【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及反无人机领域，更为具体的，涉及一种反低慢小无人机的动能拦截系统及方法。
技术介绍
1、低慢小无人机具备小、快、灵的特点，在巡查交通、测绘地形、安防消防和消费娱乐等领域得到了广泛应用。无人机的大规模使用一方面方便了人们的日常生活，另一方面也带来了无人机安全管控的问题，无人机“黑飞”闯入要害敏感空域、干扰民航飞机等事件不断增多，造成了恶劣影响。为了加强低慢小无人机的安全管控，保障社会公共安全，必须发展和建立完善的低慢小无人机反制技术体系。
2、目前常用的反无人机手段主要是电磁干扰手段和激光毁伤手段。其中电磁干扰手段具备高拦截精度和强集群对抗能力，但需要额外高精度光电探测系统导引，且自身造价成本较高；激光毁伤手段对分散无人机集群的拦截能力较差，且受天气状况影响明显，有较大的应用边界约束。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种反低慢小无人机的动能拦截系统及方法，成本低，实现了对低慢小无人机的高效反制。
2、本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
3、一种反低慢小无人机的动能拦截系统，包括地面端和拦截无人机系统，地面端包括综合指控系统和有源探测系统；所述综合指控系统作为整个动能拦截系统的指挥控制中心，所述有源探测系统作为探测手段；
4、所述拦截无人机系统包括综合控制模块、通信链路模块、动力伺服模块、机载传感器组、识别跟踪模块和导航-制导-控制算法处理模块；其中，综合控制模块基于高性能处理器，用于无人机
5、进一步地，所述综合指控系统，还用于提供基于地理位置的地图服务、目标发现、目标指示、设备管理、用户管理、工作状态监视、区域管理、数据可视化个性展示、存储、回放和自检功能，具备行动指控、态势生成、指挥决策和引导控制能力，能够完成拦截目标分配，确定拦截区域，实时计算拦截轨迹，并支持人工介入对拦截无人机的在线控制。
6、进一步地，还包括：发射单元和接收单元；其中，发射单元采用有源阵列空间合成；接收单元采用数字阵列。
7、进一步地，所述发射单元和接收单元还能够根据现实需要，设计多种灵活的工作方式，根据实际情况灵活改变工作模式，满足不同类型目标和工作环境下的探测需求。
8、进一步地，所述拦截无人机系统采用四旋翼构型，使其具备在地面端和机载端复合探测导引下，对低慢小无人机实现点对点，集群对集群的动能拦截能力。
9、进一步地，所述动力伺服模块包括电机、电池和螺旋桨部件。
10、进一步地，所述机载传感器组包括陀螺仪、加速度计、高度传感器、毫米波雷达和红外/可见光模组。
11、进一步地，所述导航-制导-控制算法处理模块包含扩展卡尔曼滤波算法模块、交互多模型滤波算法模块、轨迹制导与比例导引算法模块、变推力矢量控制算法模块和推力矢量控制算法模块。
12、进一步地，所述有源探测系统包括小型多面阵雷达和光电探测设备。
13、一种反低慢小无人机的动能拦截方法，基于如上任一项所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，包括如下步骤：
14、s1，通过有源探测系统对保护范围进行探测，确定探测范围内是否存在潜在目标，若存在潜在目标则通过多种探测设备生成潜在目标的信息融合数据集，根据该数据集对潜在目标的轮廓、尺寸、速度特征进行分析，确定潜在目标是否包括不明来源的无人机，当确定潜在目标包括不明来源无人机时，向综合指控系统上报无人机的信息；
15、s2，综合指控系统根据收到的不明来源无人机信息生成拦截策略，根据拦截策略择优选取分布在各防御区域的拦截无人机或机群，并为拦截无人机系统提供预警指令与目标粗分配结果，随后根据空域态势择机下发拦截指令；
16、s3，拦截无人机接收到的拦截指令后进入初始引导阶段，根据地面有源探测系统和综合指控系统粗导引指令行进，粗引导指令包括确定的飞行路径、速度、接近高度和接近方向；
17、s4，拦截无人机抵达指定拦截空域后切换进入末端拦截阶段，除地面有源探测信息外，拦截无人机通过机载多波段光电探测和毫米波雷达设备获取拦截目标信息，雷达/红外/光电传感器首先各自独立完成对目标的探测，得到三路原始探测信息，然后将这三路原始信息在各自的模块中做预处理，并完成各单模探测器的多目标跟踪与状态估计，随后进行如下操作完成拦截目标数据融合：
18、s41，时空配准：对来自各传感器的局部航迹信息在时间和空间上进行校准，消除时间差和测量坐标系轴差带来的误差；
19、s42，航迹关联：对时空配准后的局部航迹进行关联处理以确定哪些局部航迹可归于同一目标；航迹关联处理的结果是形成一组或多组关联对，每组关联对代表一个可能存在的目标；
20、s43，目标鉴别：若第二步的航迹关联环节结束后，存在两组或两组以上关联对，则需要对这几组关联对所代表的目标分别进行鉴别操作，以确定感兴趣的目标；
21、s44，航迹融合：对第二步和第三步共同筛选出的航迹对中的多条局部航迹数据进行融合处理，得到最终的融合结果；
22、s5，拦截无人机根据最终融合结果得到目标精确位置并对其进行锁定，随后进行二次目标分配并形成最终动能拦截策略，随后完成打击拦截，具体过程如下：
23、s51，根据目标精确位置以及锁定状态下的目标宽度和高度信息，估计拦截目标距离信息；
24、s52，通过距离信息结合拦截无人机的当前位置估计目标的水平位置，同时根据反馈的目标坐标，转换为机体目标水平速度，机体目标水平速度再转换为导航系下目标速度；
25、s53，生成打击轨迹，调整机体姿态得到期望的打击姿态，控制机体沿打击轨迹实现对目标的撞击，完成动能拦截操作。
26、本专利技术的有益效果包括：
27、本专利技术实现了一种反低小慢无人机动能拦截系统，包括有源探测系统、综合指控系统、拦截无人机系统三部分。本专利技术具有以下功能：1)具备对低慢小无人机多目标探测与识别的能力；2)具备对实时掌握空情信息，完成监视、管控任务、与动能拦截分配能力。3)具备对典型静止或慢速移动无人机进行自主动能拦截能力。
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1.一种反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，包括地面端和拦截无人机系统，地面端包括综合指控系统和有源探测系统；所述综合指控系统作为整个动能拦截系统的指挥控制中心，所述有源探测系统作为探测手段；
2.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述综合指控系统，还用于提供基于地理位置的地图服务、目标发现、目标指示、设备管理、用户管理、工作状态监视、区域管理、数据可视化个性展示、存储、回放和自检功能，具备行动指控、态势生成、指挥决策和引导控制能力，能够完成拦截目标分配，确定拦截区域，实时计算拦截轨迹，并支持人工介入对拦截无人机的在线控制。
3.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，还包括：发射单元和接收单元；其中，发射单元采用有源阵列空间合成；接收单元采用数字阵列。
4.根据权利要求3所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述发射单元和接收单元还能够根据现实需要，设计多种灵活的工作方式，根据实际情况灵活改变工作模式，满足不同类型目标和工作环境下的探测需求。
5.根据权利要求1所述
6.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述动力伺服模块包括电机、电池和螺旋桨部件。
7.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述机载传感器组包括陀螺仪、加速度计、高度传感器、毫米波雷达和红外/可见光模组。
8.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述导航-制导-控制算法处理模块包含扩展卡尔曼滤波算法模块、交互多模型滤波算法模块、轨迹制导与比例导引算法模块、变推力矢量控制算法模块和推力矢量控制算法模块。
9.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述有源探测系统包括小型多面阵雷达和光电探测设备。
10.一种反低慢小无人机的动能拦截方法，其特征在于，基于如权利要求1～9任一项所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，包括地面端和拦截无人机系统，地面端包括综合指控系统和有源探测系统；所述综合指控系统作为整个动能拦截系统的指挥控制中心，所述有源探测系统作为探测手段；
2.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述综合指控系统，还用于提供基于地理位置的地图服务、目标发现、目标指示、设备管理、用户管理、工作状态监视、区域管理、数据可视化个性展示、存储、回放和自检功能，具备行动指控、态势生成、指挥决策和引导控制能力，能够完成拦截目标分配，确定拦截区域，实时计算拦截轨迹，并支持人工介入对拦截无人机的在线控制。
3.根据权利要求1所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，还包括：发射单元和接收单元；其中，发射单元采用有源阵列空间合成；接收单元采用数字阵列。
4.根据权利要求3所述的反低慢小无人机的动能拦截系统，其特征在于，所述发射单元和接收单元还能够根据现实需要，设计多种灵活的工作方式，根据实际情况灵活改变工作模式，满足不同类型目标和工作环境下的探测需求。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈思远，龙银东，王超，陈长泳，刘昊天，丁宇，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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