电磁脉冲反无人机系统的制作方法

本发明属于空中交通管理，尤其涉及一种电磁脉冲反无人机系统。

背景技术：

1、为保持航空器到达流连续性属于核心目标，通常做法依赖设定空间安全间隔以规范多机进近航迹，然而，当低空非合作目标侵入机场运行净空区，采用高功率射频辐射场实施清除的技术手段会引发局域能场突变，这种外源性大功率瞬态电磁辐射导致地面监视雷达系统产生多径信号闪烁扰动，并且使管制区域内合规托管航空器的无线数据传输链路承受饱和冲击，造成航电前端接收机盲区或者控制数据帧突发中断，破坏空中交通网络原有稳态调度拓扑。

2、为避免上述失效引发的次生冲突，常规系统采取扩大物理禁飞区域或强制更改密集飞行流控制轨迹的避让策略，但是，这种单纯增加空间间隔或硬性修改航线路由的线性优化路径，无法解决局域电磁处置能场释放与交通管制指令流传输之间的本质冲突，扩大安全退让包络会引发相邻密集进近扇区的交通流延误，导致枢纽机场整体吞吐效率下降，这种缺陷在于外部电磁处置能量的激发动作与内部交通流的时空网格调度处于未耦合状态，使航空器控制序列无法对电磁能量的瞬态耗散规律做出前馈响应，既有管理调度系统的状态监测与预警控制方法同样存在不足，例如，公开号为cn121281326a的中国发明专利申请公开了一种航空空域的无人机监测预警管理系统及方法，通过获取无人机实时空间坐标构建仿真图像，与红外及可见光识别轮廓对比判定干扰状态，该方法依赖航空器持续高精度回传自身空间坐标的理想技术前提，在大功率瞬态电磁辐射或强电磁处置能场释放的工况下，合规托管航空器的无线数传链路承受饱和冲击，导致下行状态报告帧突发中断或产生数据畸变，现有技术因缺乏对电磁能量瞬态耗散规律的前馈感知，用于对比的仿真图像失去真实坐标基准无法准确生成，引发大面积感知虚警或控制断层，无法在强电磁对抗场景下维持管制指令流连续畅通。

3、因此，如何在外源电磁辐射与多机进近拓扑重叠场景下，通过时序错峰流转、空间异构分流以及下行令牌互锁，实现空中交通管制指令流连续畅通以及处置能量的主动解耦控制，成为本发明所要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决在外源电磁辐射与多机进近拓扑重叠的对抗场景下无法维持空中交通控制指令流连续畅通的问题。

2、在本技术方案中，一种电磁脉冲反无人机系统，包括：

3、进近管制空域时空拓扑重构单元，用于在正常托管航空器运行的进近管制空域内识别非合作无人机，并划定锁定非合作无人机三维辐射能场边界的限制阻断空域胞腔；

4、脉冲能量辐射监测单元，与进近管制空域时空拓扑重构单元进行信号数传耦合，用于获取向限制阻断空域胞腔发射强电磁脉冲能量的发射时序参数；

5、管制航空器控制链路时序重编排单元，分别与进近管制空域时空拓扑重构单元以及脉冲能量辐射监测单元进行数据交互连接，用于根据发射时序参数，在前序重构的进近管制空域内调控正常托管航空器无线控制链路的下行控制数据帧传输时序，管制航空器控制链路时序重编排单元完成以下步骤：

6、步骤s1，读取脉冲能量辐射监测单元输入的脉冲发射周期参数与能场耗散截止时间参数；

7、步骤s2，基于脉冲发射周期参数与能场耗散截止时间参数，对下行控制数据帧进行时域上的时间轴插值移相操作，控制下行控制数据帧的数传时钟段落处于能场耗散截止时间参数对应的电磁干扰消失时域区间内。

8、优选的，进近管制空域时空拓扑重构单元还用于连续3个周期监测非合作无人机的空间坐标方差，并在判定限制阻断空域胞腔发生几何边界漂移时输出几何边界漂移激活信号；管制航空器控制链路时序重编排单元还包括多径拓扑冗余模块，用于响应于几何边界漂移激活信号提取正常托管航空器周边数传地面基站列表，将下行控制数据帧复制并映射为通过2个异向基站并发的双路时分多径冗余控制数据帧流，控制下行控制数据帧通过2个异向基站进行时分双路并发传输。

9、优选的，管制航空器控制链路时序重编排单元还用于在内部中央处理器核心的实时计算负荷大于95%时通过反馈回路激活参数离散化降级模块；参数离散化降级模块用于剔除下行控制数据帧中的环境温度传感器读数分量与客舱气压状态分量，将变长控制报文重构为包含三维空间坐标与速度向量的32位离散定点数控制数据帧结构，缩减时序重编排处理时延至2ms以内。

10、优选的，管制航空器控制链路时序重编排单元中步骤s2具体细化为以下子步骤：步骤s21，根据脉冲发射周期参数计算出强电磁脉冲能量发射的开启时刻与截止时刻；步骤s22，在时域上对下行控制数据帧插入传输相位偏差，控制下行控制数据帧的到达时间落入截止时刻之后且在下一个开启时刻之前的无脉冲干扰时域区间内。

11、优选的，管制航空器控制链路时序重编排单元还包括敏感度调配模块，敏感度调配模块用于调取正常托管航空器的注册信息，依据注册信息匹配对应的电磁敏感度阈值等级，并基于电磁敏感度阈值等级在进近管制空域内分配对应的等待空域扇区。

12、优选的，管制航空器控制链路时序重编排单元还包括航迹冲突推演模块，航迹冲突推演模块与敏感度调配模块进行数据信号耦合，用于在等待空域扇区内对正常托管航空器进行航迹冲突推演，并在正常托管航空器的电磁敏感度阈值等级符合固定的第一电磁耐受度级别时，缩减正常托管航空器的航迹位置侧向偏置距离参数，提升所属等待空域扇区的网格资源重复利用率。

13、优选的，管制航空器控制链路时序重编排单元还包括环境累积监测模块，环境累积监测模块用于连续记录正常托管航空器的航电前端在进近管制空域内接收到的脉冲射频能量参数，建立随运行时间轴演变的电磁负荷累积数据集。

14、优选的，管制航空器控制链路时序重编排单元还包括趋势表征计算模块，趋势表征计算模块与环境累积监测模块进行数据信号耦合，用于提取电磁负荷累积数据集随时间轴的时间一阶导数变化率参数，解算出表征航电前端电磁应力劣化趋势的负荷漂移参数。

15、优选的，管制航空器控制链路时序重编排单元还包括自适应通道调度模块，自适应通道调度模块与趋势表征计算模块进行数据信号耦合，用于在负荷漂移参数随着时间轴演变而持续超过固定的安全阈值参数时，向正常托管航空器下发通信信道切换指令，迁移无线控制链路的载波频率至固定的备用防干扰频段。

16、相对于现有技术，本发明电磁脉冲反无人机系统，具有以下优势：

17、1、在电磁脉冲反无人机系统中，通过时序错峰状态机逻辑将物理空间交织约束转换为时间轴控制流，管制航空器控制链路时序重编排单元提取数传链路中的指令基准更新周期与脉冲激发表征时刻，以此时刻构建射频阻断滑窗，当解算得出常规下发时刻处于滑窗内部时，向指令发送控制器的寄存器写入时序移相控制字，调整常规下发时刻至脉冲电磁能量耗散截止后的自适应发送时刻，使控制数据帧在时间轴上精准穿插于点火真空期，免除瞬态冲击对航空器无线控制链路的饱和干扰，保障终端进近管制空域内运行拓扑的连续稳态。

18、2、针对非合作航空器释放噪声导致地面净空雷达感知数据源产生多径数据闪烁的干扰工况，空域拓扑重构单元连续3个周期监测其空间坐标方差，判定限制阻断胞腔发生几何边界漂移时，管制航空器控制链路时序重编排单元激活多径拓扑冗余模块，自动提取托管航空器当前网格周边的多方位数传地面基站列表，将下行控制流解耦为通过至少2个异向基站并发的时分冗余信道，利用不同建筑物遮蔽屏蔽电磁侧瓣污染，确保控制数据包在闪烁期间准确送达航电前端并避免信号中断引发次生运行冲突。

19、3、针对多机并发导致轨迹指令重排单元内中央处理器核心计算负荷达95%以上时，系统启动参数离散化降级策略，直接截断非核心危险网格内航空器的数据结构，剔除其四维状态报告帧中的当前环境温度传感器读数分量与客舱气压状态分量，将变长控制报文压缩为仅包含三维空间坐标与速度向量的32位紧凑型离散定点数结构，有效释放数传总线带宽与处理器缓存队列，将全系统内的下行指令时序处理延迟硬性截断在2ms之内，保障高密度进近阶段的计算稳定性。