當(dāng)前無人機(jī)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè),極大地豐富了各個(gè)行業(yè)的工作和人們的日常生活。當(dāng)初用于娛樂目的的無人機(jī)日益用于其它(有時(shí)是敵對(duì))用途。這包括:觀 察/擾亂公共活動(dòng)、刺探保護(hù)區(qū)域、偷運(yùn)違禁品到監(jiān)獄、危及/威脅商用空中交通,以及進(jìn)入限制空域。對(duì)抗此類無人機(jī)威脅的技術(shù)方法包括:監(jiān)測(cè)相關(guān)信號(hào)頻譜、 識(shí)別頻率捷變無線電控制信號(hào)、測(cè)向,以及可能的防御對(duì)策。
1. 無人機(jī)應(yīng)用的趨勢(shì)
過去十年,民用和商用用途無線 控制 (RC) 無人駕駛飛行器 (UAV) 的應(yīng)用一直在穩(wěn)定增長(zhǎng)。早在 2011 年,相關(guān)研究就指出,全世界的業(yè)余愛好者大約使用50,000 臺(tái)無人機(jī)。在美國(guó),一些研究者聲稱,未來十年,將有多達(dá) 30,000 臺(tái)民用和商用無人機(jī)在美國(guó)城市上空飛翔。有專家估計(jì),在這個(gè)時(shí)間段,全球在高空無人機(jī)方面的累積投資將達(dá)到 980 億美元,其中大約 12% 用于商用用途。這些無人機(jī) (UA) 系統(tǒng)是一種先進(jìn)的技術(shù),實(shí)踐證明它們能提供有益的“天眼”服務(wù),但也引起了關(guān)于私密和安全的嚴(yán)重關(guān)切。
不可否認(rèn),過去幾十年,監(jiān)測(cè)技術(shù)和應(yīng)用風(fēng)生水起。無人機(jī)的出現(xiàn)增加了監(jiān)測(cè)的維度,無論是在功能還是在潛在威脅上。除了眾所周知的數(shù)據(jù)隱私問題外,基于無人機(jī)的監(jiān)測(cè)威脅到另一個(gè)重要的人們關(guān)注:行為私密性。隨著公眾關(guān)注持續(xù)上升,政策和監(jiān)管措施變得更加緊迫。
顯然,并非所有無人機(jī)應(yīng)用都構(gòu)成威脅。合法和有益使用無人機(jī)的例子包括:公園范圍的無人機(jī),無人機(jī)區(qū)域測(cè)繪,搜索和救援無人機(jī),考古和農(nóng)業(yè)研究無人機(jī),檢測(cè)地雷無人機(jī),救護(hù)無人機(jī)。此外,無人機(jī)用于娛樂已經(jīng)變得非常普遍。
然而,因不負(fù)責(zé)任或非法使用無人機(jī)造成的事故數(shù)量也在快速增長(zhǎng)。涉及到的這些無人機(jī)類型很容易買到,將其用于犯罪或者甚至是敵對(duì)目的。
無人機(jī)可以走私毒品和武器
德國(guó)(2015 年 1 月 24 日):一架裝著藥物的無人機(jī)(帶有大麻、iPhone和USB閃存驅(qū)動(dòng)器)企圖進(jìn)入德國(guó)漢堡 Holstenglacis 的某個(gè)看守所,在接近屋頂時(shí)墜毀在單元房窗口。
無人機(jī)可以窺探隱私
美國(guó)(2015 年 2 月 17 日):未知無人機(jī)在白宮花園內(nèi)墜毀后,華盛頓對(duì)無人機(jī)引起警覺,預(yù)計(jì)對(duì)無線電控制飛行器的管理將更加嚴(yán)格。
無人機(jī)影響飛機(jī)的起落,甚至飛機(jī)墜毀
英國(guó)(2014 年 12 月 7 日):希思羅機(jī)場(chǎng)附近客機(jī)和無人機(jī)間一次有驚無險(xiǎn)的接近引發(fā)無人機(jī)可能對(duì)商業(yè)航班構(gòu)成威脅的擔(dān)憂??湛?A320 的飛行員看到了無人機(jī),但它沒有在空中交通管制系統(tǒng)中出現(xiàn)。
無人機(jī)擾亂公共活動(dòng)
美國(guó)(2014 年 9 月 27 日):德州堪薩斯大學(xué)足球比賽前,未授權(quán)帶有攝像機(jī)的無人駕駛直升機(jī)出現(xiàn)在堪薩斯大學(xué)紀(jì)念體育場(chǎng)上空。
無人機(jī)可能出現(xiàn)在敏感區(qū)域、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和政府區(qū)域
法國(guó)(2015 年 1 月 31 日):法國(guó)布列塔尼海灣出現(xiàn)小型無人機(jī),那里駐扎著四艘核潛艇,是受保護(hù)最嚴(yán)密的地點(diǎn)之一。
無人機(jī)可能威脅大型政治會(huì)議
日本(2015年4月22日):在首相官邸屋頂發(fā)現(xiàn)具有無線電發(fā)射痕跡的無人機(jī),這引發(fā)對(duì)無人機(jī),以及在日本舉辦七國(guó)峰會(huì)和 2020 年東京奧運(yùn)會(huì)期間使用無人機(jī)進(jìn)行恐怖襲擊的擔(dān)憂。
2. 民用(商用)無人機(jī)技術(shù)背景
無人駕駛飛行器 (UAV) 是飛機(jī)艙里沒有人類飛行員的飛行器。該飛機(jī)由地面上的飛行員遠(yuǎn)程控制,或由飛行預(yù)訂路線的車載導(dǎo)航系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制。無人機(jī)按功能通常分為六大類:民用和商用、目標(biāo)和誘餌、偵查、對(duì)抗、物流、研究和開發(fā)。
我 們這里重點(diǎn)介紹的是無線電控制的民用(商用)無人機(jī),這一類無人機(jī)專門設(shè)計(jì)用于民用和商用應(yīng)用。隨著自動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法日益成熟和成本不斷降低,在民用和商 用領(lǐng)域更多使用無人機(jī)技術(shù)的趨勢(shì)快速增加。目前,能夠攜帶100克到幾公斤有效載荷的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠型無人機(jī)數(shù)量的不斷增加,對(duì)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、貴賓和公共活動(dòng)形 成新的威脅。這些威脅涉及簡(jiǎn)單干擾(隱私)、刺探或者甚至是嚴(yán)重傷害(恐怖襲擊)。面對(duì)攔截?zé)o線電控制無人機(jī)的困難和挑戰(zhàn)以及它們的操縱者,許多機(jī)構(gòu)一直 在努力探索無人機(jī)監(jiān)測(cè)和對(duì)策的實(shí)現(xiàn)方案。
民用無人機(jī)主要有兩類,顯式多旋翼 (multi-copter)直升機(jī)和固定翼。
多旋翼無人機(jī)能夠以非常低的速度、非常低的高度在空中懸停和飛行,從而很適合航空攝影、電力線巡查、空中視頻和房地產(chǎn)攝影等應(yīng)用。
固定翼無人機(jī)適合更高海拔或更廣范圍的應(yīng)用,如搜索和救援,營(yíng)救和測(cè)繪較大區(qū)域。
此外,民用(商用)無人機(jī)的劃分還取決于它們的尺寸、載荷、速度、續(xù)航時(shí)間、海拔和巡航范圍,可分為小型、微型和納米型無人機(jī)。