姚 堯
(中國(guó)民用航空飛行學(xué)院廣漢分院,四川 廣漢 613807)
目前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng),科技創(chuàng)新水平和能力都有了較大提高。無(wú)人機(jī)的相關(guān)技術(shù)手段也有了很大發(fā)展,其功能和保障能力不斷提高,能夠更好地適應(yīng)科技發(fā)展的需要。無(wú)人機(jī)是一種可以有效遠(yuǎn)程控制的飛行器,可以在特定時(shí)間內(nèi)完成特定任務(wù)。我國(guó)目前出現(xiàn)了許多具有“低慢小”特點(diǎn)的無(wú)人機(jī),“黑飛”擾航、入侵禁區(qū)等違法違規(guī)行為,并與傳統(tǒng)犯罪結(jié)合,形成了一種新的犯罪形式,對(duì)國(guó)家、社會(huì)和個(gè)人的安全構(gòu)成了巨大威脅。同時(shí),由于我國(guó)公民對(duì)無(wú)人機(jī)的安全認(rèn)識(shí)水平還不夠高,有關(guān)部門對(duì)于“低概率高風(fēng)險(xiǎn)”的無(wú)人機(jī)犯罪的防范機(jī)制還不健全。而且由于其自身的功能、水平、效率等諸多問(wèn)題,使得目前的對(duì)抗力量顯得有些薄弱。因此,要想在今后的對(duì)抗中占據(jù)主動(dòng),就必須要對(duì)其進(jìn)行深入分析,并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。
(1)性能高,技術(shù)強(qiáng)。就算是最常見(jiàn)的民用無(wú)人機(jī),也有足夠的載重能力,可以安裝高清攝像機(jī)、噴灑設(shè)備等。先進(jìn)的飛行控制系統(tǒng)、高清圖像傳輸系統(tǒng)和云端平臺(tái)技術(shù),大大減少了駕駛員的操作難度,低延時(shí)的5 G網(wǎng)絡(luò),讓它擁有更大的靈活性,更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間,以及遠(yuǎn)超陸地上的高速飛行,這都能夠大大提高其戰(zhàn)斗力。
(2)門檻和成本低。無(wú)人機(jī)的獲取方式有很多,民眾對(duì)無(wú)人機(jī)的防范意識(shí)很差,所以他們很容易就能從網(wǎng)上買到各種型號(hào)的無(wú)人機(jī)。有些擁有一定技術(shù)水平的人,還能自己買下無(wú)人機(jī)的配件,用這種“非合作”的無(wú)人機(jī)來(lái)作案,將會(huì)給警方帶來(lái)很大麻煩。
(3)操作簡(jiǎn)便,不易出故障。無(wú)人機(jī)的操控要比模擬飛機(jī)容易得多,而且不需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的訓(xùn)練。此外,大多數(shù)飛機(jī)都設(shè)有內(nèi)部控制系統(tǒng),可以在緊急情況下進(jìn)行飛行或自動(dòng)返回。
(1)電磁干擾(EMI)。EMI能有效地阻止無(wú)人機(jī)與主控站的通訊,并截?cái)噙h(yuǎn)程信號(hào)、數(shù)傳、圖傳信號(hào)。它能讓無(wú)人機(jī)在失去信號(hào)后,處于自我防護(hù)的狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行緊急降落和驅(qū)趕。而且它能夠在一定范圍內(nèi),對(duì)多架無(wú)人機(jī)進(jìn)行有效定位和全方位干擾,具有一定的殺傷效果。
(2)導(dǎo)航信號(hào)干擾。民用無(wú)人駕駛飛機(jī)通常采用衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行定位,并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行干擾。一旦沒(méi)有了導(dǎo)航信號(hào),無(wú)人機(jī)就會(huì)失去精確的位置,這就會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,對(duì)無(wú)人機(jī)飛行造成一定的限制。這種干擾方法因其導(dǎo)航信號(hào)微弱而易于實(shí)施,但是這種干擾會(huì)對(duì)周圍的導(dǎo)航終端造成一定影響,所以在使用時(shí)要特別小心。
(3)聲波干擾。無(wú)人機(jī)有一個(gè)關(guān)鍵部件,即陀螺儀,它能讓無(wú)人機(jī)感覺(jué)到自己的飛行狀況。無(wú)人機(jī)依靠陀螺的反饋和控制系統(tǒng)來(lái)保持自身平衡,所以只要干擾陀螺儀的工作,就可以讓它失去作用。聲波干擾,就是利用雷達(dá)的音波產(chǎn)生共鳴,讓雷達(dá)的回波失去作用,從而造成無(wú)人機(jī)失事。但是目前的干擾方法成本較高,不宜大規(guī)模應(yīng)用。
無(wú)論是導(dǎo)彈、激光、格斗型無(wú)人機(jī),還是常規(guī)武器,都能對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性打擊,從而徹底消滅它們。但這種方法需要精確的射擊,而且成本很高,會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)不可挽回的摧毀。所以直接摧毀無(wú)人機(jī)在民用方面是行不通的。
另外一種對(duì)抗方法是在地面和空中進(jìn)行截?fù)簟W畛S玫姆椒ň褪怯毛C槍來(lái)射擊,但對(duì)無(wú)人機(jī)的攻擊范圍很小,也有大型無(wú)人機(jī)用來(lái)捕獲小型無(wú)人機(jī),還可以采用8軸的大型無(wú)人機(jī),上面安裝著巨大的捕獲網(wǎng),用來(lái)捕獲小型無(wú)人機(jī)。不過(guò)由于這種方式操作起來(lái)比較困難,而且在靈活性方面,小型無(wú)人機(jī)占據(jù)很大優(yōu)勢(shì),所以并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。除此之外,還有一種方法,就是訓(xùn)練鷹隼,捕捉無(wú)人機(jī),然后將其送到指定的地方。要捕捉到無(wú)人機(jī),必須是在可見(jiàn)范圍之內(nèi),所以它的射程有限。由于避障技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)其進(jìn)行攔截和捕獲將變得更加困難。
(1)導(dǎo)航信號(hào)誘騙。針對(duì)民用無(wú)人機(jī)的衛(wèi)星導(dǎo)航終端,利用假導(dǎo)航衛(wèi)星訊號(hào),將其誘騙至系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的錯(cuò)誤地點(diǎn)。利用衛(wèi)星定位信號(hào)進(jìn)行誘騙,可以達(dá)到設(shè)置禁飛區(qū)、欺騙返航點(diǎn)、航向欺騙等目的。在無(wú)人偵察機(jī)接收到衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)比較弱的情況下,該系統(tǒng)僅需少量的發(fā)射功率就可以達(dá)到干擾目標(biāo)的目的。
(2)無(wú)線電信號(hào)劫持。目前,無(wú)人機(jī)所采用的控制信號(hào)主要集中在普通的民用波段,如2.4 GHz、5.8 GHz。所謂的“截獲”,就是通過(guò)對(duì)無(wú)人偵察機(jī)的通訊協(xié)議進(jìn)行解密,再通過(guò)對(duì)其進(jìn)行更大程度的控制,進(jìn)而取得對(duì)其完全控制,這是當(dāng)前世界上最先進(jìn)的無(wú)人機(jī)對(duì)抗技術(shù)之一。但是隨著無(wú)人機(jī)通信技術(shù)、密碼技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)其進(jìn)行解密也變得更加困難,而且還需要對(duì)其頻譜特性的適配庫(kù)和通訊協(xié)議進(jìn)行定期更新。
(3)黑客技術(shù)。目前市面上有不少無(wú)人機(jī)都是通過(guò)手機(jī)、平板來(lái)控制,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊,所以有不少成熟的黑客技術(shù)可以對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行攔截。但是由于其技術(shù)門檻高、難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,目前的無(wú)人機(jī)對(duì)抗技術(shù)多以干擾阻斷為主。
自從無(wú)人機(jī)出現(xiàn)后,在軍事上得到了廣泛運(yùn)用,所以對(duì)其進(jìn)行反制工作一直都是各國(guó)軍方必須要考慮的問(wèn)題。社會(huì)對(duì)它的重視程度并不高,而且上一代無(wú)人機(jī)的性能也遠(yuǎn)不如這一代,所以一般的防空系統(tǒng)都能應(yīng)付。21世紀(jì)以后,我國(guó)無(wú)人機(jī)逐步向具有“低慢小”特點(diǎn)的消費(fèi)型無(wú)人機(jī)發(fā)展,有些產(chǎn)品已從“低慢小”的觀念中脫離出來(lái),在體積、速度、高度、負(fù)載等方面都有了很大提高,但是反制技術(shù)的發(fā)展并不能與無(wú)人機(jī)更新升級(jí)的速度相適應(yīng)。目前最常用的對(duì)抗手段,就是單純地將常規(guī)的反器材運(yùn)用于民用領(lǐng)域,依靠高功率設(shè)備的干擾,以及軍用武器的打擊,很難取得很好的效果。在偵測(cè)和識(shí)別上,一些高端的無(wú)人機(jī)已擁有隱身外形、隱身材料和電子對(duì)抗裝備,而常規(guī)的偵測(cè)、反偵察裝備根本無(wú)法發(fā)現(xiàn)。在攔截、打擊上,它具有多功能、快速的機(jī)動(dòng)和攔截,難以精確的打擊,而且還可能對(duì)其本身造成一定威脅。就有關(guān)部門的專業(yè)實(shí)力而言,除機(jī)場(chǎng)、重點(diǎn)單位和重要設(shè)施固定配置反制器材以外,其他單位和場(chǎng)所幾乎沒(méi)有配備,許多地方仍采用較老的高功率偵測(cè)反制武器。另外,就算是擁有偵測(cè)反器材的部隊(duì),也沒(méi)有經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)的人員,因此在處理無(wú)人機(jī)犯罪和低空安全方面,常常遇到很大的困難。
無(wú)人機(jī)的使用數(shù)量激增是最近幾年的事情,但大多數(shù)公眾只看到了它的功能和高科技性。比如公安反恐作戰(zhàn)、警察巡邏、電力巡檢等,都沒(méi)有認(rèn)識(shí)到無(wú)人機(jī)會(huì)給自己的生命、財(cái)產(chǎn)安全和個(gè)人隱私造成危害。有關(guān)政府部門在得知無(wú)人機(jī)襲擊、無(wú)人機(jī)干擾、墜落傷人等問(wèn)題后,也逐漸認(rèn)識(shí)到了無(wú)人機(jī)的雙重屬性,但并沒(méi)有采取有效的控制手段。在北京奧運(yùn)之前,相關(guān)部門并未將無(wú)人機(jī)的安全問(wèn)題納入工作范圍,在重大事件中開(kāi)展低空安全和日常安全檢查。還缺少相應(yīng)的管理經(jīng)驗(yàn),在法規(guī)的規(guī)定上,廣東,四川等省市也都制定了相應(yīng)的管制條例,但大都是針對(duì)禁飛區(qū)的設(shè)置、無(wú)人機(jī)的規(guī)格、飛行規(guī)則等問(wèn)題,內(nèi)容比較籠統(tǒng),缺乏一個(gè)有效的管理架構(gòu),實(shí)踐中的作用并不顯著??傮w來(lái)說(shuō),整個(gè)社會(huì)的安全意識(shí)還比較薄弱,有關(guān)部門也沒(méi)有把它作為一項(xiàng)重要的工作。更讓人擔(dān)心的是,隨著無(wú)人機(jī)的性能越來(lái)越好,購(gòu)買和使用門檻越來(lái)越低,用戶越來(lái)越多,低空飛行的安全隱患也會(huì)越來(lái)越大。使用無(wú)人駕駛飛機(jī)進(jìn)行恐怖襲擊、非法運(yùn)輸、偷拍、干擾航行等違法行為會(huì)越來(lái)越多,而預(yù)防措施上的落后將導(dǎo)致今后在處理低空安全突發(fā)事件時(shí)處于被動(dòng)地位。
目前針對(duì)無(wú)人機(jī)的反制器材大都是以攻擊為目的,沒(méi)有考慮到所造成的二次損傷。例如,為了確保工作距離,高功率的信號(hào)干擾對(duì)抗裝置通常采用高信號(hào)傳輸功率。但是這種情況下,不但會(huì)對(duì)目標(biāo)無(wú)人機(jī)造成影響,而且對(duì)該地區(qū)的民用電臺(tái)也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。就連民用飛機(jī)的信號(hào)也會(huì)出現(xiàn)波動(dòng),對(duì)乘客的飛行安全構(gòu)成威脅,超出規(guī)定的輻射量,會(huì)對(duì)身體造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。這兩種武器都是以直接破壞無(wú)人機(jī)為目標(biāo),造成無(wú)人機(jī)失控、墜毀或迫降,在城市中有很大的危險(xiǎn)。城市人口密集,車輛密集,一旦失控很容易造成人員失控,造成人員傷亡,車輛、建筑物等財(cái)物受損,甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故。而且使用動(dòng)能武器進(jìn)行無(wú)人機(jī)反制工作,不可避免地會(huì)出現(xiàn)聲音和光線,在人口稠密的地方很容易引起恐慌,從而引發(fā)社會(huì)輿論和流言,對(duì)區(qū)域的穩(wěn)定不利。
在法規(guī)政策缺失、管理制度落后的情況下,科技仍是打擊無(wú)人機(jī)的有力工具?!百x能”并非單純的賦能,它更多的是激勵(lì)行為者通過(guò)自己的力量來(lái)達(dá)到特定目的。它還可以被解讀為,為行為主體的目的提供新的途徑、思路和可能性。一方面,目前的無(wú)人機(jī)反制技術(shù)仍有很多缺陷,為了提高其可靠性和效率,還需繼續(xù)進(jìn)行研究。另外,在新技術(shù)的支持下,可以提高對(duì)無(wú)人機(jī)的對(duì)抗能力。云計(jì)算技術(shù)為對(duì)抗提供了更好的手段,針對(duì)無(wú)人機(jī)的反制可以參照無(wú)人機(jī)監(jiān)控模式,將其劃分為合作型和非合作型,以增強(qiáng)反制手段的針對(duì)性和效果。針對(duì)合作對(duì)象,可以將無(wú)人機(jī)的身份信息上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)中,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航和管理。對(duì)非合作型無(wú)人機(jī),通過(guò)云端數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì),對(duì)飛行高度、飛行軌跡等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并將其與國(guó)家安全機(jī)關(guān)、公安機(jī)關(guān)等單位共享,及時(shí)預(yù)警。
當(dāng)前,人們對(duì)無(wú)人機(jī)的作用已有一定了解,然而,人們對(duì)無(wú)人機(jī)的安全性和解決存在問(wèn)題對(duì)策的研究還不夠深入,所以要提高大眾對(duì)無(wú)人機(jī)安全風(fēng)險(xiǎn)宣傳與教育的水平,使全社會(huì)都認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。針對(duì)公眾、社區(qū)或組織可以通過(guò)開(kāi)展宣講會(huì)、分發(fā)宣傳海報(bào)等方式讓大眾深刻理解無(wú)人機(jī)的安全隱患以及解決的措施,還可以通過(guò)微信公眾號(hào)、微博等形式傳播無(wú)人機(jī)所帶來(lái)的危險(xiǎn)案例,讓公眾了解到無(wú)人機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn),對(duì)其進(jìn)行更多的了解,并對(duì)“黑飛”進(jìn)行自覺(jué)監(jiān)督和舉報(bào)。針對(duì)有關(guān)政府部門,可以邀請(qǐng)專業(yè)的無(wú)人機(jī)反制專家、經(jīng)驗(yàn)豐富的操作者,到有反制要求的單位舉辦講座或培訓(xùn),以加強(qiáng)各單位的反恐意識(shí),加強(qiáng)各單位的應(yīng)對(duì)措施。另外,一旦發(fā)生重大事件,比如“黑飛”入侵,都要通過(guò)演練及時(shí)做出反應(yīng),構(gòu)筑起一道完整的防御網(wǎng)。
反制裝備的部署和運(yùn)用與開(kāi)發(fā)生產(chǎn)同樣重要,操作者必須清楚每一種反制措施的結(jié)果。不同的反制設(shè)備會(huì)造成不同程度的二次傷害,使用軟攻擊來(lái)進(jìn)行干擾,會(huì)對(duì)其他正常的無(wú)線電業(yè)務(wù)造成一定影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)民航等關(guān)鍵設(shè)備造成嚴(yán)重的影響。所以,首先要解決的問(wèn)題就是如何合理部署反制設(shè)備,在使用時(shí)要上報(bào)有關(guān)部門,并視具體情況選擇軟性和硬性殺傷。在人口稠密的城市,采用軟打擊技術(shù)是最好的方法,通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)導(dǎo)航、數(shù)傳、圖傳三類鏈路的電子對(duì)抗,實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)返航、懸停和著陸。雖然會(huì)對(duì)其他無(wú)線電設(shè)備造成一定的影響,但相比起無(wú)人機(jī)殘骸、零件墜落造成的噪音,還是會(huì)造成不良后果。造成的經(jīng)濟(jì)損失也相對(duì)較少。在遠(yuǎn)離城市地區(qū)、軍事地區(qū)、國(guó)家重點(diǎn)設(shè)施等非人口稠密地區(qū)或容易受到攻擊的地區(qū),可以采用激光、微波、動(dòng)能彈丸等直接、精確、快速地消滅目標(biāo)。因?yàn)橄鄬?duì)于重點(diǎn)設(shè)施和人員的攻擊,無(wú)人機(jī)的墜落造成的破壞是微不足道的。另外,可以根據(jù)情況采取相應(yīng)對(duì)策,比如用無(wú)人機(jī)“網(wǎng)捕”無(wú)人機(jī),控制拋網(wǎng)無(wú)人機(jī),訓(xùn)練穿梭機(jī)打擊目標(biāo),這些都是可行的。通過(guò)侵入無(wú)人機(jī)內(nèi)部的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和開(kāi)放式的遠(yuǎn)程接口,從而對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,黑客技術(shù)可以竊取控制權(quán),同時(shí)還可以減少次生傷害的發(fā)生。
由于無(wú)人機(jī)的廣泛使用,以及控制手段的落后,對(duì)公眾安全造成了一定威脅。在今后的發(fā)展中,反制無(wú)人機(jī)工作還存在著許多問(wèn)題,如單一的偵測(cè)方法很難確保其有效性,很難防止虛假報(bào)警和漏報(bào),很難辨別是否合法,同時(shí)攔截的危害是不可避免的,系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步提高。在發(fā)展反制無(wú)人機(jī)方面,應(yīng)采取立法和技術(shù)控制相結(jié)合的方法,積極推進(jìn)反制無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展。以先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ),在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新,充分發(fā)揮其在實(shí)際中的應(yīng)用能力,從而達(dá)到對(duì)無(wú)人機(jī)的有效控制。