网红列车被逼停,无人机管制到底有多难?

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近日,一段“重庆网红列车遭无人机撞击逼停”的视频,在网络热传。

据南方都市报消息,2月22日15时30分左右,有“开往春天的列车”之称的重庆轨道交通2号线行驶至佛图关段至大坪段时,一架无人机超低空飞行逼停行驶中的列车。

列车停下一段时间后,重新正常运行至下一站。目前,无上报乘客受伤情况。重庆轨道交通公司已向相关部门上报该事件,待进一步处理。

无人机市场爆发带来的频频黑飞

无人机以其小型化、智能化、大众化、多样化的特点,成为近年来发展比较迅猛的新兴产业之一。自2014年以来,全球民用无人机市场呈现爆发式增长态势。2015年,全球民用无人机销量约57万架,其中专业级无人机约17.1万架,消费级无人机约39.9万架。

随着深圳大疆等创新型无人机公司的快速发展,消费级无人机市场被引爆,无人机的应用场景也深入到生活的众多领域。据估算,2015至2020年期间,我国消费级无人机市场年增长率达19%。

随着无人机特别是消费级无人机应用的不断增多,各类安全事故时有发生,有的甚至已经造成严重的现实危害。民用无人机在发展与管理方面的问题愈加凸显,对于无人机的探测、反制以及防控管理,已然成为世界性难题。

多种多样的反制手段

当下无人机反制系统大致能分为三类:一是监测控制类,二是直接摧毁类,三是干扰阻断类。就具体方式来说,根据公安部装备财务局警用装备研发论证中心的规划分类,当前反制技术分类及特点总结如下∶

一、无线电干扰

无线电干扰技术通过对无人机定位系统或操控无线电信号进行干扰,使其失控迫降、悬停或者返航。

1.卫星定位信号干扰

无线电干扰是当前无人机反制的主要手段。根据实战的需要可采用定向干扰或全向干扰,现有的民用卫星定位模块多采用扩频通信技术,信号相对微弱,可以对其进行卫星频点干扰,阻断无人机接收卫星定位信号。在受到干扰后,无人机失控漂移或坠机,但此种方式也会对周围的无线电通讯设备造成干扰。

2.操控信号干扰

操控信号干扰方式分为遥控信号频段阻塞干扰和跟踪式干扰两种。跟踪式干扰可根据无人机遥控信号的跳变,针对某一具体频段进行干扰,缩小了干扰范围,节省干扰功率,对电磁环境影响较小。无人机遥控信号调频范围较广,需要使用实时带宽较大的干扰设备,对干扰设备的处理能力和响应速度要求较高。这两种控制干扰方式对于自主飞行模式下的无人机均失效。

二、网捕技术

网捕技术目前主要方法有:采用大型旋翼无人机加载网枪发射网弹;采用旋翼无人机挂载抓捕网,对目标进行抓捕;或采用车载发射网弹、单兵肩抗式发射网弹等。此类方法由于受目标景深影响,精确瞄准难度较大,对抓捕手的操作技术要求极高,成功率受限。另外,此方法难以应付蜂群式无人机袭击。

三、硬毁伤技术

硬毁伤技术指使用导弹、经过训练的鹰隼、暴力竞速无人机等直接摧毁目标无人机。对武器精度要求高,且在人员密集场所易造成无人机失控引发次生危害。

四、激光打击技术

激光打击需要针对无人机的特殊部位集中瞄准烧毁,毁坏无人机的电调模块或者控制电路。对激光的功率要求较高,面对无人机群时每次只能摧毁一架,需要多次出光才能完全摧毁目标。激光属于大型设备,由于探测瞄准机构的存在、高出光功率的要求,导致反制装备必须车载,同时需搭载油机、水冷箱等设备。

五、高能微波打击技术

微波武器通过微波衍射、无人机内部电路耦合等方式将大功率的微波能量吸收到无人机的电路模块中,摧毁电路元器件,导致无人机失控。高能微波打击技术受限于发射功率,需要重点提升打击的距离。

六、诱捕或控制链路破解

1.卫星定位诱捕

卫星定位诱捕通过向无人机发射虚假卫星定位信号的方式实施诱捕,向无人机发布错误的位置信号,达到使其误判位置而降落或返航的目的。该方式的优点是可以应对无人机群、可以长期无人值守、发射功率低毫瓦级)、成本低。缺点为无法应对自主飞行的无人机,在防御区内所有卫星定位授时系统均会出现问题(手机、车载GPs等),难以实现精确打击。

2.无线电通信协议破解

无人机使用的控制信号大多在2.4 GHz和5.8 GHz等常规民用频段,随着开源硬件的快速发展和软件无线电技术的流行,针对无人机无线电通信协议破解的技术逐渐发展起来。此项技术是目前国内外无人机反制领域的先进技术之一。通过破解无人机信号通信协议,模仿遥控者向无人机发送控制信号,且不会影响其他设备正常运行。但随着通信加密技术的提升,破解难度日益增大,并且要求适配市场上各种无人机,需要定期更新发售的无人机型号、成本较高。

世界范围内,反无人机领域领头的公司无一例外的采用了无线电方式,并且逐渐从无线电破解协议方式迈入无线电AI方式。而国内以智空未来为首的一众反无人机企业也逐渐把无线电人工智能带入了反无人机领域,突破了机型库的滞后性限制,把监测所有无人机变为可能。

为何黑飞管控至今仍是难题?

多种多样的无人机反制方式昭示着我国相关企业、部门的努力,但面对黑飞频频的现实,其中不足之处也仍须指出。

首先是当前相关法律法规对无人机黑飞问题惩罚较轻,根据近期广州、肇庆、蒲江等多地的相关通告来看,普遍是批评教育加罚款500元了事,最多没收黑飞的无人机。那么在这种情况下,仅仅只是经济上的损失,很难对黑飞分子造成足够的威慑。

人民日报公众号下呼吁加大处罚力度的网友

其次是设备发展的制约,当下一套合理而又有效的无人机反制设备评测体系尚未建立,市面上的相关产品良莠不齐,如果单凭商业宣传去选择反制手段,则极有可能引发难以承担的后果。

再次是一套无人机反制设备难以“吃遍天”,现有的反无人机系统基本上是基于上文几种技术的组合,虽然在一定条件下可实现反制效果,但仍存在一定程度的局限。

例如常规毁伤性反无入机系统,成本高、精度低,在城市复杂环境下和重点安防目标周边使用,处置后附加威胁众多;基于激光武器的反无人机系统,体积庞大,所需功率较大,光束需在目标上驻留一定时间才能将其摧毁;基于微波武器的反无人机装备,体积庞大、附带伤害大,适用于陆地或大型舰船反无人机;基于电子干扰技术的反无人机系统,干扰距离相对较短,仅适用于“低慢小”无人机……

最后则是相关使用人员的训练问题,就当前的相关产品与解决方案而言,主要是以租赁为主。这是由于大多数的反制设备操作相对复杂、对使用者熟练度与技术要求较高。这就阻碍了无人机反制设备的进一步推广,如何把需要专业人员操作才能流畅运转的无人机反制设备“傻瓜化”、便捷化是摆在当前行业面前的难题。

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