据FOX5 KUSI NEWS网站报道,最近,美国发生了一系列不明无人机目击事件,其中一些事件甚至发生在机场和军事设施等敏感地点附近,引起了公众的极大关注。
图:美国多地上空出现神秘无人机目击事件,引发群众恐慌。
此类事件的增加可能与美国联邦航空管理局2023年9月修改法规有关,该法规允许无人机操作员在夜间飞行。但根据相关部门的核查显示,大多数无人机目击事件实际上是误认了飞机或直升机,而不是无人机。
如何控制无人机
操作人员一般需要使用射频信号与无人机进行远距离通信。射频信号在日常生活中被广泛使用,如车库门开启器、汽车钥匙扣,当然还有收音机。由于无线电频谱用途广泛,因此受到联邦通信委员会的严格监管。
无人机通信只允许在特定频率(如5千兆赫)的窄频段内进行。每种品牌和型号的无人机都使用编码在射频信号中的独特通信协议来解释操作员的指令并向其发送数据。通过这种方式,无人机操作员可以指示无人机执行飞行动作,无人机也可以告知操作员它的位置和飞行速度。
射频传感器的有效性
射频传感器可以监听众所周知的无人机频率,探测每种特定无人机型号的通信协议。从某种意义上说,这些射频信号代表了每种无人机的独特“指纹”。
在最佳情况下,当局可以利用射频信号确定无人机的位置、范围、速度和飞行方向。这些射频设备被称为被动传感器,因为它们只需监听和接收信号,而无需采取任何主动措施。探测信号的典型范围限制为距离信号源约3英里(4.8公里)。
图:无人机射频探测及干扰原理
这些传感器并非是什么先进技术,而且也很容易获得。那么,为什么当局没有更广泛地使用它们呢?
射频传感器的局限性
虽然监测射频信号是一种很有前途的探测和识别无人机的方法,但这样做也面临着一些挑战。
首先,传感器只能获取其已有通信协议的无人机的详细信息。要让传感器能够探测到每一种无人机,就需要所有无人机制造商与某个中央注册实体进行协调。
在缺乏能够解码射频信号的信息的情况下,对无人机的推断只能是大致了解其位置和方向。这种情况可以通过部署多个传感器并协调其信息来改善。
其次,这种探测方法的效果受射频环境的影响。在城市和其他杂乱的环境中,要确定射频信号的唯一来源并不容易。射频信号会从所有固体表面反弹,因此很难确定其原始信号的来源。在特定地点周围使用多个传感器,并小心放置这些传感器,可以帮助缓解这一问题。
第三,无法探测和识别无人机的一个主要担忧是,这些无人机可能由犯罪分子或恐怖分子操控。如果怀有恶意的无人机操作者知道无人机行动的目标区域正受到射频传感器的监控,他们可能会制定有效的反制措施。例如,他们可能会使用超出联邦通信委员会规定参数的信号频率和未注册的通信协议。更有效的反制措施是预先设定无人机的飞行路线,以完全避免操作者与无人机之间使用任何射频通信。
最后,广泛部署用于追踪无人机的射频传感器在后勤方面非常复杂,而且耗资巨大。仅在美国就可能有数千个地点需要保护,以防无人机的敌意攻击。部署一个完全有效的无人机探测系统将耗资巨大。
还有其他一些探测无人机的方法,包括雷达系统和声学传感器网络,它们可以侦听无人机发出的独特声音。但雷达系统相对昂贵,而无人机声学探测是一项新技术。
展望未来
几乎可以肯定的是,不明无人机的问题总有一天会出现。人们会越来越多地在以前人迹罕至的空域操作无人机。
也许最近对无人机目击事件的担忧是一个警钟。未来几年,随着越来越多的消费者购买无人机,无人机被用于更多的商业目的,以及空中出租车的投入使用,空域只会变得更加拥堵。无人机探测技术的作用有限,美国联邦航空管理局有必要加强对国家空域的监管,比如要求无人机运营商提交详细的飞行计划。