[发明专利]一种小型无人飞行器复合探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器探测技术领域，更具体地，涉及一种小型无人飞行器复合探测装置。

背景技术

以小型无人机为代表的无人飞行器在全球数目激增，对诸如重大集会、民航机场、监狱以及核设施等关键设施造成了极大的安全隐患。美国联邦航空局(FAA) 为商用无人机的操作方式和飞行范围制定了指导原则。按照规定，小型无人飞行器不能在距机场8公里范围内飞行，而且飞行高度必须在400英尺(约合122米) 以下——在上述距离和高度，无人机不大可能干扰到有飞行员驾驶的飞机。民用的无人飞行器正朝着小型化、轻型化的方向演变，使得它们更难被侦测到，用途广泛且低成本的无人飞行器可能对航班、重要设施甚至军队构成严重威胁。这些飞行机器近年来闯了好几次祸。2015年1月，一位业余爱好者的无人机意外坠毁在白宫的草坪上，导致白宫紧急关闭。圣贝纳迪诺的一次消防作业，就因为盘旋在火苗上方的无人机而受到干扰。由于担心与无人机碰撞，灭火直升机只能暂停作业。2013年8月，一架无人机从英国宇航公司(BAE)位于英格兰北部的工厂上空掠过，那里是英国皇家海军潜水艇的建造基地。同年9月，一架迷你无人机干扰了德国总理默克尔的竞选集会，造成集会中断。国内方面，2017年1 月15日，市民袁某使用无人机在杭州萧山区新街镇距机场约8.5公里处升空拍摄日落，威胁航班安全；2017年2月2日夜间，四川绵阳机场附件发现不明升空物，导致机场5个航班延误，3个航班备降；2017年2月3日，深圳机场3个航班机组报告在起飞及落地过程中同样发现不明升空物，空管部门采集紧急措施，期间机场多个出港航班受此影响出现不同程度延误；春节期间昆明长水机场多次出现无人机闯入；2017年2月6日下午4时许，一架无人机闯入了台北松山机场管制区，导致该机场暂停航班起降55分钟，延误6个航班。

鉴于航空业、政府、军方等对无人机的担忧不断加深，一个新的行业需求正在不断兴起，那就是反无人机装备，其中小型无人飞行器的探测发现是主要难题。美欧发生的一系列事件表明了防御无人机的重要性。专家指出，无人飞行器带来了很多防御上的挑战。其一要归咎于传统雷达系统的发展方向。多年来，雷达制造商利用软件来确保飞鸟不会出现在雷达屏幕上，避免屏幕上显示这类杂点。其二，这类目标属于典型的低、慢、小目标类型，对雷达探测一致是个难题。行业专家都非常清楚地意识到客户对高效、经济的小型无人飞行器复合探测方法及实现装置的迫切需求。

鉴于小型无人飞行器的危害日益增加，从政府层面已经开始制定相关政策，严格管控，从行业领域也在加紧出台更细更高的规范要求，比如要求这类飞行器厂家公开用频信息，包括使用频点、带宽、数据编码格式的信息，国内包括大疆在内无人飞行器厂家已经开始对外公开这些信息了。由此，国内完全可以建立一个完整的无人飞行器频谱资源库，使得利用频谱监测接收机实时侦测相关区域内的非法入侵威胁目标频谱，再与数据库进行比对，查证无人飞行器型号及厂家，为后续追踪用户提供有效依据。由此，基于频谱监测的技术途径将会成为小型无人飞行器最有效的探测手段之一，再结合长焦多光谱成像系统，建立一套有效的复合探测装置有迫切的现实需求。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种小型无人飞行器复合探测装置，能够对防护区域内的入侵目标进行频谱探测、光电查证与跟踪、频谱识别、视频取证。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种小型无人飞行器复合探测装置，其特征在于，包括：

频谱监测接收机：用于对探测空域内的小型无人飞行器测控信号的频谱进行搜索与识别并发送到主控计算机，同时对小型无人飞行器进行测向；

多光谱成像仪：用于对频谱监测接收机检测到的小型无人飞行器进行多光谱成像并发送到主控计算机，实现对小型无人飞行器的识别、监视及取证，也可单独对侦察区域入侵的小型无人飞行器进行光电成像搜索；

视频跟踪器：用于根据多光谱成像结果，采用视频图像跟踪算法，计算小型无人飞行器的方位差、俯仰差信息，并送给光电指向器；

光电指向器：用于根据方位差、俯仰差信息，通过伺服控制系统及伺服驱动实现对小型无人飞行器的高精度指向，实现多光谱成像仪对小型无人飞行器的自动跟踪监视、锁定、视频记录；

主控计算机：用于频谱显示、频谱识别、频谱数据库管理、多光谱成像图像显示、多光谱成像图像识别、视频记录、光电指向器控制、小型无人飞行器航线轨迹及GIS显示功能。

在一种优选的方案中，所述的频谱监测接收机包括测频分系统和测向分系统；