無人機(jī)反制領(lǐng)域面臨的問題及對策

姚 堯

（中國民用航空飛行學(xué)院廣漢分院，四川 廣漢 613807）

目前，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，科技創(chuàng)新水平和能力都有了較大提高。無人機(jī)的相關(guān)技術(shù)手段也有了很大發(fā)展，其功能和保障能力不斷提高，能夠更好地適應(yīng)科技發(fā)展的需要。無人機(jī)是一種可以有效遠(yuǎn)程控制的飛行器，可以在特定時間內(nèi)完成特定任務(wù)。我國目前出現(xiàn)了許多具有“低慢小”特點(diǎn)的無人機(jī)，“黑飛”擾航、入侵禁區(qū)等違法違規(guī)行為，并與傳統(tǒng)犯罪結(jié)合，形成了一種新的犯罪形式，對國家、社會和個人的安全構(gòu)成了巨大威脅。同時，由于我國公民對無人機(jī)的安全認(rèn)識水平還不夠高，有關(guān)部門對于“低概率高風(fēng)險”的無人機(jī)犯罪的防范機(jī)制還不健全。而且由于其自身的功能、水平、效率等諸多問題，使得目前的對抗力量顯得有些薄弱。因此，要想在今后的對抗中占據(jù)主動，就必須要對其進(jìn)行深入分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

1 無人機(jī)特征概述

（1）性能高，技術(shù)強(qiáng)。就算是最常見的民用無人機(jī)，也有足夠的載重能力，可以安裝高清攝像機(jī)、噴灑設(shè)備等。先進(jìn)的飛行控制系統(tǒng)、高清圖像傳輸系統(tǒng)和云端平臺技術(shù)，大大減少了駕駛員的操作難度，低延時的5 G網(wǎng)絡(luò)，讓它擁有更大的靈活性，更長的續(xù)航時間，以及遠(yuǎn)超陸地上的高速飛行，這都能夠大大提高其戰(zhàn)斗力。

（2）門檻和成本低。無人機(jī)的獲取方式有很多，民眾對無人機(jī)的防范意識很差，所以他們很容易就能從網(wǎng)上買到各種型號的無人機(jī)。有些擁有一定技術(shù)水平的人，還能自己買下無人機(jī)的配件，用這種“非合作”的無人機(jī)來作案，將會給警方帶來很大麻煩。

（3）操作簡便，不易出故障。無人機(jī)的操控要比模擬飛機(jī)容易得多，而且不需要經(jīng)過系統(tǒng)的訓(xùn)練。此外，大多數(shù)飛機(jī)都設(shè)有內(nèi)部控制系統(tǒng)，可以在緊急情況下進(jìn)行飛行或自動返回。

2 無人機(jī)反制關(guān)鍵技術(shù)

2.1 干擾阻斷類技術(shù)

（1）電磁干擾（EMI）。EMI能有效地阻止無人機(jī)與主控站的通訊，并截斷遠(yuǎn)程信號、數(shù)傳、圖傳信號。它能讓無人機(jī)在失去信號后，處于自我防護(hù)的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對其進(jìn)行緊急降落和驅(qū)趕。而且它能夠在一定范圍內(nèi)，對多架無人機(jī)進(jìn)行有效定位和全方位干擾，具有一定的殺傷效果。

（2）導(dǎo)航信號干擾。民用無人駕駛飛機(jī)通常采用衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)來進(jìn)行定位，并在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行干擾。一旦沒有了導(dǎo)航信號，無人機(jī)就會失去精確的位置，這就會對無人機(jī)的控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，對無人機(jī)飛行造成一定的限制。這種干擾方法因其導(dǎo)航信號微弱而易于實(shí)施，但是這種干擾會對周圍的導(dǎo)航終端造成一定影響，所以在使用時要特別小心。

（3）聲波干擾。無人機(jī)有一個關(guān)鍵部件，即陀螺儀，它能讓無人機(jī)感覺到自己的飛行狀況。無人機(jī)依靠陀螺的反饋和控制系統(tǒng)來保持自身平衡，所以只要干擾陀螺儀的工作，就可以讓它失去作用。聲波干擾，就是利用雷達(dá)的音波產(chǎn)生共鳴，讓雷達(dá)的回波失去作用，從而造成無人機(jī)失事。但是目前的干擾方法成本較高，不宜大規(guī)模應(yīng)用。

2.2 直接摧毀類技術(shù)

無論是導(dǎo)彈、激光、格斗型無人機(jī)，還是常規(guī)武器，都能對其進(jìn)行針對性打擊，從而徹底消滅它們。但這種方法需要精確的射擊，而且成本很高，會導(dǎo)致無人機(jī)不可挽回的摧毀。所以直接摧毀無人機(jī)在民用方面是行不通的。

2.3 攔截捕獲類技術(shù)

另外一種對抗方法是在地面和空中進(jìn)行截?fù)簟Ｗ畛Ｓ玫姆椒ň褪怯毛C槍來射擊，但對無人機(jī)的攻擊范圍很小，也有大型無人機(jī)用來捕獲小型無人機(jī)，還可以采用8軸的大型無人機(jī)，上面安裝著巨大的捕獲網(wǎng)，用來捕獲小型無人機(jī)。不過由于這種方式操作起來比較困難，而且在靈活性方面，小型無人機(jī)占據(jù)很大優(yōu)勢，所以并沒有得到廣泛應(yīng)用。除此之外，還有一種方法，就是訓(xùn)練鷹隼，捕捉無人機(jī)，然后將其送到指定的地方。要捕捉到無人機(jī)，必須是在可見范圍之內(nèi)，所以它的射程有限。由于避障技術(shù)的不斷發(fā)展，對其進(jìn)行攔截和捕獲將變得更加困難。

2.4 誘騙控制類技術(shù)

（1）導(dǎo)航信號誘騙。針對民用無人機(jī)的衛(wèi)星導(dǎo)航終端，利用假導(dǎo)航衛(wèi)星訊號，將其誘騙至系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的錯誤地點(diǎn)。利用衛(wèi)星定位信號進(jìn)行誘騙，可以達(dá)到設(shè)置禁飛區(qū)、欺騙返航點(diǎn)、航向欺騙等目的。在無人偵察機(jī)接收到衛(wèi)星導(dǎo)航信號比較弱的情況下，該系統(tǒng)僅需少量的發(fā)射功率就可以達(dá)到干擾目標(biāo)的目的。

（2）無線電信號劫持。目前，無人機(jī)所采用的控制信號主要集中在普通的民用波段，如2.4 GHz、5.8 GHz。所謂的“截獲”，就是通過對無人偵察機(jī)的通訊協(xié)議進(jìn)行解密，再通過對其進(jìn)行更大程度的控制，進(jìn)而取得對其完全控制，這是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的無人機(jī)對抗技術(shù)之一。但是隨著無人機(jī)通信技術(shù)、密碼技術(shù)的不斷發(fā)展，對其進(jìn)行解密也變得更加困難，而且還需要對其頻譜特性的適配庫和通訊協(xié)議進(jìn)行定期更新。

（3）黑客技術(shù)。目前市面上有不少無人機(jī)都是通過手機(jī)、平板來控制，通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，所以有不少成熟的黑客技術(shù)可以對無人機(jī)進(jìn)行攔截。但是由于其技術(shù)門檻高、難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，目前的無人機(jī)對抗技術(shù)多以干擾阻斷為主。

3 無人機(jī)反制領(lǐng)域面臨的問題

3.1 反制設(shè)備更新升級速度趕不上無人機(jī)技術(shù)換代

自從無人機(jī)出現(xiàn)后，在軍事上得到了廣泛運(yùn)用，所以對其進(jìn)行反制工作一直都是各國軍方必須要考慮的問題。社會對它的重視程度并不高，而且上一代無人機(jī)的性能也遠(yuǎn)不如這一代，所以一般的防空系統(tǒng)都能應(yīng)付。21世紀(jì)以后，我國無人機(jī)逐步向具有“低慢小”特點(diǎn)的消費(fèi)型無人機(jī)發(fā)展，有些產(chǎn)品已從“低慢小”的觀念中脫離出來，在體積、速度、高度、負(fù)載等方面都有了很大提高，但是反制技術(shù)的發(fā)展并不能與無人機(jī)更新升級的速度相適應(yīng)。目前最常用的對抗手段，就是單純地將常規(guī)的反器材運(yùn)用于民用領(lǐng)域，依靠高功率設(shè)備的干擾，以及軍用武器的打擊，很難取得很好的效果。在偵測和識別上，一些高端的無人機(jī)已擁有隱身外形、隱身材料和電子對抗裝備，而常規(guī)的偵測、反偵察裝備根本無法發(fā)現(xiàn)。在攔截、打擊上，它具有多功能、快速的機(jī)動和攔截，難以精確的打擊，而且還可能對其本身造成一定威脅。就有關(guān)部門的專業(yè)實(shí)力而言，除機(jī)場、重點(diǎn)單位和重要設(shè)施固定配置反制器材以外，其他單位和場所幾乎沒有配備，許多地方仍采用較老的高功率偵測反制武器。另外，就算是擁有偵測反器材的部隊，也沒有經(jīng)過專門培訓(xùn)的人員，因此在處理無人機(jī)犯罪和低空安全方面，常常遇到很大的困難。

3.2 無人機(jī)安全隱患防范意識有待加強(qiáng)

無人機(jī)的使用數(shù)量激增是最近幾年的事情，但大多數(shù)公眾只看到了它的功能和高科技性。比如公安反恐作戰(zhàn)、警察巡邏、電力巡檢等，都沒有認(rèn)識到無人機(jī)會給自己的生命、財產(chǎn)安全和個人隱私造成危害。有關(guān)政府部門在得知無人機(jī)襲擊、無人機(jī)干擾、墜落傷人等問題后，也逐漸認(rèn)識到了無人機(jī)的雙重屬性，但并沒有采取有效的控制手段。在北京奧運(yùn)之前，相關(guān)部門并未將無人機(jī)的安全問題納入工作范圍，在重大事件中開展低空安全和日常安全檢查。還缺少相應(yīng)的管理經(jīng)驗(yàn)，在法規(guī)的規(guī)定上，廣東，四川等省市也都制定了相應(yīng)的管制條例，但大都是針對禁飛區(qū)的設(shè)置、無人機(jī)的規(guī)格、飛行規(guī)則等問題，內(nèi)容比較籠統(tǒng)，缺乏一個有效的管理架構(gòu)，實(shí)踐中的作用并不顯著。總體來說，整個社會的安全意識還比較薄弱，有關(guān)部門也沒有把它作為一項(xiàng)重要的工作。更讓人擔(dān)心的是，隨著無人機(jī)的性能越來越好，購買和使用門檻越來越低，用戶越來越多，低空飛行的安全隱患也會越來越大。使用無人駕駛飛機(jī)進(jìn)行恐怖襲擊、非法運(yùn)輸、偷拍、干擾航行等違法行為會越來越多，而預(yù)防措施上的落后將導(dǎo)致今后在處理低空安全突發(fā)事件時處于被動地位。

3.3 盲目反制易造成次生傷害

目前針對無人機(jī)的反制器材大都是以攻擊為目的，沒有考慮到所造成的二次損傷。例如，為了確保工作距離，高功率的信號干擾對抗裝置通常采用高信號傳輸功率。但是這種情況下，不但會對目標(biāo)無人機(jī)造成影響，而且對該地區(qū)的民用電臺也會產(chǎn)生嚴(yán)重影響。就連民用飛機(jī)的信號也會出現(xiàn)波動，對乘客的飛行安全構(gòu)成威脅，超出規(guī)定的輻射量，會對身體造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。這兩種武器都是以直接破壞無人機(jī)為目標(biāo)，造成無人機(jī)失控、墜毀或迫降，在城市中有很大的危險。城市人口密集，車輛密集，一旦失控很容易造成人員失控，造成人員傷亡，車輛、建筑物等財物受損，甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故。而且使用動能武器進(jìn)行無人機(jī)反制工作，不可避免地會出現(xiàn)聲音和光線，在人口稠密的地方很容易引起恐慌，從而引發(fā)社會輿論和流言，對區(qū)域的穩(wěn)定不利。

4 解決無人機(jī)反制領(lǐng)域相關(guān)問題的有效對策

4.1 創(chuàng)新科學(xué)技術(shù)，賦能無人機(jī)反制

在法規(guī)政策缺失、管理制度落后的情況下，科技仍是打擊無人機(jī)的有力工具?！百x能”并非單純的賦能，它更多的是激勵行為者通過自己的力量來達(dá)到特定目的。它還可以被解讀為，為行為主體的目的提供新的途徑、思路和可能性。一方面，目前的無人機(jī)反制技術(shù)仍有很多缺陷，為了提高其可靠性和效率，還需繼續(xù)進(jìn)行研究。另外，在新技術(shù)的支持下，可以提高對無人機(jī)的對抗能力。云計算技術(shù)為對抗提供了更好的手段，針對無人機(jī)的反制可以參照無人機(jī)監(jiān)控模式，將其劃分為合作型和非合作型，以增強(qiáng)反制手段的針對性和效果。針對合作對象，可以將無人機(jī)的身份信息上傳到數(shù)據(jù)庫中，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時導(dǎo)航和管理。對非合作型無人機(jī)，通過云端數(shù)據(jù)庫的比對，對飛行高度、飛行軌跡等信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并將其與國家安全機(jī)關(guān)、公安機(jī)關(guān)等單位共享，及時預(yù)警。

4.2 提高無人機(jī)安全隱患防范宣傳水平

當(dāng)前，人們對無人機(jī)的作用已有一定了解，然而，人們對無人機(jī)的安全性和解決存在問題對策的研究還不夠深入，所以要提高大眾對無人機(jī)安全風(fēng)險宣傳與教育的水平，使全社會都認(rèn)識到這一點(diǎn)。針對公眾、社區(qū)或組織可以通過開展宣講會、分發(fā)宣傳海報等方式讓大眾深刻理解無人機(jī)的安全隱患以及解決的措施，還可以通過微信公眾號、微博等形式傳播無人機(jī)所帶來的危險案例，讓公眾了解到無人機(jī)的安全風(fēng)險，對其進(jìn)行更多的了解，并對“黑飛”進(jìn)行自覺監(jiān)督和舉報。針對有關(guān)政府部門，可以邀請專業(yè)的無人機(jī)反制專家、經(jīng)驗(yàn)豐富的操作者，到有反制要求的單位舉辦講座或培訓(xùn)，以加強(qiáng)各單位的反恐意識，加強(qiáng)各單位的應(yīng)對措施。另外，一旦發(fā)生重大事件，比如“黑飛”入侵，都要通過演練及時做出反應(yīng)，構(gòu)筑起一道完整的防御網(wǎng)。

4.3 合理部署反制設(shè)備，降低次生傷害概率

反制裝備的部署和運(yùn)用與開發(fā)生產(chǎn)同樣重要，操作者必須清楚每一種反制措施的結(jié)果。不同的反制設(shè)備會造成不同程度的二次傷害，使用軟攻擊來進(jìn)行干擾，會對其他正常的無線電業(yè)務(wù)造成一定影響，嚴(yán)重時會對民航等關(guān)鍵設(shè)備造成嚴(yán)重的影響。所以，首先要解決的問題就是如何合理部署反制設(shè)備，在使用時要上報有關(guān)部門，并視具體情況選擇軟性和硬性殺傷。在人口稠密的城市，采用軟打擊技術(shù)是最好的方法，通過對無人機(jī)導(dǎo)航、數(shù)傳、圖傳三類鏈路的電子對抗，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)返航、懸停和著陸。雖然會對其他無線電設(shè)備造成一定的影響，但相比起無人機(jī)殘骸、零件墜落造成的噪音，還是會造成不良后果。造成的經(jīng)濟(jì)損失也相對較少。在遠(yuǎn)離城市地區(qū)、軍事地區(qū)、國家重點(diǎn)設(shè)施等非人口稠密地區(qū)或容易受到攻擊的地區(qū)，可以采用激光、微波、動能彈丸等直接、精確、快速地消滅目標(biāo)。因?yàn)橄鄬τ谥攸c(diǎn)設(shè)施和人員的攻擊，無人機(jī)的墜落造成的破壞是微不足道的。另外，可以根據(jù)情況采取相應(yīng)對策，比如用無人機(jī)“網(wǎng)捕”無人機(jī)，控制拋網(wǎng)無人機(jī)，訓(xùn)練穿梭機(jī)打擊目標(biāo)，這些都是可行的。通過侵入無人機(jī)內(nèi)部的無線網(wǎng)絡(luò)和開放式的遠(yuǎn)程接口，從而對其進(jìn)行實(shí)時控制，黑客技術(shù)可以竊取控制權(quán)，同時還可以減少次生傷害的發(fā)生。

5 結(jié)束語

由于無人機(jī)的廣泛使用，以及控制手段的落后，對公眾安全造成了一定威脅。在今后的發(fā)展中，反制無人機(jī)工作還存在著許多問題，如單一的偵測方法很難確保其有效性，很難防止虛假報警和漏報，很難辨別是否合法，同時攔截的危害是不可避免的，系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步提高。在發(fā)展反制無人機(jī)方面，應(yīng)采取立法和技術(shù)控制相結(jié)合的方法，積極推進(jìn)反制無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展。以先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，充分發(fā)揮其在實(shí)際中的應(yīng)用能力，從而達(dá)到對無人機(jī)的有效控制。