close

清朗空域,零扰无忧

反无人机(C-UAV)技术的精细化解决方案

概述

近年来,商用现货(COTS)无人机的普及彻底改变了其应用形态。无人机曾是大型机构与政府部门专属的设备,如今已成为具备实际商业价值的消费级产品,随之而来的是巨大的应用红利。无人机让环境勘测、基础设施巡检等重要工作变得前所未有的便捷,也被全球应急救援部门广泛用于搜救任务。

然而,与任何新兴技术一样,普及化也带来了隐患,安全风险尤为突出。尽管绝大多数商用无人机都被安全合规地使用,但它们仍可能对机场等关键基础设施造成干扰。全球已发生多起相关事件:无人机闯入需要精准、无干扰通信的管控区域,导致跑道关闭、航班取消,甚至出现险撞险情。

为打造一套既能有效反制威胁、又能最小化对其他系统干扰的反无人机(C-UAV)系统,某厂商采用研扬科技 EPIC-TGH7 主板,开发了一套更精细化的解决方案。

“刚刚好” 的解决方案势在必行

部署反无人机(C-UAV)系统时需要综合考量诸多因素,其中最核心的是系统底层技术必须与实际运行环境高度适配。正因如此,业内普遍建议采用融合多种技术的多层级方案来实现无人机的识别与处置。常见的可用于识别和处置违规无人机的技术包括:

雷达

雷达通过发射无线电波并测量目标回波,可对区域内目标进行探测,实现对无人机的位置、距离、速度与飞行轨迹的实时跟踪。

射频(RF)扫描

对大范围区域进行扫描,识别无人机使用的通信协议,并依据无人机独特的射频特征,区分合法与非法无人机。

射频(RF)干扰

通过在与违规无人机相同的频段上发射射频信号,干扰无人机与操作员之间的通信和导航信号,从而实现反制。

GPS 诱骗

GPS 诱骗是向违规无人机发射伪造的 GPS 信号,误导其 GPS 接收机。如此一来,违规无人机便无法在禁飞区内精准飞行,进而被迫降落或返回预设返航点。
在机场类场景的反无人机系统中使用该技术面临一大挑战:它可能干扰合法无人机与有人机的导航系统,带来安全风险。

动能反制手段

依靠物理方式实现无人机反制,典型方案包括高功率微波(HPM)系统与网捕式拦截系统。
高功率微波通过发射电流使无人机内部敏感器件过载失效,从而让无人机失控。
网捕系统则通过发射网具对无人机进行物理捕获。
这两种方式均存在安全隐患,无人机残骸坠落风险是最主要的问题。

打造适配机场场景的反无人机解决方案

为解决现有反无人机技术存在的诸多难题,研扬科技的客户开发了一套在禁飞区域内处置无人机的全新方案。该系统除采用雷达扫描、射频侦测等被动式无人机探测手段外,核心亮点是搭配了更为精细化的反制方式 ——协议操控。

这一技术与射频干扰、GPS 诱骗、动能拦截截然不同:它通过专用射频发射端,利用商用无人机通信协议中的漏洞,监测并解析无人机与遥控器之间的无线传输结构。

借助协议操控技术,系统可获取无人机品牌、型号、序列号,以及遥控器最后已知位置等信息。在有效接管无人机与操控者的无线链路后,系统可向无人机发送接管指令或注入控制信号,强制其返航或在预设安全区域降落。

项目核心平台:研扬 EPIC-TGH7

客户反无人机系统的核心硬件,不仅需要支持多类传感器接入,还必须具备强大算力处理传感器数据,并实现高速数据交互,以缩短从识别、跟踪到下发控制指令的整体响应时间。

客户最终选用研扬 EPIC-TGH7 作为核心硬件,正是看中了这款单板电脑在性能、坚固性与扩展性之间的出色平衡。

高性能英特尔至强处理器

EPIC-TGH7 搭载 45W 英特尔 ® 至强 ® W-11865MRE 处理器,8 核 16 线程的算力足以轻松应对多路射频接收机与雷达传感器的数据流。

该平台内置 英特尔 ® AVX2、英特尔 ® AVX-512 等指令集,可高效并行处理多路数字信号,帮助解析调制方式,从原始比特流中提取序列号等结构化数据。这些数据支撑系统分析无人机与遥控器间的无线传输结构,实现合法与非法无人机的精准区分。

英特尔至强 W-11865MRE 还具备高主频与强并行处理能力,配合板载 M.2 2280 M-Key 接口的 NVMe 模块,可实现 CPU 直接通过 PCIe 向 SSD 控制器下发指令,大幅降低延迟。在原始射频信号采集、无人机识别元数据存储、高分辨率传感器日志记录等高吞吐任务中,系统运行更加高效。

定制化四路网口

客户使用EPIC-TGH7板载的两个网口分别接入射频接收机与雷达传感器以采集数据。但由于该应用需要专用的射频发射模块,必须扩展更多网络接口。为此,客户借助研扬专业的定制化服务,通过主板的 FPC 接口集成了双网口模块,额外增加了两个网口:一个用于连接射频发射机,另一个用于外接其他传感器。

当多种不同传感器同时向EPIC-TGH7传输各类数据时,时钟同步至关重要。得益于主板为英特尔 ® 以太网控制器 I226-IT 与英特尔 ® 以太网连接 I219-LM 提供专用驱动,客户的系统可原生支持IEEE 1588 精准时间协议(PTP),实现多传感器间时间同步,让分布在不同位置的接收机时间戳保持一致。

灵活扩展能力

客户的反无人机系统主要在本地端完成无人机识别与反制,可实现完全自主运行。但在机场这类商用场景中,设备与地面指挥中心之间的安全通信至关重要。

为满足这一需求,客户充分利用了EPIC-TGH7丰富的扩展接口:
在 M.2 3052 B-Key 接口接入 LTE 模块
在 mPCIe 插槽接入 Wi-Fi 模块
这让主板具备双无线通信能力,可与反无人机系统的其他单元联动。实际应用中:
LTE 模块主要用于向机场指挥中心实时回传无人机序列号、GPS 位置与威胁告警信息。
Wi-Fi 功能则用于构建分布式传感器网络,多台设备可通过 Wi-Fi 网状网共享探测数据。

应用架构

应用成效 —— 面向商用场景的多层级、更安全反无人机系统

该客户的系统在违规无人机探测技术上并非独树一帜,但在无人机处置方式上实现了显著突破。借助 EPIC-TGH7 提供的强劲算力、灵活扩展能力与丰富接口,客户成功落地协议操控技术,实现对违规无人机的安全接管与驱离。

这一方案不仅为商用机场提供了切实有效的无人机防护能力,还能通过提取目标无人机的关键信息,为事后溯源与取证分析提供支撑。这些情报不仅能协助执法部门追踪违规操作者,更能起到强大的震慑作用。

最重要的是,该方案充分证明:反无人机系统可在机场这类关键场景安全部署,不会对正常运营造成干扰。这套系统在提升安防等级的同时,也从商业角度为机场提供了主动防御手段 —— 避免因运营中断造成经济损失与公众信任受损。

cn_certificate 苏公网安备 32059002002996号
close 欢迎联系我们,我们很乐意为您提供专业的服务与建议 报价谘询