安格斯·巴蒂·迪力索普

導(dǎo)讀：自去年12月加特沃克機(jī)場(chǎng)無人機(jī)入侵事件發(fā)生以來，市場(chǎng)對(duì)反無人機(jī)技術(shù)的興趣有很大提升。寬泛的要求和不清晰的監(jiān)管環(huán)境是業(yè)界面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

在一處前皇家空軍基地的邊緣，當(dāng)年的紅磚平房手術(shù)室現(xiàn)已改作羊圈，一家防務(wù)承包商正在此向一個(gè)紀(jì)錄片攝制組展示民用防空技術(shù)的未來。此時(shí)一架“精靈”3無人機(jī)正懸停在跑道上空，一名工作人員正在車內(nèi)向來賓介紹萊昂納多公司(Leonardo)的Falcon Shield反無人機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能探測(cè)和識(shí)別小型無人機(jī)，也能擊落被鎖定的無人機(jī)。

Falcon Shield反無人機(jī)系統(tǒng)包含一個(gè)無線電探測(cè)器、一套光電和紅外攝像頭、一套指揮控制軟件和一臺(tái)操作站以及一個(gè)能對(duì)非法無人機(jī)與其操作者之間的無線電鏈路進(jìn)行干擾的干擾器。

Falcon Shield系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)和開放的架構(gòu)，可根據(jù)需要添加其他模塊，例如萊昂納多公司與泰雷茲集團(tuán)旗下的英國(guó)雷達(dá)企業(yè)Aveillant公司合作，將后者的3D有源相控陣?yán)走_(dá)集成到了Falcon Shield系統(tǒng)當(dāng)中。該模塊使得Falcon Shield系統(tǒng)能探測(cè)既不接收也不發(fā)射無線電信號(hào)的無人機(jī)，例如以GPS航點(diǎn)模式沿預(yù)定路徑飛行的無人機(jī)。

2017年12月加特沃克機(jī)場(chǎng)無人機(jī)入侵事件肇事者的身份至今仍未查明，當(dāng)時(shí)皇家空軍在該機(jī)場(chǎng)部署了Falcon Shield系統(tǒng)的部分組件進(jìn)行應(yīng)對(duì)。此次事件和皇家空軍的介入導(dǎo)致加特沃克機(jī)場(chǎng)被迫關(guān)閉4天。今年1月，非法無人機(jī)入侵希斯羅機(jī)場(chǎng)并導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)短暫關(guān)閉，此次事件中皇家空軍再次部署了Falcon Shield系統(tǒng)。

萊昂納多公司表示，F(xiàn)alcon Shield系統(tǒng)在2015年就已上市銷售，自以上兩次無人機(jī)入侵事件發(fā)生后，市場(chǎng)對(duì)該系統(tǒng)的興趣激增。但此次演示卻凸顯了反無人機(jī)系統(tǒng)面對(duì)的一些政府監(jiān)管方面的問題，因?yàn)獒槍?duì)民用設(shè)施，反無人機(jī)入侵問題的監(jiān)管規(guī)定遲遲不能出臺(tái)。

盡管該公司與有關(guān)部門商討相關(guān)事宜已有2個(gè)多月，但還是沒能獲得進(jìn)行效應(yīng)器(干擾器) 展示的許可。Falcon Shield系統(tǒng)的GPS和無線電干擾信號(hào)發(fā)射范圍只是一個(gè)20°的空間角。而且，申請(qǐng)的許可只是在相對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行每次20s的短暫發(fā)射，頻率也僅限于目標(biāo)無人機(jī)使用的頻率。

由于沒有獲得進(jìn)行效應(yīng)器展示的許可，展示團(tuán)隊(duì)只能在車內(nèi)播放了一段展示干擾器效果的視頻。視頻中的測(cè)試是在一處軍用電子戰(zhàn)測(cè)試場(chǎng)進(jìn)行的。這也是該公司目前在英國(guó)境內(nèi)唯一驗(yàn)證過干擾器的地方。

和網(wǎng)絡(luò)安全一樣，反無人機(jī)技術(shù)在法規(guī)和監(jiān)管方面給各國(guó)政府帶來了很大挑戰(zhàn)。為有效保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，通常需要由民間機(jī)構(gòu)或商業(yè)機(jī)構(gòu)在本土部署軍用級(jí)別的解決方案，而這有可能產(chǎn)生難以預(yù)測(cè)的次生效應(yīng)。

“除非監(jiān)管規(guī)定發(fā)生改變，否則民用機(jī)場(chǎng)開展反無人機(jī)作業(yè)的情況不可能常態(tài)化?！比R昂納多公司電子系統(tǒng)部銷售總監(jiān)保羅·博特說?！凹犹匚挚撕拖Ｋ沽_機(jī)場(chǎng)無人機(jī)入侵事件發(fā)生后，雖然監(jiān)管法規(guī)做出了一些改變，但至少我個(gè)人認(rèn)為，民用機(jī)場(chǎng)常態(tài)化使用反無人機(jī)干擾器的情況不會(huì)出現(xiàn)。他們可能只希望在出現(xiàn)入侵情況時(shí)才動(dòng)用干擾手段。但無論如何監(jiān)管法規(guī)的改變必須跟得上?！?/p>

加特沃克機(jī)場(chǎng)和去年希斯羅機(jī)場(chǎng)的無人機(jī)入侵事件不僅引發(fā)了各界對(duì)反無人機(jī)技術(shù)以及機(jī)場(chǎng)和相關(guān)部門密切合作采取及時(shí)有效應(yīng)對(duì)措施的關(guān)注，也凸顯了非法無人機(jī)問題的復(fù)雜性和多面性。

入侵加特沃克機(jī)場(chǎng)的無人機(jī)是和大多數(shù)消費(fèi)級(jí)無人機(jī)一樣的多軸飛行器，入侵希斯羅機(jī)場(chǎng)的是更大型的固定翼無人機(jī)。像Falcon Shield這樣的反無人機(jī)系統(tǒng)通常能定位到無人機(jī)操作者的位置-這對(duì)于執(zhí)法部門采取應(yīng)對(duì)措施非常重要，因?yàn)樽カ@無人機(jī)操作者可能是挫敗無人機(jī)入侵的唯一有效辦法。

因此，對(duì)民航機(jī)場(chǎng)來說，反無人機(jī)系統(tǒng)不僅要具備識(shí)別和跟蹤小型、低速多旋翼無人機(jī)的能力，還要具備識(shí)別和跟蹤大型、高速、可能來自較遠(yuǎn)距離外的固定翼無人機(jī)的能力，以及定位無人機(jī)操作者的能力，但即使具備以上所有性能的反無人機(jī)系統(tǒng)也還是不夠的。

Crowded Space Drones公司的客戶包括警方、場(chǎng)地所有者和基礎(chǔ)設(shè)施提供者，是一家?guī)椭Ｕ洗笮腿藛T密集場(chǎng)所空域安全的咨詢公司，該公司創(chuàng)始人安德魯·麥庫蘭表示：“我們可以確定的是，入侵加特沃克機(jī)場(chǎng)的無人機(jī)具有規(guī)避某些無人機(jī)探測(cè)手段的能力，這也是為何警方?jīng)]能定位到操作者位置的原因。肇事無人機(jī)是針對(duì)非法用途特別設(shè)計(jì)的，基本可以肯定不是商用無人機(jī)?！?/p>

圖1 萊昂納多公司的Falcon Shield系統(tǒng)， 包括Guardian效應(yīng)器(左) 、Metis Aerospace公司生產(chǎn)的Skyperion無線電探測(cè)器(中) 和Norio光電/紅外傳感器(右) 。

圖2 Guardian效應(yīng)器能干擾目標(biāo)無人機(jī)的GPS和無線電控制鏈路。

隨著新一代無人機(jī)技術(shù)的登場(chǎng)，非法無人機(jī)帶來的挑戰(zhàn)會(huì)更加嚴(yán)峻。采用LTE數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)作為指揮控制鏈路的無人機(jī)的出現(xiàn)，使得操作者可以從很遠(yuǎn)的距離上、甚至從洲際距離上控制無人機(jī)。這種情況下，抓捕非法無人機(jī)操作者幾乎是不可能的，對(duì)其進(jìn)行干擾也有對(duì)區(qū)域內(nèi)的手機(jī)通訊產(chǎn)生干擾的風(fēng)險(xiǎn)。

反無人機(jī)系統(tǒng)研發(fā)者面對(duì)的挑戰(zhàn)還遠(yuǎn)不止于此。在2017年9月的倫敦國(guó)際安防展上，此時(shí)希斯羅機(jī)場(chǎng)和加特沃克機(jī)場(chǎng)事件尚未發(fā)生，英國(guó)國(guó)防部反無人機(jī)項(xiàng)目主管皮特·克拉克表示，英國(guó)軍隊(duì)的反無人機(jī)需求面非常廣，對(duì)現(xiàn)有的采購(gòu)流程構(gòu)成了挑戰(zhàn)。除保護(hù)軍事基地和機(jī)場(chǎng)等固定設(shè)施外，還有很多不同場(chǎng)景需要反無人機(jī)系統(tǒng)。他說：“我和業(yè)界接觸的時(shí)候，大多數(shù)公司在研發(fā)保護(hù)固定設(shè)施的解決方案。但我們也需要考慮保護(hù)車隊(duì)和船隊(duì)的問題，這方面的解決方案就少得多?！?/p>

皮特·克拉克說，考慮到以上多方面因素，英國(guó)國(guó)防部在反無人機(jī)技術(shù)方面拋棄了常規(guī)的擬定需求、展開競(jìng)爭(zhēng)然后選擇一家供應(yīng)商的采購(gòu)流程，轉(zhuǎn)而采用英國(guó)國(guó)土安全部(MI5) 下屬機(jī)構(gòu)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)中心(CPNI) 的一種通過被稱為裝備目錄的方式采購(gòu)無人機(jī)系統(tǒng)。

“采用這種方式，我們將持續(xù)評(píng)估潛在解決方案，”皮特·克拉克說。英國(guó)國(guó)防部將對(duì)提交的解決方案進(jìn)行初步篩選，評(píng)估和批準(zhǔn)那些看起來可能有應(yīng)用潛力的解決方案。“就英國(guó)國(guó)防部而言，一旦某種裝備在競(jìng)爭(zhēng)中勝出，就會(huì)被列入采購(gòu)目錄，”他說?！斑@樣當(dāng)我們有迫切的使用需求的時(shí)候，我們只需要查看最新版的采購(gòu)目錄然后按需采購(gòu)就行了。”

圖3 Norio光電/紅外傳感器模塊包括左側(cè)的Horizon熱成像儀，和右側(cè)的一個(gè)可見光相機(jī)和一個(gè)激光測(cè)距儀。

對(duì)需要保護(hù)機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)館或其它固定設(shè)施的民用市場(chǎng)用戶而言，需求面可能更窄一些，但市售反無人機(jī)系統(tǒng)之間的功能重疊比較有限，每種產(chǎn)品都只是針對(duì)比較特定的威脅提供了不同程度的保護(hù)能力。對(duì)潛在用戶來說，需要考慮的問題更多的是“我需要應(yīng)對(duì)什么類型的威脅”而不是“我應(yīng)該買哪個(gè)反無人機(jī)系統(tǒng)”。

業(yè)界必須與用戶共同努力，確保提供的反無人機(jī)產(chǎn)品契合需求。以萊昂納多公司為例，在考慮將Falcon Shield系統(tǒng)作為傳感器或效應(yīng)器應(yīng)用的時(shí)候，初步風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是不可缺少的一步。

“我們有一套為客戶提供初步咨詢的軟件。根據(jù)我們對(duì)系統(tǒng)能力的了解，以及客戶面對(duì)的問題和需要的解決方案。我們能夠在客戶預(yù)算范圍內(nèi)提供最佳解決方案?！比R昂納多公司銷售和市場(chǎng)推廣經(jīng)理安迪·羅伯茨說。

對(duì)于小一些的反無人機(jī)公司，答案可能是讓用戶了解，一個(gè)有效的反無人機(jī)系統(tǒng)不需要具備應(yīng)對(duì)所有威脅的能力。Aaronia是德國(guó)的一家專業(yè)研發(fā)頻譜分析產(chǎn)品的公司，該公司3年前開始研發(fā)的Aartos反無人機(jī)系統(tǒng)在2018年里已經(jīng)賣出了100多套。用戶包括比利時(shí)警方，在2018年北約峰會(huì)期間使用Aartos系統(tǒng)防御無人機(jī)威脅。此后，又在美國(guó)總統(tǒng)特朗普和朝鮮領(lǐng)導(dǎo)人金正恩在新加坡會(huì)晤期間被部署使用。

該公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官托爾斯·滕希米爾斯表示，接下來將推出的第5代產(chǎn)品將具備探測(cè)和反制采用LTE數(shù)據(jù)鏈的無人機(jī)系統(tǒng)的能力，是市場(chǎng)上首個(gè)此類產(chǎn)品，但當(dāng)前系統(tǒng)主要的探測(cè)器是無線電探測(cè)器。雖然這樣無法防御不發(fā)射無線電信號(hào)的無人機(jī)，但此類威脅主要是假想敵而非現(xiàn)實(shí)威脅，所以Aartos系統(tǒng)能防御大多數(shù)非法無人機(jī)。

大多數(shù)在機(jī)場(chǎng)飛無人機(jī)的人“只是一些白癡”，托爾斯·滕希米爾斯說?！八麄冋J(rèn)為拍攝一架A380迎面飛來的照片很酷，可以發(fā)到網(wǎng)上炫耀，收獲很多贊。所以主要的威脅其實(shí)是這種白癡?！?■