关于无人机发展的趋势分析和应用

当前无人机系统广泛应用到各个行业，极大地丰富了各个行业的工作和人们的日常生活。当初用于娱乐目的的无人机日益用于其它（有时是敌对）用途。这包括：观察/扰乱公共活动、刺探保护区域、偷运违禁品到监狱、危及/威胁商用空中交通，以及进入限制空域。对抗此类无人机威胁的技术方法包括：监测相关信号频谱、识别频率捷变无线电控制信号、测向，以及可能的防御对策。

1. 无人机应用的趋势

过去十年，民用和商用用途无线控制 (RC) 无人驾驶飞行器 (UAV) 的应用一直在稳定增长。早在 2011 年，相关研究就指出，全世界的业余爱好者大约使用50,000 台无人机。在美国，一些研究者声称，未来十年，将有多达 30,000 台民用和商用无人机在美国城市上空飞翔。有专家估计，在这个时间段，全球在高空无人机方面的累积投资将达到 980 亿美元，其中大约 12% 用于商用用途。这些无人机 (UA) 系统是一种先进的技术，实践证明它们能提供有益的“天眼”服务，但也引起了关于私密和安全的严重关切。

不可否认，过去几十年，监测技术和应用风生水起。无人机的出现增加了监测的维度，无论是在功能还是在潜在威胁上。除了众所周知的数据隐私问题外，基于无人机的监测威胁到另一个重要的人们关注：行为私密性。随着公众关注持续上升，政策和监管措施变得更加紧迫。

显然，并非所有无人机应用都构成威胁。合法和有益使用无人机的例子包括：公园范围的无人机，无人机区域测绘，搜索和救援无人机，考古和农业研究无人机，检测地雷无人机，救护无人机。此外，无人机用于娱乐已经变得非常普遍。

然而，因不负责任或非法使用无人机造成的事故数量也在快速增长。涉及到的这些无人机类型很容易买到，将其用于犯罪或者甚至是敌对目的。

无人机可以走私毒品和武器

德国（2015 年 1 月 24 日）：一架装着药物的无人机（带有大麻、iPhone和USB闪存驱动器）企图进入德国汉堡 Holstenglacis 的某个看守所，在接近屋顶时坠毁在单元房窗口。

无人机可以窥探隐私

美国（2015 年 2 月 17 日）：未知无人机在白宫花园内坠毁后，华盛顿对无人机引起警觉，预计对无线电控制飞行器的管理将更加严格。

无人机影响飞机的起落，甚至飞机坠毁

英国（2014 年 12 月 7 日）：希思罗机场附近客机和无人机间一次有惊无险的接近引发无人机可能对商业航班构成威胁的担忧。空客 A320 的飞行员看到了无人机，但它没有在空中交通管制系统中出现。

无人机扰乱公共活动

美国（2014 年 9 月 27 日）：德州堪萨斯大学足球比赛前，未授权带有摄像机的无人驾驶直升机出现在堪萨斯大学纪念体育场上空。

无人机可能出现在敏感区域、关键基础设施和政府区域

法国（2015 年 1 月 31 日）：法国布列塔尼海湾出现小型无人机，那里驻扎着四艘核潜艇，是受保护最严密的地点之一。

无人机可能威胁大型政治会议

日本（2015年4月22日）：在首相官邸屋顶发现具有无线电发射痕迹的无人机，这引发对无人机，以及在日本举办七***会和 2020 年东京奥运会期间使用无人机进行恐怖袭击的担忧。

2. 民用（商用）无人机技术背景

无人驾驶飞行器 (UAV) 是飞机舱里没有人类飞行员的飞行器。该飞机由地面上的飞行员远程控制，或由飞行预订路线的车载导航系统远程控制。无人机按功能通常分为六大类：民用和商用、目标和诱饵、侦查、对抗、物流、研究和开发。

我们这里重点介绍的是无线电控制的民用（商用）无人机，这一类无人机专门设计用于民用和商用应用。随着自动目标检测方法日益成熟和成本不断降低，在民用和商用领域更多使用无人机技术的趋势快速增加。目前，能够携带100克到几公斤有效载荷的经济实惠型无人机数量的不断增加，对关键基础设施、贵宾和公共活动形成新的威胁。这些威胁涉及简单干扰（隐私）、刺探或者甚至是严重伤害（恐怖袭击）。面对拦截无线电控制无人机的困难和挑战以及它们的操纵者，许多机构一直在努力探索无人机监测和对策的实现方案。

民用无人机主要有两类，显式多旋翼 (multi-copter)直升机和固定翼。

多旋翼无人机能够以非常低的速度、非常低的高度在空中悬停和飞行，从而很适合航空摄影、电力线巡查、空中视频和房地产摄影等应用。

固定翼无人机适合更高海拔或更广范围的应用，如搜索和救援，营救和测绘较大区域。

此外，民用（商用）无人机的划分还取决于它们的尺寸、载荷、速度、续航时间、海拔和巡航范围，可分为小型、微型和纳米型无人机。

无人机内在的轻重量要求直接导致发射功率受限及一般使用高频频率，这使得检测和监测无人机较为困难。采用跳频和扩频传输系统降低了干扰的影响，却增加了检测和监测的挑战。

微型无人机无线电技术分类：

通过FHSS控制无人机

范围：<1 km (没有放大器)，3 km (有放大器)

DJI Phantom（大疆幻影）

Yuneec Typhoon

通过WIFI控制无人机

范围： 80-100m (没有放大器)，2 km (有放大器)

Parrot Bebop

Walkera QR W100S

通过蓝牙控制无人机（低成本型号）

范围： 60m

自治飞行无人机（通过GNSS，预定义线路）