核电厂低空入侵防御系统的建设与应用

核电厂低空入侵防御系统的建设与应用

卢杰钰

（福建福清核电有限公司，福建 福清350318）

摘要：近年来随着国家低空空域的逐步开放，核电厂低空空域面临低空飞行器非法入侵的安保威胁日益严峻,已成为安全保卫工作的重要难题。为提高核电厂低空综合防控能力，本文结合核电厂安保管理要求及低空空域的管理现状，提出了适合核电厂低空防御系统的整体组成、基本功能、关键设备及实施方案，通过建立低空空域管控一体化平台，实现核电周边低空小型飞行器的探测、拒止、显控以及防控系统内部的互联互通，提升核电站发现、防范、处置低空飞行器的能力，加强核电厂低空空域的安全保卫能力，保障机组安全。

关键字：低空防御；雷达；无线电侦测；光电摄像机；电磁干扰

1. 概述

为提高核电厂低空综合防控能力，通过建立有效防范低空空域飞行物（如无人机、滑翔伞、三角翼、飞艇、航空模型等）入侵感知、识别、处置、通报管理体系与技术手段，实现厂区周边低空飞行数据及防御设施实时态势显示与预警、以及对于非法入侵目标的有效驱离与打击，加强核电厂区低空空域的安全保卫能力，保障机组安全。

2. 系统组成与工作原理

2.1系统组成

为实现对不同空域内各种目标的防御任务，低空防御系统包括探测预警分系统、监视识别分系统、拦截处置分系统和指挥控制分系统四个分系统，其功能分别是：

探测预警分系统利用多种传感器实现对低空小型飞行器的多源探测，然后利用数据融合技术实现对目标的精确定位。传感器类型包括：相控阵雷达、无线电侦测设备、ADS-B设备。其中，相控阵雷达是有源探测设备（需要不断地发射无线电波）；无线电侦测设备、ADS-B 设备是无源探测设备（没有发射装置，只有接收天线，可以接收目标自身辐射的电磁波）。

监视识别分系统（光电摄像机）用于根据探测预警分系统的目标指示信息，实现对目标的跟踪和识别，利用人工智能技术实现对目标的识别，然后对目标进行威胁等级评估，生成打击序列表。该分系统承接探测预警分系统和拦截处置分系统，对系统任务的顺利交班作用至关重要，任务交班成功率是关键指标。

拦截处置分系统根据目标类型、所在空域等各种作战条件自适应的按预案进行驱离、干扰、诱导、打击，实现区域拒止任务。主要设备包括无线通讯协议破解设备、电磁干扰设备、便携式干扰器、GPS 诱导设备、强光设备。

指挥控制分系统利用技术手段实现对各种设备的综合调度、计划安排、任务交接，实现对防护空域内态势进行分析评估，制定相应预案，对威胁目标根据预案采取相应响应措施，消除或降低低空小型飞行器对核电厂造成的安全威胁并进行取证，同时，对整个过程的数据进行录取、回放、分析和报表生成，完成整个打击过程的闭环，系统性的完成低空小型飞行器入侵的防御任务。该分系统以软件为主，辅助硬件设备主要包括工作站、服务器和统一授时设备。

2.2系统工作原理

低空入侵防御系统通过探测预警分系统实现对低空小型飞行器的多源探测，利用数据融合技术实现对目标的精确定位。引导监视识别分系统（光电摄像机）实现对目标的跟踪和识别，然后利用人工智能技术实现非威胁目标的剔除，对目标进行威胁等级评估，生成打击序列表。拦截处置分系统根据目标类型、所在空域等各种作战条件自适应的按预案进行驱离、干扰、诱导、打击，实现区域拒止任务，指挥控制分系统利用技术手段实现对各种设备的综合调度、计划安排、任务交接，实现对防护空域内态势进行分析评估，制定相应预案，对威胁目标根据预案采取相应响应措施，消除或降低低空小型飞行器对核电厂造成的安全威胁并进行取证。同时，对整个过程的数据进行录取、回放、分析和报表生成，完成整个打击过程的闭环，系统性的完成低空小型飞行器入侵的防御任务。

3. 设备安装选址

3.1选址原则

本系统的布站选址的主要原则是：1）选取区域内最高或极高点部署，尽量减少反应堆等遮挡造成的盲区；2）对整个电厂通盘考虑，优化选址，采用高低空补盲实现全空域覆盖；3）应有足够的部署面积，且尽量平整，便于设备安装和调试；4）供电和有线网覆盖良好，或者容易施工；5）综合考虑客户展示、安保配套条件等其他因素。

3.2系统覆盖区域

低空小型飞行器对核电厂的威胁程度，主要取决于目标到核电厂厂区周边的距离（该距离正比于目标到达核电厂厂区周界的时间，即预警时间）。按照该距离的不同，将空域划分为三个层次：预警区、警戒区、处置区。在预警区，本系统需要完成探测预警功能；在警戒区，本系统需要完成探测预警、监视识别功能；在处置区，系统需要完成探测预警、监视识别、拦截处置功能。

4. 设备组成和功能

4.1相控阵雷达

本产品由 2个部分组成，分别是：雷达外机和信息处理服务器。工作原理：雷达自身会发射一束电磁波照射向空中，电磁波遇到目标就会反射回来，通过探测该电磁波的反射，从而获得目标的位置。

4.2无线电侦测设备

无人机在飞行时向外辐射电磁波，与遥控器进行通信，电磁波信号被无线电侦测设备侦察到之后，可通过该信号确定无人机的位置。

4.3 ADS-B 设备

接收民航机的广播，从而获得民航机的位置。

4.4光电摄像机

光电摄像机是具备云台和高清摄像头的设备，云台控制摄像机旋转，从而可查看不同位置的图像。

4.5无线电通讯协议破解设备

设备组成：无线电处理单元、天线阵列、测向天线。设备功能：无人机对外辐射的电磁信号中具备一定规律，通过解析这些信号，可以获得无人机的不变特征，形成电子指纹，并可将其归为白名单。无线通讯协议破解设备是采用认知无线电协议破解技术，解决国内外民用无人机的侦测、识别、定位、防御、管控的低空安防系统。系统可对无人机进行无源检测、区分敌我、精准打击或大功率干扰，可用于机场、监狱、重要工业设施基地、体育场馆及重大活动场合的低空安全防御。

4.6 电磁干扰设备

通过发射大功率混乱的电磁波信号，干扰无人机与遥控器之间的通信，也可干扰无人机的卫星导航信号。
4.7强光设备

发射一束指向性的白光光束，用于夜间警示靠近的小型载人飞行器。本产品针对低空安防的载人飞行器，在指控系统引导下，通过发射指向性光束，警告低空载人飞行器离开警戒边界；同时根据工作需要照射制定区域和目标，为光电摄像机进行光补偿。
4.8 GPS 诱导设备

通过仿真卫星信号，发射伪 GPS 信号，从而使无人机定位偏移，达到驱离无人机、 使无人机轨迹偏移的效果。

5. 结语

经过一年多的建设与调试及试运行，低空入侵防御系统已在福清核电成功投入运行，提升了核电厂的整体安全防范水平。系统投运后，在核电厂合法使用小型飞行器必须进行登记申报并通过系统解除限制，否则无法正常起飞和飞行。系统投运至今，尚未发生未经允许的“低小慢”飞行器进入核电厂造成滋扰的事件。本文设计的核电厂低空防御系统完全可以应对目前核电站低空空域防御任务，提升核电站发现、防范、处置低空飞行器的能力，加强核电厂低空空域的安全保卫能力，保障机组安全。

参考文献

[1]“穹盾”低空小型飞行器入侵防御系统使用手册，上海航天电子通讯设备研究所，2021

[2]沙睿，核电厂低空空域安防系统建设与应用研究，甘肃科技，2020

[4]赖晓明，核电厂低空空域的安保威胁与应对措施，仪器仪表用户，2018

[5]核电站低空无人机防御方案，雷擎，2019

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