导 读

美国Bard学院无人机研究中心是一个跨学科的研究机构，其主要研究无人系统技术在军事和民用领域所带来的机遇和挑战。该研究中心在2018年和2019年连续两年发布了《反无人机系统》报告。该报告使用技术和政策报告、书面材料、新闻和制造商公开信息对反无人机系统进行了深入的调查研究，描述了反无人机技术需求背景，揭示了无人机工作原理，展示了无人机技术和产品，说明了其应用。报告的主要部分是无人机数据库，包含了537个产品，277个制造商，38个国家，175个探测系统，214个制止系统，探测和制止兼备的系统有138个。本文对两版《反无人机系统》报告进行了综述，对反无人机系统的发展背景、工作原理和技术挑战进行了介绍。

概 述

反无人机（Counter-drone）技术，又称counter-UAS, C-UAS或者counter-UAV技术，是指能探测无人机并使之失效的系统。今天，无人机在民间和作战环境下的使用与日俱增。根据2019年发布的《无人机数据手册》显示，目前至少有95个国家拥有无人机。并且越来越多的国家使用无人机进性战场侦察、攻击和空中指挥。无人机已成为非政府组织的首选武器，其监视技术、战场管理、宣传和空中攻击效果显著。无人机在军事领域以令人震惊的速度激增，为很多国家和地区带来了潜在的安全威胁。这使得反无人机技术的新市场正在迅速崛起。到目前为止，Bard学院的研究人员已经在市场上或正在积极开发中发现至少235种反无人机产品。本文将对C-UAS技术日益增长的需求的背景，C-UAS技术的工作原理，C-UAS产品数据库和反无人机技术面临的挑战进行介绍。

背 景

反无人机技术的兴起在很大程度上与无人机技术扩散带来的威胁有关，尤其是在民用和作战环境中的小型廉价无人机。

在军事领域，小型无人机的激增速度令战场指挥官感到震惊。根据2019年9月的《无人机数据手册》报告，目前至少有95个国家拥有无人机，这种无人机可能为资金不足的国家提供对战场的空中指挥，而此前只有拥有先进飞机项目的国家才能使用。无人机也越来越成为非政府组织的首选武器，这些非政府组织使用这种技术进行监视、作战空间管理、宣传和空中打击攻击，通常效果显著。在叙利亚和伊拉克的冲突中，至少有六个组织使用各种各样的无人机。例如，ISIS使用无人机帮助车载简易爆炸装置更准确地接近目标。这些组织中有一些已经成功地将爆炸性弹药装备到了无人机上，有效地将廉价的装备转化为致命的导弹。去年，伊斯兰国声称在短短的12个月内发动了200多起此类攻击。2018年1月，一个不明组织发射了十多架此类无人机，对俄罗斯在叙利亚的两个军事设施进行了攻击。尽管进攻最终没有成功，但是它表明了无人机作战的日益成熟，可以说无人机正越来越多地进入全球战区。即使这些攻击没有成功，它们仍然给地面和空中的交战方带来了严重挑战；叙利亚和伊拉克冲突中有如此多的无人机，以至于一名军方官员说，美国对该地区3500英尺以下的空域没有控制权。乌克兰冲突是现代战争中小型无人机影响的另一个重要案例。因此，军事集团一直在思考如何对抗无人机的问题。例如，2003年，北约启动了一项为期十年的研究，研究如何使用地面防御系统防御低空、慢速和小型空中目标（结果报告尚未公开发布）。2008年，兰德公司（RAND Corporation）发表了一份关于无人机对美国构成威胁的开创性报告，该报告有助于确定该方面的研究方向。在随后的几年里，许多组织、实验室和私人公司都参与了无人机的威胁以及如何应对这一威胁的研究。由于无人机技术在未来几年将继续快速发展，反无人机系统必将成为未来战争中无处不在的武器。

在民用领域，反无人机系统同样被视为保障安全的重要工具，因为无人机正越来越多地被用于非法活动。例如，2013年，德国海盗党（Germany’s Pirate Party）在一次露天集会上操纵一架小型多旋翼无人机接近默克尔，这导致许多人思考无人机攻击一个原本高度安全的区域是否容易。在华盛顿州的潜艇基地和法国的核设施等敏感设施上看到无人机，引发了政府和非政府赞助的间谍活动。在全球范围内，无人机已成为走私违禁品进入监狱的流行工具。与此同时，无人机和飞机之间的碰撞未遂事故越来越普遍，许多人担心飞机和无人机之间的碰撞可能导致灾难性事故。另外，只需简单改造，即可将廉价的现货消费级无人机，变成初级但可能致命的导弹，或其他空中攻击系统。在安全专业人士和执法人员看来，美国或欧洲遭受致命无人机袭击，已不是会不会发生的问题，而是何时发生的问题。无人机的其他危险和犯罪用途比皆是，这就加大了对探测/攻击无人系统的有效方法的需求。

传统上用于保护空域的防空系统主要是为有人飞机设计的，它们在探测、跟踪和击落快速移动的大型物体方面具备优势。但是，在对付小型、慢速、低空飞行的无人机时，则成了“大炮打苍蝇”。即使是很强大的防空系统，有时也无法击落简陋的无人驾驶飞机。2016年7月，一架俄罗斯制造的简单固定翼无人机，从叙利亚飞进以色列领空，躲过了两枚爱国者导弹拦截，以及一架以色列战斗机的空对空攻击。在民用空域，由于无人机不需要携带应答器，因此现有的空中交通控制系统无法探测和跟踪它们。依靠目视探测无人机同样无效，在几百英尺距离，肉眼几乎看不见无人机。

鉴于在现代军事和安全防御系统的这一缺口内精确运作的无人机的激增，适合用途的反无人驾驶飞机系统的市场正在蓬勃发展。此前在叙利亚和伊拉克冲突中，ISIS和其他组织展示了操作多种无人机作战的能力，因此美国国防部大幅增加对C-UAS技术的投入。2015年，一名男子在白宫的地面上意外撞毁了一架DJI四旋翼无人机，暴露出美国最受保护的地点可能容易受到无人机的攻击。美在美国领空系统中有数百架无人机与飞机近距离相撞的报道后，国联邦航空局（FAA）开始测试C-UAS系统和技术，并启动了一项在多个机场对C-UAS进行测试的计划。在执法团体提出无人机可能成为对大量人群进行恐怖袭击的有效武器之后，反无人机系统开始越来越频繁地部署在体育和政治等群体活动周围。自反无人机系统首次出现在市场上以来，该行业在大约五年的时间里一直在飞速发展。2015年，桑迪亚国家实验室的研究人员经过调查，确定市场上仅有10多种反无人机系统销售。现如今，据统计市场上已经有多达537个反无人机系统。风险投资公司也对这一领域感兴趣，反无人机技术的收购和开发现在是今年国防部预算中增长最快的无人机相关支出类别。一项研究估计，五年内C-UAS市场价值可能高达15亿美元。在此期间，技术本身也有了相当大的进步，如何使用它的知识库已经成熟。然而，重大挑战仍未解决。

ISIS宣传视频中的照片显示了一架武装的天行者X-8固定翼无人机

C-UAS杀伤链

反无人机技术可以发挥多种作用。战时，军队采用C-UAS来保护基地、海军舰艇、护航队和地面部队。在民用环境中，反无人机技术主要用于保护关键基础设施、敏感设施和大型活动（如党代会和运动会）周围的空域，以及保护重要人物和打击监狱的空中走私，这项技术也被用于私人用途。在任何一种情况下，反无人机技术都是一个复杂的多步骤过程，涉及几个不同系统之间以及这些系统与人类操作员之间的交互。

2、根据来自这些传感器的信息，人类操作员必须决定如何处理进入的无人机。这可能不需要激活拦截系统。例如，一个联邦执法小组在2019年超级杯赛上操作一个具有控制能力的C-UAS系统时发现，他们通常只需找到无人机的操作员，并要求他们停止在该区域飞行无人机。特别是在民用环境中，C-UAS操作员常将控制描述为“最后的手段”。C-UAS小组做出这一决定的时间可能非常有限。

3、一旦控制策略被激活，无人机被拦截。根据所使用的技术，这可能导致一系列影响，包括无人机降落在地面或激活“返回原位”模式（在干扰或欺骗的情况下）、无人机的捕获（网络）或无人机的完全或部分销毁（激光、射弹、碰撞无人机、高功率微波）。

4、视情况而定，一旦无人机被拦截，可能需要隔离和取回设备。如果无人机有潜在的武器，可能会召集一个爆炸物处理小组对其进行评估，并在必要时使其失效。同样，必须谨慎对待民用无人机。如果设备损坏，它的锂离子电池就有燃烧的危险。如果设备继续工作，其转子可能会造成伤害。希望对设备进行分析的人可能需要遵循一系列步骤，以确保系统的完整性及其所携带的潜在有价值的数据不会受到损害。

世界各地反无人机案例

C-UAS

不同的C-UAS系统依赖于各种探测和/或拦截无人机的技术。本节介绍目前市场上的产品所采用的主要检测和拦截方法，以及主要的平台类型。

根据2017《世界陆军装备技术发展报告》，反无人机作战应当包括探测、甄别、响应和报告无人机威胁的技术。相关技术包括：集成与网络传感器，构筑了解敌军威胁的无人机态势感知能力；实现机动化以便提供最佳探测位置；共享通用作战图；开展侦察行动；确保与空域管理、航空人员保持联络；与情报战或电子战单位协调作战。多层级计划、协调和集成为指挥官提供了基于传感器计划、收集计划和发布计划的反无人机通用作战图。其中，传感器计划应当包括：雷达、声光器件、形成无缝集成传感器网络的人工能力。采集计划由具备建制无人机能力的旅级及其以下单位建立，致力于遂行侦察监视任务和情报作战，满足指挥官关键信息需求。在《反无人机系统》的报告中，主要关注探测和跟踪系统、拦截和平台类型。

探测和跟踪系统

《反无人机系统》探测和跟踪系统使用传感器技术

雷达、射频、光电、红外等不同的探测技术各有优缺点。许多经济实惠的电光传感器仅限于日光操作和目标的直接视线，这对于红外（IR）和许多射频（RF）系统也是如此。射频和声学传感器使用已知声音和频率的数据库来探测无人机，但新无人平台的快速发展使得这些数据库无法完全更新。传感器的灵敏度也是一个问题：过于敏感会产生许多误报，而灵敏度降低会导致漏报。这里给出《世界陆军装备技术发展报告》中无人机探测技术对比表格，以进行参照。

《世界陆军装备技术发展报告》中

无人机探测技术对比

《反无人机系统》对探测和跟踪系统技术的实现方式没有过多的阐述，这里引用《世界陆军装备技术发展报告》进行补充：

1、采用多种探测技术构建多层综合探测系统

2、采用城区空中探测器网络跟踪与监视无人机

对进入城区的小型无人机进行持续跟踪监视的难度极大，最有效的办法是实施空中监视。按照这个思路。美国国防高级研究计划局（DARPA）设立名为“空中搜索网”的项目，旨在寻求创新的技术和方案，对进入大城市中飞行高度在300米以下的无人机进行持久广域监视。总体设想是采用装有探测器的系留式浮空器或无人机作为网络化监视节点，持续监视建筑物上方和建筑物之间的空域，并利用探测到的信息更新通用作战图，显示监视区域内无人机的地理航迹，并标记敌友。该技术将填补当前公共飞行空域以下空间监视的空白，并与反无人机系统形成互补，完善城区环境下的无人机防御能力。

3、采用人工智能技术有效降低虚警并减少人在回路需求

4、采用网络攻击技术重新配置无人机信号并实施接管和控制

利用网络中潜在的漏洞可对无人机实施攻击，通过安插“后门”程序甚至可以直接接管无人机的控制权。澳大利亚D13公司的“麦斯莫”无人机捕捉装置采用“协议处理”开放软件技术，可捕捉并解码原始遥感数据，进而定位无人机，获知无人机基站或控制器位置，甚至获取视频、加速度计、磁力计以及其他机载系统的数据。该装置能接管至少10种无人机的信号，约占商用市场的近75%。

拦 截

在《世界陆军装备技术发展报告》中对其中的几种拦截方式进行介绍：

1、传统防空系统拦截距离远，但成本较高

火炮和防空导弹是传统防空武器系统，也是最常用的反无人机武器，其优点是技术成熟度高，不足是高炮拦截命中率较低、导弹拦截成本高，且不适合抵御大编队无人机群。美国轨道—阿连特技术系统公司研制了使用50毫米链式炮的防空系统，发射弹道修正弹药（内含12枚爆炸成形子弹），可用于反无人机；美国陆军通过“扩展区域防御与生存能力”项目，于2015年成功进行了2次反无人机试验，结果表明该项目研发的火炮技术可用来反无人机，并且一旦需要就可立即生产部署，用于反无人机作战。俄罗斯“恺甲”-S1弹炮结合防空系统将防空导弹和高炮技术结合在一起，可拦截飞行速度低于500米/秒的无人机，导弹和高炮的最大射程分别为12千米和4千米。

2、非动能干扰系统已装备部队，技术较为成熟

“非动能干扰系统”是美欧对射频干扰系统的一种称谓。非动能干扰系统能对400兆赫~5.8吉赫范围内的特定操控频段实施干扰，破坏无人机与操控人员之间的控制与通信链路或GPS信号，使其失去作战能力。国外已陆续发展了多种不同型号的非动能干扰系统，最大有效距离从数百米到数十千米不等。非动能干扰系统操作简单，且技术较为成熟，是当前反无人机装备的发展主流。英国的反无人机防御系统可在昼夜各种天气下探测10千米距离上的无人机，阻断控制无人机的无线电信号，整个探测、跟踪和对抗过程耗时8~15秒。该系统技术成熟度已达到9级，参与了12次军队和政府机构组织的试验，成功应对过1500架次、60余型无人机，已被美军采购并正式部署。

3、激光武器精确毁伤无人机的某一部位，功率有待提高

激光武器通过对目标施加能量来破坏或摧毁目标。试验表明，无人机在激光武器面前躲避攻击的能力较低。激光武器具有精度高、使用成本低、瞄准即摧毁等优点，采用激光武器是反无人机系统发展的一个重要方向。2017年3月，美国陆军在无人机硬杀伤挑战赛中成功验证了2.0版“机动型远征高能激光武器”( MEHEL 2.0 )的反无人机能力。该系统安装在“斯特赖克”装甲战车底盘上，首先利用雷达探测跟踪目标，随后用5千瓦高能激光束成功打击目标。此外，洛克希德·马丁公司为美国陆军研制出58千瓦激光器，采用光纤激光器和光束合成技术，电光转换效率超过43 %，将交付陆军用于无人机防御。

4、高功率微波武器烧毁电子元器件，可应对无人机群高功率微波可以在数毫秒内烧毁目标内部的电子元器件，使进入微波束扫射面的无人机失效，特别适用于迅速毁伤无人机群。

美国陆军正在试验利用雷声公司“相位器”高功率微波武器对抗无人机。该武器以柴油发动机为动力，可在搜索雷达的引导下跟踪无人机，通过蝶形天线发射高功率微波，损毁无人机内部的电子器件。俄罗斯联合仪器制造公司研制的微波武器系统，通过发射超高频微波，使无人机的通信系统失效，导致无人机失去控制，可应对0.8千米范围内的无人机群。

5、榴霰弹武器释放破片硬杀伤无人机，效果优于传统防空系统

为提高反无人机作战效果，俄罗斯正在研发“用于打击小型目标的榴霰弹武器”，并声称该武器将使俄军反无人机能力出现“质的飞跃”。榴霞弹在对抗小型无人机时具有天然的优势。作战时，榴霞弹由口径为30毫米或57毫米的发射器发射，在到达目标附近时爆炸，释放出上千枚破片，形成“弹片云”对目标进行杀伤，并可对抗无人机群，作战效能明显高于导弹等传统防空系统。俄军装甲人员输送车和步兵战车的标准口径为30毫米，升级后为57毫米，新型榴霞弹可以此为载具。

6、捕捉网不损伤无人机，可作为安保系统

德国开放工厂工程公司研制出“天空墙" 100无人机枪，它利用压缩空气向来袭无人机发射捕捉器，捕捉器在抵达无人机前爆炸，撒开捕获网，将无人机缠住，由降落伞载着无人机降落地面。该枪的作用距离为100米，已用作安保装备。

表 《世界陆军装备技术发展报告》反无人机

武器系统优缺点对比

平台类型

图手持、移动和无人机反无人机系统示例

产品数据库

为了更好地把握反无人机市场的规模和结构，第二版《反无人机系统》建立了一个公开的反无人机系统数据库。该数据库由来自38个不同国家的277家公司和合作伙伴销售的537种产品组成。这个数据库是通过对新闻、营销材料以及其他公开信息建立的。它包括少量仍在积极开发中的系统，以及为其他目的设计的现有产品，这些产品已经过改装或专门为C-UAS销售。

关键分析点

•该数据库有537个产品，比在2018年2月第一版《反无人机系统》中发布的原始数据库大得多，该数据库只包含来自33个国家155个制造商的235种产品。这一差异并不代表该行业的绝对增长：有24个产品和9个制造商从原始数据库中删除，因为它们似乎不再活跃，而新数据库中的少数产品似乎在2018年2月之前就已经上市。

•数据库中的175个产品仅设计用于检测，而214个产品仅设计用于拦截。

•至少有138个系统被宣传为既能探测又能拦截，而10个系统可配备可选的拦截元件。

•大多数系统，总共375个，是为地面使用而设计的；其中260个是固定系统，55个是移动系统，59个是未定义或平台不可知的系统。106个系统是手持的，34个系统安装在无人机上。12种产品由地面元件和手持设备或无人机组成。

•在323个能够检测的系统中，190个似乎采用了单一传感器类型，而至少133个采用一种或多种传感器类型的组合（报告将光电传感器和红外传感器视为不同的检测元件，尽管这两种传感器经常结合使用）。42个系统采用四种或五种不同传感器。

•射频和雷达是最常见的探测元件，分别出现在159和147个系统中。EO和IR系统通常一起使用，分别出现在113和111个系统中。有34种产品使用声传感器。（在少数产品中，其中一些检测元件可能是可选的）。

•在362个能够拦截的系统中，147个依赖于单一技术，215个依赖于两个或更多技术（报告将射频和全球导航卫星系统干扰系统视为不同的系统，尽管这两个系统往往不结合使用）。

•干扰（射频和全球导航卫星系统）是最常见的拦截方法——259个系统采用某种形式的信号干扰作为标准特征。31个系统具有欺骗能力，18个涉及激光，27个使用网络，8个采用自杀式碰撞无人机的形式。（少数系统具有某些拦截要素）

表 数据库构成

网式反无人机系统

反无人机技术的挑战

探测效能

每个检测系统都有缺点。例如：

•雷达系统可能很难分辨出离地面非常近的小型无人机。

•摄像系统可能会将无人机与鸟类或飞机混淆，也可能在能见度较低的恶劣天气中，或者如无人机被太阳等强光源背光时失效。

•电磁干扰会降低射频传感器的检测能力。在城市环境中，有许多潜在的干扰源，包括通信天线、双向无线电、遥测系统，甚至电源线和LED灯。

•某些射频传感器，包括一些被称为“无源”的系统，也可能会发射射频信号，干扰其他通信，使其在某些环境中部署具有潜在的危险性。

•雷达、某些射频系统和光电/红外传感器必须与入侵的无人机有直接的视线，才能进行探测。这在城市环境中可能有问题，在传感器视线范围内，无人机可能只出现几秒钟，然后再次消失。

•某些探测系统可能只能粗略估计进入的无人机的位置。

•某些飞行模式（尤其是悬停和垂直移动）会使无人机更难被应用于雷达或相机数据的自动跟踪算法检测到.

•声学传感器依赖于已知无人机发出的声音库，而射频检测系统同样只检测预先建立好的库中的特定频带。考虑到无人机在市场上的迅速崛起和激增，即使是经常更新的库也永远无法100%覆盖全部无人机。

假阴性和假阳性

为了有用，C-UAS检测系统必须产生较低的假阴性和假阳性。这很难实现。C-UAS探测元件必须足够敏感，以探测在使用区域内运行的所有无人机，但过于敏感的系统可能会产生大量误报，使系统无法使用。根据联邦航空局反无人机系统测试的结果，在杂乱的环境中区分真阳性和假阳性需要“较多的人力”。

区分合法和非法使用无人机

在未来合法无人机使用普遍的操作环境中，C-UAS运营商能够区分合法无人机和非法无人机将变得越来越重要。例如，在大型体育赛事中，空域可能挤满了合法的航空摄影无人机，这些无人机不会和非法无人机一起构成安全风险。据一名参与行动的官员说，在部署到2019年超级杯期间，联邦调查局反无人机小组“几秒钟后”就开始将一架原来受限的无人机取消限制。特别是考虑到在民用环境中减少无人机的潜在危险，C-UAS运营商将需要开发方法，根据现有探测技术提供的有限信息，快速可靠地确定进入无人机的威胁等级。在军事领域，这也可能是一个问题；一个无法区分盟军和敌方无人机的C-UAS系统可能会意外击落友军无人机。

响应窗口

拦截危险

许多反无人机拦截技术在某些情况下可能是危险的。无人机的飞行被强制性打断，可能会以相当大的力量坠落地面。如果降落伞未能正确部署或在低空发生拦截，即使某些装有降落伞以控制方式将被诱捕的无人机降落到地面的系统也可能存在风险。拦截部队必须非常精确地打击移动中的无人机，如果没有击中，可能会对旁观者造成危险。激光和高功率微波等远程武器可能对在目标无人机上方运行的飞机构成严重威胁。同时，干扰系统可干扰其附近的合法通信链路；例如，如果在机场使用，干扰系统可中断空中交通管理操作。

美国国防部高级研究计划局的空中拖曳计划旨在开发系绳无人机网络，能够探测和跟踪在大范围内运行的每一架小型无人飞机，例如整个城市。最初，这种系统将用于主动战场环境，但该机构建议，同样的技术也可以用于国内无人机的交通管理。

拦截效能

与探测系统一样，没有拦截系统是100%有效的。2017年，在一次为期5天的反无人机演习中，多家知名国防公司和初创企业在距离约200米的无人机上测试了反无人机产品，之后，组织此次活动的联合即兴威胁挫败组织（Joint Improved Threat Fail Organization）报告称，这些无人机总体上是，“抗损伤能力强”，并得出结论，大多数C-UAS系统需要进一步发展。最近的C-UAS演习表明，这一问题仍然是一个持久的问题。

与探测系统一样，所有拦截系统都有特定的缺点：

•射频干扰系统对没有有源射频链路的无人机没有影响。

•许多信号干扰机的有效范围有限，只有几百米，这意味着系统必须非常接近入侵的无人机，才能成功地减轻其威胁，如果没有无人机的直接视线，则无法有效。能够在远距离和视线之外工作的干扰机必须明显更强大，但更强大的干扰机也会对合法通信造成更高的干扰风险。•所有动力系统都可能与快速移动或以不可预测模式移动的无人机对抗。（当它们按预期工作时，它们可能会摧毁调查所需的无人机部件）。

•与此同时，电子欺骗系统在技术上很难建立和实施，而且可能不会对所有无人机普遍有效。例如，用受保护的通信链路建造的无人飞机可以抵抗欺骗攻击。

冲突中非政府组织使用无人机

一系列非政府组织，包括伊斯兰国、真主党、哈马斯、库尔德斯坦工人党、贾巴特·努斯拉、顿涅茨克人民共和国和安萨尔·阿拉（更常见的称为胡塞运动），已经证明有能力使用无人机进行广泛的行动，包括空袭、监视和侦察，还有宣传。这对军事冲突产生了深远的影响。ISIS主要使用现成的商用无人机和子部件，进行了数百次武装空袭，其中13次是致命的，因此使用无人机帮助引导车载简易爆炸装置更准确地接近目标。2018年8月，两架载有爆炸物的商用多旋翼无人机在委内瑞拉加拉加斯的阅兵式上坠落，一个反政府组织显然企图暗杀总统尼古拉斯·马杜罗，引发踩踏事件，造成数人受伤顿涅茨克人民共和国和其他交战方使用了主要由现成部件构造的无人机进行监视、管理作战空间和投放小型爆炸装置，所有这些都取得了相当大的效果。胡塞部队利用在伊朗直接支援下研制的一系列无人机，成功发动了针对不同的目标的攻击，包括沙特领空内的重要基础设施。2019年1月，一架满载80公斤炸药的胡塞无人机在也门阅兵式的台上引爆，造成6名士兵死亡，多人受伤。8个月后，该组织使用弹道导弹和一架武装无人机袭击亚丁的一个军营，造成36人死亡。次月，在一次被认为是由伊朗政府或与伊朗政府有关的袭击中，一小群攻击无人机和巡航导弹对位于阿比克和库拉伊斯的沙特重要石油加工设施造成重大破坏。联邦执法当局打乱了极端主义团体和独狼行动者在美国使用遥控无人机进行各种攻击的计划。

民用环境中的无人机威胁

在民用环境中，非法恶意使用无人机的威胁继续增加，并可能超过恐怖组织发动攻击的威胁。•2018年12月盖特威克机场长期中断，导致航班停飞36个多小时，数十万乘客滞留，航空公司损失估计达6000万美元，不仅显示了该技术造成灾难的能力，还显示了它可以让操作者逍遥法外。截至本文撰写之时，肇事者尚未被逮捕。更不用说，如果无人机装备好了，它们可能会被用来攻击飞机，造成潜在的毁灭性后果。

•在敏感设施（如华盛顿州的潜艇基地和法国的核设施）上空看到无人机，引发了对政府和非政府组织赞助的无人机间谍活动的猜测，而在大型体育赛事上看到无人机也越来越普遍，说明这些通常受到良好保护的区域仍然容易受到无人机威胁。

•在犯罪集团中，无人机已成为向监狱走私违禁品和越境走私违禁品的流行工具。据报道，无人机还被用于反监视、确定抢劫目标，在美国至少发生了一起典型的案件，扰乱了一项重大的执法行动。与此同时，无人机和飞机之间的险些相撞的事故在世界上司空见惯。尽管这些事故中有许多是由于无知或鲁莽的操作人员造成的，但许多人担心，这些事故仍可能造成与载人飞机的碰撞，从而导致灾难性事故。

非C-UAS专用武器

虽然近年来出现了一系列专门针对无人机设计的系统，但已经发现一些现有武器可以对付无人机，目前正以这种目的使用。例如，以色列已使用美国制造的爱国者导弹防御系统，该系统旨在拦截来袭导弹和火箭，至少两次击落无人机。在2017年1月，俄罗斯军方使用未公开的电子战措施，对两架无人机进行协同攻击，使一些无人机在突袭叙利亚的军事设施中失效，以色列国防军使用一艘炮舰摧毁了一架疑似伊朗在叙利亚境外活动的无人侦察机。2017年发布的陆军C-UAS训练手册，指示在头顶发现无人侦察机的地面部队在必要时可以用小武器与无人机交战。

为了应对人们对战场上使用的反无人机武器日益增长的兴趣，一些大型国防公司正在销售用于反无人机的现有产品。例如，雷声公司声称，其传统上用于防御迫击炮和其他炮弹的C-RAM防空系统对慢速无人机同样有效。诺斯罗普·格鲁曼公司的G/ATOR防空雷达已经积极开发了十多年，将被用于探测无人机和其他空中威胁物。2016年，美国陆军授予洛克希德马丁公司2780万美元，用于调整现有的AN/TPQ-53雷达，以探测无人机。2017年在波斯湾的一次演示中，海军的激光武器系统被用来对抗各种敌方车辆，包括船只和无人机。

新的反无人机系统中使用的一些探测和拦截元件同样基于现有产品。例如，Babcock的LDEW-CD系统包含雷声公司的方阵单元。一些雷达和干扰设备同样是从现有产品中衍生出来的，仅仅是为反无人机任务重新包装。

C-RAM防空系统

无人机技术进展

无人机技术本身并没有停滞不前，这一领域的进步将对反无人机系统提出新的挑战。随着无人机系统市场的扩大和无人机类型变得更加多样化，反无人机系统将需要足够灵活，以检测和压制各种形状和尺寸的无人机。它们可以从能够以非常高的速度携带重型有效载荷的大型无人机，到可能只有几克重的低空飞行的微型侦察无人机。

从反无人机的角度来看，个别技术进步可能带来独特的挑战。或许近期最值得注意的是，有机构正在积极研发能够在无全球定位系统的环境下工作的无人机，这种无人机能够抵御任何类型的干扰（这是目前市场上最常见的拦截方法）。例如，据俄罗斯官方媒体报道，俄罗斯军方计划在北极地区部署无GLONASS监视的无人机，以便在广阔的区域内跟踪船只；与此同时，美国国防高级研究计划署正在开发可以20米/秒速度飞行的无GPS自动多旋翼无人机。

其他的研究方向是寻求开发能够主动对抗干扰或欺骗攻击的系统。最终，无人机可以通过编程来避开干扰机瞄准的特定频率，或者在检测到干扰信号时切换宽频带，或者启动一系列规避动作。现代GPS接收机也越来越多地被设计成将来自地面的干扰降到最低，这可以使它们很难与地面系统相提并论。另一些正在开发的功能是检测传入的欺骗攻击。

类似地，消费者无人机可能很快就可以通过移动LTE网络而不是通过RF链路进行控制。LTE无人机可以在一篇论文所描述的“基本上无限的操作范围”下运行，这使得飞行员更难找到。此外，在不对无处不在的蜂窝通信干扰的情况下，LTE无人机难以被干扰系统拦截。

并非所有这些进步都是出于让无人机更难对付的目的。有点讽刺的是，这些进步中的许多都是由提高无人机安全性的努力推动的。如今，某些商用无人机已经标配了跳频系统，这一功能旨在与操作人员建立更具弹性的连接，从而使飞机更能抵御干扰。Zürich大学的研究人员正在开发一种多旋翼无人机，可以近距离自主躲避快速移动的物体。这个想法是为了使无人驾驶飞机能够避开鸟类或其他飞机等障碍物，但同样的功能也可以使无人驾驶飞机避开蚊帐和其他投射物。

C-UAS技术的普及也将加速技术的发展，使C-UAS系统对反措施尤其是军事环境下的反措施缺乏有效性。例如，无人机可能被编程成以使其难以用自动目标检测算法检测的模式运行。旋翼可能会被修改以抑制无人机的发动机噪音，从而使其能够避开声学探测。军用无人机可能会携带设备来检测即将到来的欺骗攻击。无人机的设计方式可能会降低其雷达信号（有人推测，正是由于这个原因，ISIS无人机经常被胶带包裹）。各组织可能会将装有炸药的无人机的“发射点”位置编程为其预定目标，这样，如果无人机受到干扰并启动“返回发射点”模式（许多商用无人机的标准功能），它将直接飞到C-UAS试图保护的地方。

最后，无人机群（或简单的多无人机群）的出现将从防御的角度提出一系列特别令人恼火的技术挑战。一个无人机群的“射击”次数将比任何拦截系统的“射击”次数都要少，例如十架无人机对抗一门只有五张网的网炮。机群也会以比机群本身更小的有效探测或拦截区域击败任何反无人机系统；例如，定向干扰机只发射一束窄的无线电频率，因此，它们对散布在比该波束宽的区域的一组无人机无效。某些探测和跟踪产品甚至可能无法同时跟踪超过几个无人机。“机群”不必是动态的或真正自主的，就可以实现这些效果；十个单独的无人机操作员齐飞十架无人机，可能和真正的十架飞机的自主集群一样难以防御。虽然许多公司正在开发能够减少多架来袭飞机的反无人机产品，但这仍然是一种待发展能力。

缺少操作数据

关于已部署系统的运行记录，明显缺乏信息。在编写本报告时，没有一家C-UAS制造商会提供其产品在实际使用中的性能细节。这种信息真空使得未来的C-UAS所有者很难知道哪些实际有效，哪些无效，预测潜在问题，并选择最适合他们需求的系统。

成本

合法性

在美国和许多其他国家，反无人机系统有一个共同的缺点：它们可能并不总是合法的。在许多情况下，在反无人机技术使用的确切法律层面上存在明显的混淆和模棱两可。这是因为这项技术经常受到许多重叠法律的制约，这些法律早在反无人机技术存在之前就被起草用来解决其他技术。更模棱两可的是，大多数政府尚未制定针对C-UAS的全面政策，而空域监管机构则继续制定可能反过来影响C-UAS的法规。

信号干扰设备，包括更先进的定向系统，在许多国家要么是非法的，要么是受到限制的。在美国，干扰系统也可能违反禁止拦截电子通信的窃听法。（即使仅通过下载无人机位置和遥测信息来检测和跟踪无人机的系统也可能违反这项法律。）同时，欺骗系统可能违反《计算机欺诈和滥用法》。动能和非动能系统也可能违反《美国飞机破坏法》，对任何在美国领空故意“纵火、损坏、毁坏、禁用或毁坏任何飞机”的人处以高额罚款甚至监禁。

截至本文撰写之时，美国国防部、能源部、司法部和国土安全部这四个联邦机构已经获得了在美国领空减少无人机的授权。这些机构使用C-UAS来保护敏感的政府设施，如核设施和军事基地，以及超级杯等大型赛事期间的安保。一些地方执法机构和其他组织敦促政府将C-UAS的授权范围扩大到联邦以下，以便它们能够保护自己的领空，而不依赖于少数联邦C-UAS单位。联邦官员表示，它们可能会这样做，但没有提供政策下达的时间表。与此同时，越来越多的地方执法机构可能无论如何都会获得反无人机系统，尽管它们在法律上的地位令人怀疑，而根据授权在紧急情况下使用武力的条款，击落无人机的警官是否会获得豁免权，则是个谜。

某些常见的探测系统可能并不总是合法的。联邦航空局最近在2019年5月曾声明，它“无法确认任何无人机探测系统的合法性”。例如，根据联邦航空局的说法，某些类型的雷达可能需要联邦通信委员会（FCC）或国家电信和信息局[NTIA管理]授权和机构间协调”，在任何美国机场使用任何类型的探测系统都可能涉及美国法律的各个章节和联邦航空局的一些命令。

缺乏标准

没有关于C-UAS系统的正确设计和使用的国际标准。这意味着系统的性能和可靠性之间可能存在显著的差异，在规格表级别，这些差异可能看起来非常相似。鉴于这种技术的需求在过去几年才出现，报告确定的许多公司提供的产品还没有成熟。一些公司似乎正在努力利用对这项技术日益增长的兴趣，然后适当成熟或实地测试其产品。在后台发言的美国安全官员指出，向美国政府客户积极推销的系统中，有很大一部分并没有按照公布的要求运行。缺乏标准也引发了对这些系统安全性的质疑。特别是在民用环境中，发生故障的C-UAS系统可能会对公共安全造成威胁，例如，干扰紧急无线电通信的干扰系统，或错过预定目标的动力系统。

隐私

在一个完全不同的C-UAS方法中，荷兰安保公司训练大型猛禽在飞行途中拦截非法无人机。据安保公司说，为了保护老鹰的腿不受无人机旋翼的伤害为其戴上护腿板，其截获率为95%，这可能比许多机械动力替代方案都要高。该公司有时会建议客户与老鹰一起操作二级C-UAS系统，以获得最大的效率。

无人机系统数据库

两个版本的《反无人机系统》报告的主题都是无人机系统数据库。数据库记录制造商描述的每个系统的功能和能力。在没有制造商信息的情况下，通过可靠的媒体来源记录。无人机研究中心尚未对这些信息进行独立验证。数据库中列出的一些产品由多个制造商开发的多个不同设备组成，这些设备已组合成一个集成产品（例如，由雷达、相机和干扰机组成的产品）。如果这些组合产品的单个元素单独销售，则它们也作为独立产品包含在数据库中。数据库不包括软件产品，例如用于管理传感器传入数据的命令和控制产品。这里只给出数据库附录的部分截图。数据库 全部信息请看附件。