SETTALL低空防御系统解决方案

SETTALL低空防御系统解决方案

系统概述

系统背景

本系统主要侦测目标是空中的低慢小目标，即低空慢速小目标。目前国内外对低空慢速小目标未作统一界定，通常是将飞行高度500米以下称为低空；飞行速度小于200公里/小时称为慢速；翼展２米以下的航模或小型无人机等称为小目标。按照“低空飞行、飞行速度较小、不易侦察发现”等3种特征，将符合全部或部分特征的现有各种小型航空器和空漂物，统称为“低慢小目标”。

由于低慢小目标成本低、使用隐蔽、升空突然、侦测处置困难，很有可能被敌对势力用于对大型活动场所及特殊重要区域实施爆炸、生化毒剂投放、传单散布等活动，严重威胁重要区域安全。因此防范与处置敌对势力利用低慢小目标的干扰破坏活动，一直是重要区域安保工作的特殊难题。

系统建设内容

当发现疑似低慢小目标进入重点低空区域后，系统联动跟踪转台进行目标二次确认并全程跟踪。报警后，用户可通过高清可见光视频查看目标，如发现该目标为危险目标，则上报上级。

对于小型无人机的处置，目前常用的手段有：针对无线电遥控和GPS导航的干扰方式，利用火炮、高能激光等武器进行摧毁，基于无人机平台的网枪拦截。考虑防护区的特殊性，尽量使用损伤小或没有损伤的手段，以阻止敌方势力进行侦察和窥探为目的，选择最有效的处置方式。

系统建设目的

本系统旨在在城市安保、要地防护等低空作战任务中，针对以无人机为主的各类“低慢小”目标，执行全天时、全天候雷达探测、光电锁定与跟踪、定位等任务，并把可疑目标可视化视频图像、类型与位置等信息上报指挥控制中心，为中央指挥所提供决策支持，实现机场、重点地区、大型集会、敏感冲突地区等区域针对典型“低慢小”目标的低空防护。

系统特点

无缝覆盖，昼夜监控

本系统采用多重传感器集成技术，结合实际需求按需布置搜索转台或雷达、制冷型跟踪转台，点线结合，充分利用搜索转台或雷达与制冷型跟踪转台的大范围搜索，实现对重点低空区域的全天候、全时段的无缝式覆盖侦察。并且，通过搜索转台或雷达、制冷型跟踪转台等多种传感器相互联动使用，实现大范围搜索和联动视频复合详查的有机结合，并行完成大范围搜索侦察和疑似低慢小目标的准确判定。

SETALL光电搜索单元有红外热像仪、伺服平台、信号处理等组成。通过旋转完成对360°空域内可疑目标的发现、告警功能，并引导光电跟踪单元对疑似目标的锁定跟踪；同步向控制中心提供疑似目标位置信息等。

多手段检测，光电跟踪

本系统采用搜索转台或雷达大范围目标搜索，目标详查和判定有机结合的方式实现有威胁尽早发现、早期预警及快速反应。
搜索转台或雷达对在防范的范围内的非法可移动目标实时发现，将非法目标的经纬度、速度、方位等信息传送给系统。系统联动转台跳转到相应位置，对目标进行确认，并对目标进行自动跟踪。

深度学习，准确报警

本系统采用搜索转台或雷达搜索方式进行低空区域小目标检测，搜索转台能够对周围360空域的小目标实时检测、起批，利用先进的目标提取算法，有效过滤云、鸟的干扰。

系统在报警产生后，自动联动高清长焦可见光系统对疑似目标进行二次确认目标，自动记录事件，实现重点低空区域目标的自动发现和识别，准确报告重要事件，系统具备自主思考判断能力。

智能算法，目标校正

本系统在对目标跟踪过程中不断将目标的定位信息与雷达发送过来同批次目标的定位信息进行比对，根据比对结果判定跟踪的目标是否为准确目标。

若结果判定跟踪目标有误，则系统自动引导制冷型跟踪转台跳转至雷达发送新的定位位置处，再次开启检测，发现目标后锁定并跟踪。从而实现跟踪目标自动校正，提高系统的智能性。

事件快照，高效回放

在查看重要事件时，存储信息通过事件快照查询的方式进行展示，使工作人员可同时浏览尽可能多的重要事件信息，提高了查看效率，达到了方便快捷、省时省力的效果。

系统组成

SETTALL低空防御系统主要包括：侦测分系统、显控分系统和处置分系统三部分。

SETTALL低空防御系统采用复合探测、主动干扰、人机交互的侦测体系，通过指挥控制中心统一管理，所有装备统一组网工作，形成对指定区域的防护。

显控系统指挥作战体系网络化、数字化、信息化，集操作控制、统一协调、空情接收、数据处理、态势融合和指挥作战职能于一体，实现对目标的有效探测与处置。

系统工作流程

SETTALL低空防御系统的工作流程为：

系统开始工作，光电、雷达设备分别搜索预定空域，完成目标告警信息上报及目标信息融合。指控中心接收各传感器上报的告警目标信息，完成目标信息配准融合，将融合后的目标基本信息、威胁等级及识别信息叠加在三维态势上显示。

指控中心根据覆盖区域的三维态势，结合我方空情信息，进行目标威胁排序，提出目标处置策略建议，供决策者做出决策，并将决策和直接数据引导信息下达给处置分系统，进行处置。处置过程中光电跟踪设备对目标进行全程跟踪，显示放大图像信息，指控中心可以对干扰效果进行评估。

系统功能

目标搜索告警

以无人机为代表的“低慢小”目标发展迅速，其飞行高度更低、飞行速度更慢、RCS更小、电动装置的红外辐射特性更低。因此，在探测方面，需要针对低空/超低空、慢速、红外辐射特性弱/雷达反射截面积小这几方面进行设计。同时在城市中，地形结构复杂，建筑高低错落，高度落差大，天气条件变差。因此需要满足全天候、全天时、大空域、无缝覆盖的要求，同时能够解决城市复杂背景对探测上的影响。所以侦测分系统采用复合探测的形式。系统支持基于光电和基于雷达的两种低慢小目标探测手段

基于光电的低慢小目探测

周扫或扇扫获取360°全方位或重点区域的目标入侵情况，通过信号、图像的检测，提取目标的方位、俯仰、距离等信息，完成目标的定向、航迹处理、显示、输出和数据上报。

基于雷达的低慢小目标探测

系统具备多源异构系统设备的接入能力，可以对接雷达信号，通过雷达设备对目标的发现，然后引导光电跟踪单元跳转、对目标的性质进行确认和跟踪。

雷达探测可作为光电探测手段的补充

通过雷达探测，形成精确的目标运动轨迹，并结合GIS地图，将所有雷达探测到的目标轨迹标绘在地图上，形成直观的态势情报展示。

雷达进行大范围搜索，一旦雷达发现疑似低慢小目标后，借助于雷达的测距定位功能，获得疑似低慢小目标及位置信息并发送给系统，触发系统的告警功能。

系统将自动联动光电跟踪设备对准疑似低慢小目标进行确认和跟踪，显示实时视频，供操作人员远程控制和视频详查。

智能联动光电跟踪

系统充分利用雷达和光电搜索的优势，对重要低空区域实现无缝覆盖，通过与制冷型跟踪转台等多种传感器相互联动使用，实现大范围搜索和联动视频复合详查的有机结合，并行完成大范围搜索侦察和可疑标的准确判定。

搜索设备（光电/雷达）将疑似低慢小目标的经纬度、速度、方位等信息传送给系统，系统联动跟踪设备跳转到相应位置，并通过对视频智能检测分析，对目标进行二次确认。当二次确认目标为危险目标时，系统联动转台对目标进行自动跟踪。

跟踪时，系统不断将目标的定位信息与搜索设备（光电/雷达）发送过来同批次目标的定位信息进行比对，根据比对结果判定跟踪的目标是否为准确目标。

目标跟踪和分类

光电或雷达发现疑似低慢小目标后，将低慢小目标的经纬度、速度、方位等信息传送给系统，系统联动制冷型跟踪转台跳转至目标位置，通过开启智能分析对目标进行锁定后跟踪；同时开启深度学习算法，对目标进行识别和分类，并根据不同的目标类型采取不同的应对措施。

目标锁定

系统联动制冷型跟踪转台跳转至目标位置后，对目标区域自动开启小目检测算法，检测到目标后自动锁定并开启跟踪。

目标变倍跟踪

在跟踪的过程中，根据目标的大小，系统控制云台不断的调整镜头焦距，确保目标始终保持在一个合适的大小。对于可见光相机，还要保证目标足够清晰的细节，便于监控人员关注目标的细节特征。

目标抗干扰跟踪

跟踪算法具有一定的抗干扰能力，对于目标移动过程中出现的遮挡、噪声，以及前景和背景差异较小的情况，都可以不受影响，实现鲁棒的跟踪效果。

遮蔽后再次检测跟踪

在跟踪过程中出现因较严重的遮挡导致的目标丢失后，系统会再次开启目标检测算法，发现目标后自动开启跟踪。

遮蔽后再跟踪效果（图左 遮蔽中 图右 继续跟踪）

目标定位

跟踪时，系统利用激光测距机获取目标与转台的实时距离，实现低慢小目标的精确定位，并将低慢小目标的运动轨迹刻画在GIS态势图中。

目标分类

根据测距反馈的结果，以及目标的像素尺寸，系统可估算出目标类型（飞机、精灵3/4、御/AIR、悟和固定翼无人机）。

经过长期积累后，可根据大量样本的训练（每类样本需要有3千张以上的图片），对不同目标进行基于AI人工智能的分类。

红外样本

可见光样本

远距离全天候监控

系统通过远程视频监控，实现对重要低空区域的疑似低慢小目标的全天时昼夜监控。

系统采用制冷型跟踪转台作为夜视侦察监视传感器，具备大范围全方位周视侦察、目标跟踪定位、视频自动对焦、预置点设置、图像增强等功能。可实现对低空区域进行全方位、大范围监控及对指定目标的跟踪，既可以大角度观察防范区域全貌，又可以放大观察目标；配合可高精度军品转台，可实现对远距离目标的精确定位和平稳追视，真正实现24小时全方位监控，有效提高低空防护区域侦察监视能力。

速度自适应。将转台速度与当前相机的视场角线性相关，保持不同视场下，转台转动过程中，图像移动速度恒定，给操作员良好体验。

3D定位。在可见光中框选目标，转台迅速跳转至以该目标为中心的位置，并且可见光自动放大至一定倍数，便于用户方便快捷的定位目标及进行细节查看。

交叉定位。在红外中框选目标，转台迅速跳转至以该目标为中心的位置，并且可见光自动放大至一定倍数，便于用户方便快捷的定位目标及进行细节查看。

电子透雾。基于计算机视觉的图像增强技术最大限度地还原真实图像的细节更好地表现图像细节，提高视频的质量。

警情管理

警情上报

操作人员通过光电跟踪确认报警目标为危险目标后，可通过系统将目标的类型、位置等信息上报指挥控制中心。

全局态势“一张图”

基于二/三维GIS系统的全局态势“一张图”，从地图的视角集成了立体防控的各项业务。在地图上以标签形式展现警力分布及轨迹、警情地点及数量、重要目标和轨迹、技防设备及监管区域、重点保护对象、封控区域等综合态势情报。用户通过“一张图”全面掌握整体态势，下达作战任务，指挥调度警力和辅助处置报警。

GIS系统支持卫星栅格数据、高程数据、矢量数据和建筑模型等的叠加展示，支持飞行、漫游、标绘和测量等基础地图功能。对于地图上出现的目标，可以引导全景和制冷型跟踪转台跳转至该区域进行细节查看。

显示防区地图；
叠加设备图标、设备方位角、俯仰；
叠加目标的图标、轨迹；
目标信息悬浮显示；（方位，俯仰，距离，海拔，速度，经度，纬度，航向，跟踪状态、测距状态、目标类型等）
支持矢量与卫星图层互相切换；
支持二三维GIS的切换。

系统管理

用于管理系统所需基础数据信息和记录查询，包括组织机构管理、设备增删改管理、用户管理、角色管理、系统配置、用户日志、系统日志等。

系统支持兼容接入设备包括雷达、制冷型跟踪转台等设备。

系统支持对接入的所有前端设备进行状态监测，包括连接、上电、掉电等，当状态发生变化时进行日志提示并更新图标。

性能指标

战技指标

（1）探测目标：

1）小型旋翼无人机（轴距0.4～1.5m），

2）小型固定翼无人机（翼展1～3m）。

（2）探测距离：

1）≥2km（小型旋翼无人机，轴距0.4m），

2）≥3km（小型固定翼无人机，翼展1.4m）。

（3）探测范围：

1）方位范围：0°～360°；

2）俯仰范围：-15°～80°。

（4）探测性能及设备技术指标：

1）最大探测速度：俯仰角15°范围空域周扫时间不大于10秒；

2）探测概率：≥90%；

3）探测虚警率：≤1次/小时；

显控软件性能

系统图像延迟时间：≤0s；
转台控制及相关联动图像的延迟时间：≤0s；
控制端软件界面切换响应时间：≤1s；
GIS支持加载矢量数据、卫星数据和高程数据；
GIS地图同时叠加标签数≥100个；
GIS地图目标同时显示数量：≥100个；
录像时间不少于3个月；
警情存储时间不少于12个月；
系统支持扩容；

系统防护方案

单装作战

（1）大空域搜索

系统运行时，目标可能出现在系统探测范围的任意位置上，因此为实现对可能出现的目标的探测，系统需具备对很大仰角覆盖空域的覆盖的能力，即大空域搜索。利用光电、雷达复合探测的优势，可以使每种装备负责不同仰角，提高搜索效率，尽早发现目标。

（2）作战效能分析

以固定翼无人机目标为例，系统的防护区域为：当威胁目标在离防护区域2km处发现目标；在其飞行到距防护区域1..8km之前，完成识别告警；在其飞行到距离防护区域2km处，开始无线电/GPS干扰。

组网防护

可根据需求进行，组网防护，部署的原则主要考虑以下方面：

（1）完成空间、时间互补

采用组网工作，侦测、处置设备保证360°防护，阻止敌方从任意角度窥视防护区内情况，部分范围相互重叠，可以提高这些区域的处置概率。此外可以同时对多批目标进行干扰，应对更为复杂的情况。

（2）效率最大化

考虑到防护区面积、地理位置、周边情况和多目标防护等问题，提出灵活搭配方案，既保证了全天时、全天候对小型无人机的防空要求，又节约了人力物力成本。

无人值守，自动搜索发现及跟踪低空目标全景搜索多级中心联动

某大型周期式安保活动

2018年应用于某大型周期式安保活动，协同雷达、声呐等各类水下式、水面式、岸基式（包括机动式和固定式）设备，每年完成为期约两个月的安保活动。