如何識別來自無人機威脅風(fēng)險？

格拉漢姆·瓦里克

遠(yuǎn)程身份識別可以使得無人機在視距外飛行。因此，美國聯(lián)邦航空局計劃以性能為基礎(chǔ)來制定規(guī)則，使得無人機空中交通管理具有靈活性且可以有法可依。

未來，無人航空器系統(tǒng)必須融入到美國國家空域系統(tǒng)中，識別無人機以及阻止惡意使用行為將成為一項最新且最急迫的挑戰(zhàn)。在3月6日，美國巴爾得摩市，“所有的飛行器必須是可辨識的，”代理管理員丹·矣維爾向美國聯(lián)邦航空局無人系統(tǒng)研討會說道，“如果你想在航空系統(tǒng)中進(jìn)行飛行，就必須使飛行器可辨識并且需要遵守相關(guān)法規(guī)，一個惡意的行為可能會阻止我們所有工作?！泵绹?lián)邦航空局即將發(fā)布關(guān)于遠(yuǎn)程身份識別的規(guī)章制度，與此同時美國白宮和議會正在制定立法，使得政府機構(gòu)能夠探測無人機并采取應(yīng)對措施。目前，無人機的威脅帶來的挑戰(zhàn)已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)峻。1月，美國聯(lián)邦航空局已經(jīng)批準(zhǔn)的無人機注冊用戶數(shù)量超過一百萬，并且預(yù)計在五年內(nèi)這一數(shù)量增長五倍，商業(yè)無人機系統(tǒng)會達(dá)到75000架。無人機的無序使用帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。

遠(yuǎn)程身份信息識別是區(qū)分無人機系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題。業(yè)余愛好者想在沒有規(guī)章制度的情況下進(jìn)行航模飛行。商業(yè)運營商希望不受第107部分相關(guān)的無人機駕駛規(guī)則限制，駕駛無人機可以飛出我們的視野以外。

尋找發(fā)現(xiàn)、識別和打擊惡意無人機的方法對于人們減輕商業(yè)運營商所追求的規(guī)章制度的安全擔(dān)憂至關(guān)重要。在人們周圍飛行甚至在視距外飛行被工業(yè)認(rèn)為是釋放全部商業(yè)無人機系統(tǒng)市場的潛力所在，其中包括無人機的售后服務(wù)。在未來的12～18月之內(nèi)，局方對空域的集成將至關(guān)重要。美國國會重新恢復(fù)了無人機愛好者注冊飛行的需求。但為了確保飛行安全，美國國會在重新授權(quán)美國聯(lián)邦航空局時，立法者被迫修改禁止航模飛機的禁令。

美國國防與能源部被賦予有限權(quán)利，發(fā)現(xiàn)、檢測、減輕無人機系統(tǒng)對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的威脅。讓美國國土安全與司法部負(fù)責(zé)立法，在順利情況下，無人機會在未來的幾個月內(nèi)允許飛行。美國白宮管理和預(yù)算辦公室已經(jīng)批準(zhǔn)了無人機遠(yuǎn)程身份識別草案，該草案是在基于性能的基礎(chǔ)上擬定的，而不會規(guī)定具體的設(shè)備。

美國聯(lián)邦航空局正在尋找一種網(wǎng)絡(luò)途徑，將無人機和運營商的身份識別號曝光到網(wǎng)絡(luò)上，并要求在3h內(nèi)按照性能需求提供。在過去一年里，各利益相關(guān)者加強了安全對話，在操作、注冊、識別以及限制無人機使用時，杜絕黑飛、粗心和犯罪問題。

美國及全世界目前最擔(dān)心的還是武裝無人機，因為通過無人機可以竊取公司和政府信息，開展在邊境和監(jiān)獄里運送毒品等擾亂和騷擾執(zhí)法與公共安全。如果無人機匿名且行為不受控制，那么公共安全將會嚴(yán)重受到威脅。如果無人機的意圖以及操作者未知，在游行隊伍中發(fā)射無人機將可能會產(chǎn)生惡劣影響。識別無人機操作員的能力對危險識別和增加社會安全具有重要作用。

美國聯(lián)邦航空局已經(jīng)在幾個機場開始評估、檢測無人機系統(tǒng)，并將在一年內(nèi)向國會提供一份詳細(xì)報告。如果無人機可以辨識，那么就有應(yīng)對其帶來威脅的辦法。例如，如果一架無人機阻礙了直升機飛行員執(zhí)行公共安全任務(wù)，通過無人機遠(yuǎn)程身份，直升機飛行員可以與無人機操作者進(jìn)行溝通，并告知無人機遠(yuǎn)離飛行航線。

對于有人機，可以通過其尾碼，并得知他的擁有者是誰，誰在駕駛飛機以及它的意圖。如果知道無人機的身份信息，那將會減輕很多壓力。

遠(yuǎn)程身份信息的關(guān)鍵是飛行高度必須在121.92m以下。由于目前的監(jiān)視系統(tǒng)用于高空正常的空中交通管制操作中，不適合大批量、低空作業(yè)，因此需要研發(fā)一種不同的監(jiān)管系統(tǒng)。2017年12月，美國聯(lián)邦航空局授權(quán)航空規(guī)則制定委員會對無人機辨識以及跟蹤征求意見，最后提交的報告分歧嚴(yán)重，最有爭議的問題是什么組織需要無人機身份信息以，及在什么地方需要無人機的身份信息。

美國聯(lián)邦航空局負(fù)責(zé)無人機空域集成主管伊格爾·勞倫斯建議，首先從所有實名注冊的無人機用戶開始執(zhí)行；其次，在低空覆蓋的空域即美國聯(lián)邦航空局新授權(quán)的低空空域進(jìn)行。

LAANC是一個使得滿足107部無人機操作員可使用機場附近控制空域的自動化系統(tǒng)。1月，這種原形系統(tǒng)已經(jīng)在多個機場進(jìn)行了部署。從4月30日開始，美國聯(lián)邦航空局已經(jīng)將該系統(tǒng)推廣到300個機場，并在9月]3日前要覆蓋大約500個機場。

遵守遠(yuǎn)程身份信息識別規(guī)則的方法必須確保能夠滿足最廣泛的需求，例如無人機競賽地點和無人機空中表演，無人機缺少身份信息設(shè)備，但是場地必須獲得授權(quán)。這些方法還需要考慮航模愛好者在社區(qū)安全區(qū)域內(nèi)飛行的情況。

針對在院子里飛行的類似玩具的無人機，如果制造商研發(fā)有相關(guān)機制，防止無人機飛出操作人員121.92m范圍之外，那么控制站身份信息就可以使用。伊格爾·勞倫斯建議，建立某種行業(yè)一致的防篡改身份信息識別協(xié)議的消費者標(biāo)準(zhǔn)。

地面基站可以連接互聯(lián)網(wǎng)，并廣播無人機的位置。對于其他操作者，在107部規(guī)定的更寬視距區(qū)域內(nèi)或在超視距豁免內(nèi)，遠(yuǎn)程身份信息識別系統(tǒng)要求報告飛行器和操作員的位置，并傳輸至網(wǎng)絡(luò)。

超視距操作要求網(wǎng)絡(luò)和相對廉價的機載發(fā)射機要能夠被執(zhí)法部門和公共安全直升機飛行員訪問。機載發(fā)射機能夠支持感知和規(guī)避要求，能夠識別無人機或者其他類型的飛機。

盡管遠(yuǎn)程身份識別技術(shù)使得超視距操作成為可能，但是美國聯(lián)邦航空局在制定規(guī)則時還是將兩者分開，理由是遠(yuǎn)程身份識別是針對低空飛行的飛機而言的，它將現(xiàn)有的空中交通管制分成了2個系統(tǒng)。

自動相關(guān)監(jiān)視廣播（AutomaticDependent Surveillance Broadcast，ADS-B）可以用在超視距飛行之中，但遠(yuǎn)程身份識別技術(shù)能夠分辨空中交通管制系統(tǒng)中使用的1030/1090MHz的頻率。美國聯(lián)邦航空局空中交通管理辦公室副主任杰伊默克爾警告道，“我們不能忍受在沒能提供非儀表飛行規(guī)則的空域使用這些頻率，尤其是由于多航路問題導(dǎo)致交通堵塞的空域?！?/p>

1104MHz頻率可以提供滿足自動相關(guān)監(jiān)測廣播標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程身份識別能力，但是一種反向測距臺頻率，似乎與現(xiàn)有頻譜相沖突，需要被測試以證明是否能夠正常工作。如果沒問題，它將可能被寫入基于性能規(guī)則中去。

美國聯(lián)邦航空局把遠(yuǎn)程身份識別看作是另一個軟件應(yīng)用程序，使用與LAANC相同的設(shè)計模型，由美國宇航局無人機交通管理計劃研發(fā)而來。

美國聯(lián)邦航空局已經(jīng)把LAANC看做是無人機交通管理的初始組成部分，被設(shè)計用于低空空域大規(guī)模審批操作的自動化管理。2019年，美國宇航局計劃完成無人機交通管理系統(tǒng)的建設(shè)。

先進(jìn)的無人機制造商大疆已經(jīng)提出無人機跟蹤系統(tǒng)的設(shè)想，該系統(tǒng)使用現(xiàn)有的控制命令連接。

LAANC是由私人公司而不是美國聯(lián)邦航空局向無人機操作人員提供的一種服務(wù)。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)部署了5個試點，美國聯(lián)邦航空局計劃在4月中旬部署全國。從傳統(tǒng)意義上講，美國聯(lián)邦航空局將建立一套可實施的系統(tǒng)，但其目的是放開對低空領(lǐng)域的控制，利用私人投資者構(gòu)建無人機交通管理能力。

識別和跟蹤類似于LAANC，私人無人機服務(wù)提供商可以提供無人機交通管理功能服務(wù)。美國聯(lián)邦航空局由于精力有限，不能收集全國范圍內(nèi)的航跡信息，必須依賴私人無人機服務(wù)提供商。無人機服務(wù)供應(yīng)商將身份識別信息保存在數(shù)據(jù)庫，執(zhí)法人員調(diào)用數(shù)據(jù)庫，追蹤者識別無人機及其操作人員。

因此，美國聯(lián)邦航空局沒有打算設(shè)置地面基礎(chǔ)設(shè)施來追蹤無人機，可以由自動相關(guān)監(jiān)視廣播完成這一任務(wù)。由于基礎(chǔ)設(shè)施的成本問題，美國聯(lián)邦航空局希望這些設(shè)備輕便、快速、便宜，不會把獨立、昂貴的傳感器置入監(jiān)聽系統(tǒng)中。