任沛閣，郝 鵬，唐 立

（1.國家空域管理中心，北京100094；2.西華大學 汽車與交通學院，四川 成都610000）

1916年世界上第一架無人機在美國試飛成功，此后，無人機被廣泛運用于國內外的軍事領域[1]。20世紀80年代，無人機D-4的出現標志著我國無人機開始向民用方向發(fā)展。在上世紀90年代后，民營企業(yè)逐步開始民用無人機的研發(fā)制造，隨后無人機被逐步應用于物探、災害監(jiān)測等領域。

隨著低空空域的改革，無人機產業(yè)的發(fā)展更加迅速，無人機被越來越多領域所使用，很大程度上提高了任務執(zhí)行的效率和成功率，同時大大降低任務執(zhí)行的成本。據研究表明，為了適應多樣的任務類型，無人機一般根據任務特點，搭載相應的設備[2]。同時，根據任務類型特點的不同，無人機的運行航跡和姿態(tài)也具有一定的差異[3]。隨著無人機應用領域的增加，無人機攜帶的設備和運動特點的多樣性逐步增大，大大增加了無人機監(jiān)管的難度。

為了進一步加強無人機的監(jiān)管，目前行業(yè)內一般基于無人機的大小、航程和運行高度進行分類。但是，上述分類方式無法對無人機的行為意圖進行判斷，不能準確作出相應的應對措施。因此，為了更好的對無人機進行監(jiān)管，建立無人機行為意圖分類方法是必不可少的環(huán)節(jié)。但是，國內外在無人機行為意圖分類方面的研究較少。因此，本文從軍事領域和民用領域對無人機的行為意圖進行分析，并結合無人機本身攜帶設備的差異對無人機行為意圖進行分類。

1 無人機行為意圖分類方法

1.1 偵察無人機

在軍事上，偵察類型常見的無人機類型主要包括：電子偵察、察打一體、隱身偵察等三類[4-5]。電子偵察無人機一般搭載電子對抗偵察系統、通信偵察系統、合成孔徑雷達、紅外相機；察打一體無人機一般同時攜帶高清攝像機、雷達、攻擊型武器等[6]；隱身偵察機一般集偵察設備和復合材料、雷達吸波材料和低噪聲發(fā)動機為一體，在機身表面噴涂能夠吸收紅外光的涂料，減小機身表面的縫隙，減少雷達反射面[7-9]。

1.2 電子戰(zhàn)無人機

在軍事上，電子戰(zhàn)常見的無人機類型主要包括：電子干擾、反輻射、誘餌等無人機。電子干擾無人機一般搭載偵察雷達、阻塞式干擾機；反輻射無人機一般搭載反輻射導彈、探測設備、攻擊型武器；誘餌無人機一般裝載有源雷達轉發(fā)器、無源箔條、角反射器[10]。

1.3 攻擊型無人機

在軍事上，攻擊型無人機主要包括：靶機、自殺型無人機、無人機戰(zhàn)斗機等。其中，靶機一般不搭載多余的實質性的設備，配置雙通道數字式飛控，能攜帶典型的目標增強器和誘餌彈；自殺型無人機一般搭載高精度探測系統和自動飛行系統；無人戰(zhàn)斗機一般攜帶攻擊型武器，并且具有較大的載荷。

根據上述分析，總結軍用無人機的分類及主要特征，如圖1。

圖1 軍用無人機的行為模式及外觀特征

2 民用無人機行為意圖分類方法

2.1 監(jiān)測勘測無人機

監(jiān)測勘測無人機一般攜帶高清數碼攝像機、照相機、GPS定位系統、雷達通信偵察設備、雷達成像系統。

2.2 應急救援無人機

目前無人機在應急救援中的應用，主要包括：應急通信（中繼）、應急照明、消防[11-12]。其中，應急通信無人機一般搭載基站設備、基站天線、機地連接設備無線收發(fā)器、通信傳輸模塊，且一般為系留無人機；應急照明無人機一般搭載大功率的照明設備，且一般為系留無人機；消防無人機一般以旋翼式無人機為主，攜帶攝像機和紅外熱成像儀、滅火設備、載荷吊艙、高壓噴射器等[13]。

2.3 運輸無人機

執(zhí)行運輸任務的無人機，一般具有載荷吊艙。長途運輸無人機一般為中大型固定翼無人機；近距離運輸小件運輸的無人機，一般為旋翼式無人機[14]。

2.4 農業(yè)植保無人機

執(zhí)行農業(yè)植保的無人機，一般具有噴射狀裝置和藥箱，主要以旋翼式和固定翼為主。

2.5 航拍測繪無人機

執(zhí)行航拍測繪任務的無人機一般攜帶高分辨率CCD數碼相機、輕型光學相機、紅外掃描儀，激光掃描儀、磁測儀等獲取信息。

根據上述分析，總結民用無人機的分類及主要特征狀態(tài)，如圖2。

3 數據庫建立

通過上述研究，執(zhí)行不同任務的無人機所攜帶的設備具有一定區(qū)別。同時，執(zhí)行某類任務的無人機會攜帶若干個設備。因此，通過對無人機所攜帶設備特征的提取，并根據無人機所攜帶的設備進行分類和組合分析。

軍用無人機所攜帶的設備主要有：雷達、高清攝像機、攻擊型武器、復合材料、雷達吸波材料、紅外光吸收涂料、干擾機、目標增強器、反輻射導彈、角反射器、彈倉等裝置和設備，將設備以一定概率的形式與軍用無人機用途進行對應，如表1。

同理，民用無人機攜帶設備行為模式概率分布如表2所示。

表1和表2中，根據無人機的關鍵外觀特征，建立每個設備初始的行為意圖影響概率。對于未知無人機，通過表中的初始概率判斷無人機的行為模式：

其中，i為無人機的行為模式，pij為無人機攜帶設備用途概率，j為設備。

圖2 民用無人機的行為模式及外觀特征

表1 軍用無人機攜帶設備行為模式動態(tài)概率分布表

表2 民用無人機攜帶設備行為模式動態(tài)概率分布表

對于已知無人機，通過對無人機所攜帶設備的提取，并根據公式（1）判別無人機的行為模式，并將判定結果與實際結果進行對比。若存在一定的誤差，則對參數進行調整，實現數據庫的動態(tài)更新，保證準確率。

4 結論

本篇論文從無人機的外觀特征和行為特點進行研究，建立無人機行為模式動態(tài)數據庫。研究結果可加強對間諜無人機的識別，同時對敵方無人機攻擊進行提前防空預警，進一步促進我國國防科技的發(fā)展。加強我軍無人機運行狀態(tài)的管理，促進我國無人機作戰(zhàn)能力的提高，增強無人機的軍事打擊能力。