網紅列車被逼停,無人機管制到底有多難?
近日,一段“重慶網紅列車遭無人機撞擊逼停”的視頻,在網絡熱傳。
據南方都市報消息,2月22日15時30分左右,有“開往春天的列車”之稱的重慶軌道交通2號線行駛至佛圖關段至大坪段時,一架無人機超低空飛行逼停行駛中的列車。
列車停下一段時間后,重新正常運行至下一站。目前,無上報乘客受傷情況。重慶軌道交通公司已向相關部門上報該事件,待進一步處理。
無人機市場爆發帶來的頻頻黑飛
無人機以其小型化、智能化、大眾化、多樣化的特點,成為近年來發展比較迅猛的新興產業之一。自2014年以來,全球民用無人機市場呈現爆發式增長態勢。2015年,全球民用無人機銷量約57萬架,其中專業級無人機約17.1萬架,消費級無人機約39.9萬架。
隨著深圳大疆等創新型無人機公司的快速發展,消費級無人機市場被引爆,無人機的應用場景也深入到生活的眾多領域。據估算,2015至2020年期間,我國消費級無人機市場年增長率達19%。
隨著無人機特別是消費級無人機應用的不斷增多,各類安全事故時有發生,有的甚至已經造成嚴重的現實危害。民用無人機在發展與管理方面的問題愈加凸顯,對于無人機的探測、反制以及防控管理,已然成為世界性難題。
多種多樣的反制手段
當下無人機反制系統大致能分為三類:一是監測控制類,二是直接摧毀類,三是干擾阻斷類。就具體方式來說,根據公安部裝備財務局警用裝備研發論證中心的規劃分類,當前反制技術分類及特點總結如下∶
一、無線電干擾
無線電干擾技術通過對無人機定位系統或操控無線電信號進行干擾,使其失控迫降、懸停或者返航。
1.衛星定位信號干擾
無線電干擾是當前無人機反制的主要手段。根據實戰的需要可采用定向干擾或全向干擾,現有的民用衛星定位模塊多采用擴頻通信技術,信號相對微弱,可以對其進行衛星頻點干擾,阻斷無人機接收衛星定位信號。在受到干擾后,無人機失控漂移或墜機,但此種方式也會對周圍的無線電通訊設備造成干擾。
2.操控信號干擾
操控信號干擾方式分為遙控信號頻段阻塞干擾和跟蹤式干擾兩種。跟蹤式干擾可根據無人機遙控信號的跳變,針對某一具體頻段進行干擾,縮小了干擾范圍,節省干擾功率,對電磁環境影響較小。無人機遙控信號調頻范圍較廣,需要使用實時帶寬較大的干擾設備,對干擾設備的處理能力和響應速度要求較高。這兩種控制干擾方式對于自主飛行模式下的無人機均失效。
二、網捕技術
網捕技術目前主要方法有:采用大型旋翼無人機加載網槍發射網彈;采用旋翼無人機掛載抓捕網,對目標進行抓捕;或采用車載發射網彈、單兵肩抗式發射網彈等。此類方法由于受目標景深影響,精確瞄準難度較大,對抓捕手的操作技術要求極高,成功率受限。另外,此方法難以應付蜂群式無人機襲擊。
三、硬毀傷技術
硬毀傷技術指使用導彈、經過訓練的鷹隼、暴力競速無人機等直接摧毀目標無人機。對武器精度要求高,且在人員密集場所易造成無人機失控引發次生危害。
四、激光打擊技術
激光打擊需要針對無人機的特殊部位集中瞄準燒毀,毀壞無人機的電調模塊或者控制電路。對激光的功率要求較高,面對無人機群時每次只能摧毀一架,需要多次出光才能完全摧毀目標。激光屬于大型設備,由于探測瞄準機構的存在、高出光功率的要求,導致反制裝備必須車載,同時需搭載油機、水冷箱等設備。
五、高能微波打擊技術
微波武器通過微波衍射、無人機內部電路耦合等方式將大功率的微波能量吸收到無人機的電路模塊中,摧毀電路元器件,導致無人機失控。高能微波打擊技術受限于發射功率,需要重點提升打擊的距離。
六、誘捕或控制鏈路破解
1.衛星定位誘捕
衛星定位誘捕通過向無人機發射虛假衛星定位信號的方式實施誘捕,向無人機發布錯誤的位置信號,達到使其誤判位置而降落或返航的目的。該方式的優點是可以應對無人機群、可以長期無人值守、發射功率低毫瓦級)、成本低。缺點為無法應對自主飛行的無人機,在防御區內所有衛星定位授時系統均會出現問題(手機、車載GPs等),難以實現精確打擊。
2.無線電通信協議破解
無人機使用的控制信號大多在2.4 GHz和5.8 GHz等常規民用頻段,隨著開源硬件的快速發展和軟件無線電技術的流行,針對無人機無線電通信協議破解的技術逐漸發展起來。此項技術是目前國內外無人機反制領域的先進技術之一。通過破解無人機信號通信協議,模仿遙控者向無人機發送控制信號,且不會影響其他設備正常運行。但隨著通信加密技術的提升,破解難度日益增大,并且要求適配市場上各種無人機,需要定期更新發售的無人機型號、成本較高。
世界范圍內,反無人機領域領頭的公司無一例外的采用了無線電方式,并且逐漸從無線電破解協議方式邁入無線電AI方式。而國內以智空未來為首的一眾反無人機企業也逐漸把無線電人工智能帶入了反無人機領域,突破了機型庫的滯后性限制,把監測所有無人機變為可能。
為何黑飛管控至今仍是難題?
多種多樣的無人機反制方式昭示著我國相關企業、部門的努力,但面對黑飛頻頻的現實,其中不足之處也仍須指出。
首先是當前相關法律法規對無人機黑飛問題懲罰較輕,根據近期廣州、肇慶、蒲江等多地的相關通告來看,普遍是批評教育加罰款500元了事,最多沒收黑飛的無人機。那么在這種情況下,僅僅只是經濟上的損失,很難對黑飛分子造成足夠的威懾。
人民日報公眾號下呼吁加大處罰力度的網友
其次是設備發展的制約,當下一套合理而又有效的無人機反制設備評測體系尚未建立,市面上的相關產品良莠不齊,如果單憑商業宣傳去選擇反制手段,則極有可能引發難以承擔的后果。
再次是一套無人機反制設備難以“吃遍天”,現有的反無人機系統基本上是基于上文幾種技術的組合,雖然在一定條件下可實現反制效果,但仍存在一定程度的局限。
例如常規毀傷性反無入機系統,成本高、精度低,在城市復雜環境下和重點安防目標周邊使用,處置后附加威脅眾多;基于激光武器的反無人機系統,體積龐大,所需功率較大,光束需在目標上駐留一定時間才能將其摧毀;基于微波武器的反無人機裝備,體積龐大、附帶傷害大,適用于陸地或大型艦船反無人機;基于電子干擾技術的反無人機系統,干擾距離相對較短,僅適用于“低慢小”無人機……
最后則是相關使用人員的訓練問題,就當前的相關產品與解決方案而言,主要是以租賃為主。這是由于大多數的反制設備操作相對復雜、對使用者熟練度與技術要求較高。這就阻礙了無人機反制設備的進一步推廣,如何把需要專業人員操作才能流暢運轉的無人機反制設備“傻瓜化”、便捷化是擺在當前行業面前的難題。