾有短短的指令。它對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的依賴也很低。要對(duì)這種狀態(tài)下的無(wú)人機(jī)進(jìn)行通訊干擾、阻斷,技術(shù)門檻就很高。因?yàn)槟惚仨殰?zhǔn)確捕捉到零星出現(xiàn)的通訊信號(hào),分析判斷出它的頻率等特征,然后才有可能實(shí)施干擾。這種情況下,可供你發(fā)揮空間就很小了,甚至是無(wú)法。
▲ 小型軍用無(wú)人機(jī)的遙控器,和現(xiàn)在民用無(wú)人機(jī)的有些類似
▲ 中型軍用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的地面控制站,作戰(zhàn)半徑上百千米,需要用到更復(fù)雜的通信系統(tǒng)
而民用無(wú)人機(jī),大多自主化程度不高,需要不斷從操控設(shè)備那接收飛行指令。這就相當(dāng)于在無(wú)人機(jī)和操控臺(tái)之間,有不間斷的數(shù)據(jù)流,自然會(huì)大大降低你發(fā)現(xiàn)并干擾它的門檻。無(wú)人機(jī)“看”到的圖像,還會(huì)實(shí)時(shí)傳回操控臺(tái)、手機(jī)。這是一個(gè)數(shù)據(jù)率比飛行指令高幾百甚至上千倍的通訊信號(hào),相當(dāng)于把數(shù)據(jù)流變成了“數(shù)據(jù)河”。這類無(wú)人機(jī)的無(wú)線電通訊,不僅沒有抗干擾措施,信號(hào)波段、編碼形式等技術(shù)特點(diǎn),還都是公開或半公開的。這進(jìn)一步降低了門檻,因此干擾這類無(wú)人機(jī),甚至發(fā)射假的控制指令,奪下無(wú)人機(jī)的控制權(quán),都是完全可行的?,F(xiàn)在很多反無(wú)人機(jī)系統(tǒng),就是針對(duì)這種無(wú)人機(jī),有的已用于安保領(lǐng)域。
▲ 以色列的“無(wú)人機(jī)衛(wèi)士”系統(tǒng),通過三坐標(biāo)雷達(dá)、光電傳感器發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī),然后發(fā)射干擾信號(hào),破壞其遙控、導(dǎo)航系統(tǒng)
但是這類無(wú)人機(jī)一旦在指令信號(hào)上增添加密措施,那通過解密指令來(lái)?yè)寠Z其控制權(quán),就很難了。除非你事先了解該型號(hào)無(wú)人機(jī)的指令加密方法,并在發(fā)現(xiàn)一架無(wú)人機(jī)后,快速破解這一架的密鑰。這在實(shí)際操作中,很難做到。
此時(shí)干擾和阻斷其控制信號(hào)、視頻信號(hào),還是比較容易。只要覆蓋其無(wú)線電通訊的頻率范圍,并有足夠的功率,無(wú)人機(jī)就很可能接收不到正確的飛行指令,后方的操作手無(wú)法看到圖像。如果沒有高級(jí)的自動(dòng)飛控系統(tǒng),無(wú)人機(jī)可能會(huì)一味地爬升或降低,直飛或轉(zhuǎn)彎,導(dǎo)致墜毀。如果有自動(dòng)飛行系統(tǒng),能保持正常的高度、速度,那也會(huì)因失去控制而無(wú)法執(zhí)行任務(wù)?,F(xiàn)代軍用無(wú)人機(jī),只要不是微小型的,一般都會(huì)考慮這個(gè)問題。比如具備自動(dòng)返航功能,在無(wú)法正常接收指令時(shí),自行飛回起飛點(diǎn)。不過能逼它返航,也可以算完成作戰(zhàn)目標(biāo)。
▲ “黑黃蜂”單兵無(wú)人機(jī),重量只有38克。這種微小型無(wú)人機(jī),通信手段會(huì)采取一些不太復(fù)雜的加密、抗干擾措施,但工作距離不遠(yuǎn),要成功干擾,就必須在戰(zhàn)術(shù)上滿足一些條件,比如有可供單兵攜帶的快速電子偵察、干擾設(shè)備
再高級(jí)一些的無(wú)人機(jī),會(huì)在通訊信號(hào)上采取定向天線、跳頻、擴(kuò)頻等抗干擾措施。比如“捕食者”無(wú)人機(jī)頭部高高隆起,就是因?yàn)槔锩嬗幸粋€(gè)衛(wèi)星通信天線,外形類似雷達(dá),定向發(fā)射和接收信號(hào)。
▲ 拆開“捕食者”機(jī)頭上方的天線罩,可以看到一個(gè)衛(wèi)星通信天線
要對(duì)付它們,門檻就比較高了。對(duì)付定向天線,需要在信號(hào)傳播線上發(fā)射干擾信號(hào),如果不在,就需要干擾信號(hào)的功率比正常信號(hào)高數(shù)倍甚至數(shù)百倍。即便這樣,對(duì)方還可能采用自適應(yīng)天線等技術(shù),把你的干擾信號(hào)濾掉。而跳頻、擴(kuò)頻信號(hào),發(fā)現(xiàn)它們都有一定的難度,需要電子偵察系統(tǒng)具有足夠高的水平。干擾也是。比如跳頻電臺(tái),對(duì)方每秒100次,你每秒99次的偵察和干擾頻率,那就跟0一個(gè)樣,和101不一樣。
對(duì)付這類有先進(jìn)通訊設(shè)備的無(wú)人機(jī),必須在戰(zhàn)前就通過長(zhǎng)期的電子偵察等手段,收集其波段、頻率點(diǎn)等信號(hào)特征,戰(zhàn)時(shí)才能迅速發(fā)現(xiàn),然后進(jìn)行干擾。即便這樣,所需的干擾功率、干擾范圍(包括頻率范圍、空間范圍、時(shí)間范圍),都會(huì)很大。如果敵方只有一架無(wú)人機(jī),這個(gè)效費(fèi)比就很低了。對(duì)方可以把更多通訊帶寬分配給這一架無(wú)人機(jī),來(lái)提高信號(hào)的自檢、糾錯(cuò)能力,導(dǎo)致你需要干擾更大的頻率范圍。
因此在大規(guī)模戰(zhàn)斗中,利用電子戰(zhàn)手段干擾或阻斷敵軍無(wú)人機(jī)的通訊,相對(duì)來(lái)說(shuō)其實(shí)更容易。因?yàn)槌诉@些無(wú)人機(jī),你同樣會(huì)需要干擾敵方其它通訊。趕一只羊是趕,趕一群羊也是趕。
電子戰(zhàn)中一旦找準(zhǔn)竅門,很容易取得戰(zhàn)果。比如2011年伊朗俘獲美軍RQ-170無(wú)人機(jī),就很有可能是在地面布設(shè)了幾個(gè)模擬GPS衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射器,接收真信號(hào)后用高功率延遲轉(zhuǎn)發(fā),覆蓋真信號(hào),從而使無(wú)人機(jī)在計(jì)算自身坐標(biāo)時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤,以為自己飛得太高。但這也很容易被破解,比如引入無(wú)線電高度表、氣壓高度表,進(jìn)行多方數(shù)據(jù)比對(duì),或者換用定向接收的GPS天線。
▲ 伊朗官員參觀其繳獲的RQ-170無(wú)人機(jī)
總體來(lái)說(shuō),電子戰(zhàn)就是一間非常大的房子:能過門檻,就有廣闊的空間;過不了門檻,就是頭破血流。
熊偉:2001年開始擔(dān)任《兵器知識(shí)》雜志副主編至今,2003年獲得副編審技術(shù)職稱。至今已在《兵器知識(shí)》《我們愛科學(xué)》等期刊上發(fā)表科普文章200多篇;參與央視七套《軍事科技》欄目的策劃,撰寫了《未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)》《槍械大師》系列片的腳本文案,央視國(guó)防軍事頻道的《現(xiàn)代都市作戰(zhàn)的步兵裝備》等腳本文案;主編過中國(guó)科普文選(第二輯)《利甲狂飆》一書,參與編著了《繪軍事》系列漫畫軍事圖書,組織和執(zhí)行了“中國(guó)古代發(fā)明創(chuàng)造國(guó)家名錄”項(xiàng)目軍事技術(shù)組的工作。
出品:科普中國(guó)
作者:熊偉
策劃:金赫
監(jiān)制:光明網(wǎng)科普事業(yè)部
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