關(guān)于無人機發(fā)展的趨勢分析和應(yīng)用

當(dāng)前無人機系統(tǒng)廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)，極大地豐富了各個行業(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日益用于其它（有時是敵對）用途。這包括：觀察/擾亂公共活動、刺探保護(hù)區(qū)域、偷運違禁品到監(jiān)獄、危及/威脅商用空中交通，以及進(jìn)入限制空域。對抗此類無人機威脅的技術(shù)方法包括：監(jiān)測相關(guān)信號頻譜、識別頻率捷變無線電控制信號、測向，以及可能的防御對策。

1. 無人機應(yīng)用的趨勢

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。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 臺無人機。在美國，一些研究者聲稱，未來十年，將有多達(dá) 30,000 臺民用和商用無人機在美國城市上空飛翔。有專家估計，在這個時間段，全球在高空無人機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 (UA) 系統(tǒng)是一種先進(jìn)的技術(shù)，實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)測技術(shù)和應(yīng)用風(fēng)生水起。無人機的出現(xiàn)增加了監(jiān)測的維度，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，基于無人機的監(jiān)測威脅到另一個重要的人們關(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，并非所有無人機應(yīng)用都構(gòu)成威脅。合法和有益使用無人機的例子包括：公園范圍的無人機，無人機區(qū)域測繪，搜索和救援無人機，考古和農(nóng)業(yè)研究無人機，檢測地雷無人機，救護(hù)無人機。此外，無人機用于娛樂已經(jīng)變得非常普遍。

然而，因不負(fù)責(zé)任或非法使用無人機造成的事故數(shù)量也在快速增長。涉及到的這些無人機類型很容易買到，將其用于犯罪或者甚至是敵對目的。

無人機可以走私毒品和武器

德國（2015 年 1 月 24 日）：一架裝著藥物的無人機（帶有大麻、iPhone和USB閃存驅(qū)動器）企圖進(jìn)入德國漢堡 Holstenglacis 的某個看守所，在接近屋頂時墜毀在單元房窗口。

無人機可以窺探隱私

美國（2015 年 2 月 17 日）：未知無人機在白宮花園內(nèi)墜毀后，華盛頓對無人機引起警覺，預(yù)計對無線電控制飛行器的管理將更加嚴(yán)格。

無人機影響飛機的起落，甚至飛機墜毀

英國（2014 年 12 月 7 日）：希思羅機場附近客機和無人機間一次有驚無險的接近引發(fā)無人機可能對商業(yè)航班構(gòu)成威脅的擔(dān)憂?？湛?A320 的飛行員看到了無人機，但它沒有在空中交通管制系統(tǒng)中出現(xiàn)。

無人機擾亂公共活動

美國（2014 年 9 月 27 日）：德州堪薩斯大學(xué)足球比賽前，未授權(quán)帶有攝像機的無人駕駛直升機出現(xiàn)在堪薩斯大學(xué)紀(jì)念體育場上空。

無人機可能出現(xiàn)在敏感區(qū)域、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和政府區(qū)域

法國（2015 年 1 月 31 日）：法國布列塔尼海灣出現(xiàn)小型無人機，那里駐扎著四艘核潛艇，是受保護(hù)最嚴(yán)密的地點之一。

無人機可能威脅大型政治會議

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，這引發(fā)對無人機，以及在日本舉辦七***會和 2020 年東京奧運會期間使用無人機進(jìn)行恐怖襲擊的擔(dān)憂。

2. 民用（商用）無人機技術(shù)背景

無人駕駛飛行器 (UAV) 是飛機艙里沒有人類飛行員的飛行器。該飛機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。無人機按功能通常分為六大類：民用和商用、目標(biāo)和誘餌、偵查、對抗、物流、研究和開發(fā)。

我們這里重點介紹的是無線電控制的民用（商用）無人機，這一類無人機專門設(shè)計用于民用和商用應(yīng)用。隨著自動目標(biāo)檢測方法日益成熟和成本不斷降低，在民用和商用領(lǐng)域更多使用無人機技術(shù)的趨勢快速增加。目前，能夠攜帶100克到幾公斤有效載荷的經(jīng)濟(jì)實惠型無人機數(shù)量的不斷增加，對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、貴賓和公共活動形成新的威脅。這些威脅涉及簡單干擾（隱私）、刺探或者甚至是嚴(yán)重傷害（恐怖襲擊）。面對攔截?zé)o線電控制無人機的困難和挑戰(zhàn)以及它們的操縱者，許多機構(gòu)一直在努力探索無人機監(jiān)測和對策的實現(xiàn)方案。

民用無人機主要有兩類，顯式多旋翼 (multi-copter)直升機和固定翼。

多旋翼無人機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。

固定翼無人機適合更高海拔或更廣范圍的應(yīng)用，如搜索和救援，營救和測繪較大區(qū)域。

此外，民用（商用）無人機的劃分還取決于它們的尺寸、載荷、速度、續(xù)航時間、海拔和巡航范圍，可分為小型、微型和納米型無人機。

無人機內(nèi)在的輕重量要求直接導(dǎo)致發(fā)射功率受限及一般使用高頻頻率，這使得檢測和監(jiān)測無人機較為困難。采用跳頻和擴頻傳輸系統(tǒng)降低了干擾的影響，卻增加了檢測和監(jiān)測的挑戰(zhàn)。

微型無人機無線電技術(shù)分類：

通過FHSS控制無人機

范圍：<1 km (沒有放大器)，3 km (有放大器)

DJI Phantom（大疆幻影）

Yuneec Typhoon

通過WIFI控制無人機

范圍： 80-100m (沒有放大器)，2 km (有放大器)

Parrot Bebop

Walkera QR W100S

通過藍(lán)牙控制無人機（低成本型號）

范圍： 60m

自治飛行無人機（通過GNSS，預(yù)定義線路）