GAO报告：科技聚焦反无人机技术

作者：郭道平

2022年3月15日，美国国会政府问责局（GAO）网站发布报告，题为《Science & Tech Spotlight: Counter-Drone Technologies》。报告要点如下：

无人驾驶飞机系统即“无人机”，用于拍照、运送包裹、监测农作物等。然而，无人机可能会带来重大的安全和安保风险——例如，如果它们进入了机场附近的空域，或它们是否被用于毒品走私等非法活动。为了降低这些风险，反无人机技术可以探测未经授权或不安全的无人机，并在需要时干扰、捕获它们或使其失能。

我们考察了反无人机系统的工作原理、这些技术的成熟度，以及使用这些系统带来的一些机遇、挑战和政策问题。

重要性

无人驾驶飞机系统或“无人机”可能对美国关键地点构成安全和安保风险，并且可能用于走私或其它犯罪活动。预计到 2024 年美国将有超过200万架无人机，上述风险可能会增加。探测和缓解技术可以应对这些风险，但可能面临有效性和意外影响等方面的挑战。

技术

问题何在？无人驾驶飞机系统（UAS）或“无人机”有多种用途，例如摄影、运送包裹和监测农作物。但是，如果 UAS 在未经授权的情况下进入美国关键地点周围的空域或用于非法活动，也会带来重大的安全和安保风险。为了降低这些风险，反无人机技术可以探测到此类未经授权或不安全的无人机，并在需要时干扰、捕获它们或使其失能。

美国已经报告了几起UAS事件。例如，2019年1月，纽瓦克自由国际机场在附近可能发现UAS后，暂停了所有着陆并让飞机改道一个多小时。此外，走私者使用无人机系统将非法药物运入国内。

随着UAS使用的增加，此类事件的报告可能会增加。美国联邦航空管理局（FAA）预测，到 2024 年，商用 UAS 机队将达到828000架左右，而休闲机队将达到148万架左右。

在国内，现有的联邦法律（例如《飞机破坏法》或《计算机欺诈和滥用法》）可能会限制或禁止反UAS活动。然而，4个联邦机构（国防部、能源部、司法部和国土安全部）已获授权在某些情况下部署反无人机技术，例如保护敏感的政府设施，包括国内军事基地和监狱，或提供体育锦标赛期间的安全。

如何工作？反无人机技术通常分为两类：探测和缓解风险。探测技术包括跟踪热特征的红外设备、扫描控制信号的射频系统以及识别UAS马达产生的独特声音的声学方法。根据巴德学院2019年的一份报告，射频和雷达系统是最常见的探测技术。

缓解技术可以击退或拦截未经授权的 UAS。例如，干扰信号能干扰或中断UAS与其操作员之间的通信连接，从而触发 UAS 着陆或返回其操作员那里。根据巴德学院的报告，干扰是最常见的缓解技术。其它缓解技术包括可以使用定向能或动能（如激光或射弹）来使UAS失能或被摧毁。然而，动力学方法可能存在问题，因为坠落或爆炸的UAS可能会导致意外损伤。

成熟度如何？尽管国防部至少从 2014 年开始在国外使用反无人机技术，但它在国内的使用受到限制。最近4年，授权机构在国内部署了一些反无人机技术。然而，其中一些技术在探测和跟踪小型UAS（小于25千克）方面的能力有限。此外，只有少数技术能成功地干扰UAS或使之失能，而其中许多只能在300米或更短的距离内有效。

为了应对UAS风险，美国联邦航空局（FAA）（已 获授权进行有限的测试活动）和一些授权机构正在继续测试、评估和开发一体化反UAS平台。这些平台所拥有的能力旨在应对特定的风险环境。例如，强大的远程信号干扰器可能有效缓解农村地区的UAS风险，例如在国内一些军事基地附近，但如果在城市或机场附近使用，采用同样的技术也可能破坏合法和重要的通信。

UAS技术不断进步，变得更容易为公众所用。例如，UAS变得更小、更具机动性，使得探测和缓解风险更具挑战性。为了保持有效，反无人机技术需要适应这些变化。

机遇

• 增强安全性。UAS干扰了军用和商用飞机的使用，进入大型体育赛事的空域，非法访问无线网络，并在敏感的国家安全设施上空出现。反无人机技术可以解决对关键站点和资产的此类威胁。
• 改善态势感知。反无人机平台使得可以跟踪关键站点附近的无人机活动，并允许随时间或位置的变化进行数据分析，以更好地了解威胁。

挑战

• 效能。电磁干扰（例如，电源线和 LED显示屏）和小型空中物体（例如，鸟类）会使探测能力下降或使探测出错。风险缓解系统的有效范围可能有限，或者难以对抗快速或以不可预测模式移动的UAS。
• 意外影响。反无人机平台可能会干扰附近的通信，例如使用导航系统的设备，从而造成安全隐患。对于动力学缓解措施，出错的射弹或坠落的UAS可能会损坏财产或伤害地面人员。
• 授权机构数量有限。截至2022年3月，只有四个联邦机构获得授权在某些情况下开展反无人机行动，并且没有任何州或地方机构（或个人）拥有此类特定的联邦授权。根据巴德学院的报告，地方机构通常依靠少数联邦反无人机单位来应对其所在地区的无人机威胁。
• 隐私问题。反无人机探测方法可以收集个人身份信息，例如有关操作员的信息或旁观者的相机图像。

政策背景和问题

随着UAS使用的增加以及对反UAS技术需求的增加，决策者面临的关键问题包括：

• 哪些研发可能会带来创新的反无人机解决方案，这些解决方案可以更有效地解决UAS安全和安保风险，同时最大限度地减少对空域或公众的意外影响？
• 如果政策制定者考虑授权其它主体（包括州和地方执法机构）使用反无人机系统，并扩大这些技术的使用，可能的取舍是什么？
• 如果政策制定者考虑扩大授权，应在联邦机构和其它机构使用这些技术方面采取哪些恰当的司法协调和监管监督？

来源：全球航空资讯