都市の対 UAV 防御システムを合理的に構築するには、UAV システムの中核構成とターゲットの特性を明確に理解することが第一の前提条件です。 UAV システムのコア アーキテクチャは、2 つの重要な部分で構成されます。1 つはハードウェア プラットフォームと、送信機のサポート ソフトウェア (地上局システムを含む)。 2 つ目は、UAV 自体のハードウェア プラットフォーム、ソフトウェア システム、および搭載ペイロードの統合ハードウェアおよびソフトウェア モジュールです。これら 2 つの部分は、アップリンクおよびダウンリンクの双方向通信リンクを介したデータ対話とコマンド送信を実現します。 UAV の運用効率は主に、リモート コントロール コマンド、画像送信、衛星ナビゲーション、および事前に設定された組み込みプログラムの 4 つのコア要素によってサポートされています。したがって、通信リンク、ナビゲーションと測位、ミッションペイロードの送信などの主要リンクにおけるさまざまな電磁信号のスペクトル特性に対する標的を絞った高精度の妨害や傍受は、情報の流れを効果的にブロックし、UAVの実際の運用能力を大幅に弱める可能性があります。
現在、都市空域における UAV の予防と制御の中心的なターゲットは、「小型、軽量、超小型」の UAV に焦点を当てています。このような UAV は、小型で強力な隠蔽力の利点を生かして、複雑な都市環境で秘密偵察、定点監視、精密攻撃などの任務を柔軟に実行でき、また陽動陽動などの戦術的行動も実行でき、都市作戦において重要な固有の利点を備えています。したがって、「小型、軽量、超小型」UAV に対する効果的な対抗策は、都市の対 UAV 運用システムの構築における中核的な能力要件となっています。制御メカニズムと技術的特性に応じて、このような UAV は 6 つのカテゴリに分類でき、各カテゴリの中核となる技術パラメータと運用特性は次のとおりです。
消費者向け UAV: マルチローター飛行プラットフォームが主流です。これらは、低い飛行高度、わずかな赤外線放射特性、および中程度の飛行速度を備え、低い製造コストと便利な市場アクセスチャネルを特徴としています。このような UAV は、衛星ナビゲーション信号とデータ伝送リンクに大きく依存しています。電磁干渉を受けると、通常は待機ホバリングや強制着陸などの安全保護戦略が発動されます。飛行禁止区域の制御メカニズムは事前に設定されていますが、これらの制限は技術的に簡単に破られるため、犯罪者による改変や利用のリスクが生じます。通信周波数帯域は主に 2.4 GHz または 5.8 GHz の従来の周波数を採用しており、対応する検出および制御技術システムは比較的成熟しています。
3. 固定翼 UAV: 飛行には動力装置によって提供される推力または引力に依存し、胴体の固定翼を通じて揚力を生成します。飛行速度が速く、運用範囲が広く、耐久時間が長く、ミッション効率が高いなどの利点があります。しかし、このような UAV には明らかな限界があります。操作の技術的閾値が高く、飛行リスク係数が高く、滞空時間は比較的限られており、離陸場所の平坦性と開放性に対する高い要件があります。都市部の高高度から作戦攻撃を行う必要があるため、その飛行軌跡は高高度探知装置によって捕捉されやすく、対策の難易度は低い。
4. 4G/5G UAV：公衆4G/5G通信基地局ネットワークに依存して遠隔制御を実現し、従来のリンクの距離制限を突破でき、強力な互換性、大規模な通信データ伝送容量、長い制御距離などの特徴を備えています。遠隔制御モードでは、制御信号や画像送信信号の検出と識別が大幅に困難になりますが、運用上の使用は 4G/5G 基地局の放射線範囲によって厳しく制限されるため、高高度での飛行運用が困難になります。高度 50 メートル以下の低地環境では良好な利用効率を発揮しますが、通信遅延は通常 100 ～ 200 ミリ秒を超え、複雑な都市環境での高速移動の戦術的ニーズを満たすことが困難です。
5. WiFi UAV: ユニバーサル WiFi 通信プロトコルに基づく WiFi 画像送信モジュールを装備し、携帯電話やタブレットなどのスマート端末を介して、シンプルで便利な操作プロセスで制御と画像プレビューを直接実現できます。 5Gネットワークの普及と応用に伴い、WiFi UAVの制御精度と画像伝送品質はさらに向上しました。しかし、WiFi通信の技術的特性により、有効画像伝送距離は数百メートルの範囲に限定されることが多く、都市部の建物によって容易に遮られて通信信号が中断されてしまいます。通常、遮るもののない短距離の見通し環境でのみ使用できます。
6. 特殊技術を搭載した UAV: このような UAV は、主に 4 種類の専用技術モジュールを統合することで運用能力を強化します。 衛星航法機能を強化した UAV には GPS 測位モジュールが装備されており、画像送信信号が失われた場合でも、事前に設定された GPS 航跡計画に基づいて確立されたタスクを完了できます。慣性ナビゲーション UAV はフルプロセスの自律飛行制御機能を備えており、地上局とのリアルタイム制御や画像情報のやり取りは必要ありませんが、ミッション パラメータは事前に読み込む必要があり、飛行中に変更することはできません。画像マッチング UAV は、事前に記録されたターゲットの光学特徴データベースに依存し、指定されたエリア内でターゲットの検索、動的追跡、正確なロック、攻撃タスクを独立して完了できます。地形適合型 UAV は、地形に応じて飛行高度を自動的に調整でき、通常は数メートルから数十メートルの範囲の超低高度で飛行し、地上のクラッターに覆われてレーダーや無線の探知を回避します。しかし、人口が密集する都市中心部では、環境が複雑なため、その使用は非常に困難です。
都市空域での UAV 飛行活動を規制および管理するために複数の政策や規制が発行されていますが、UAV の違法飛行 (いわゆる「ブラック フライト」) 現象は依然として根強く、UAV の墜落、信号喪失、建物衝突などの突然の安全事故が頻繁に発生しています。これらの問題は、都市の治安予防および管理業務に重大な隠れた危険をもたらすだけでなく、都市の中核となる主要目標、極めて重要な地域、および主要イベントの安全に対する直接的な脅威にもなります。特に、大国間の対立の激化、国内外の矛盾の重なり、周辺地域の不安定要因による頻繁な挑発という状況において、ひとたびそのようなUAVがテロリスト、敵対勢力、または極度の犯罪者によって破壊活動を実行し、主要都市で極度の航空安全上の脅威事件を引き起こすために利用されると、広範な社会パニックと悪影響を引き起こし、その結果、計り知れない死傷者と財産の損失をもたらすことになる。
