中国电子科技集团公司第三十八研究所 安徽合肥 230088
摘要：时代发展下，无人机在电力线路巡查、工程测量、农业等各领域都得到广泛应用，为进一步提高无人机的整体水平文章结合当前存在的安全问题，探讨提高无人机安全的方法对策。
关键词：无人机；安全问题；安全措施；无人机安全
引言
当前我国的经济在不断的发展壮大，使得科技创新水平能力得到了进一步的提升，无人机相应的技术手段也得到了长足的发展，自身的功能和任务保障性得到了进一步的完善，更好的满足与人们对科技发展的需求。其中无人机主要是通过无线电进行有效的遥控和控制，并为了进行一定任务，而做被制作出来的一种可重复利用的空中飞行器。
1无人机概述
我国无人机制造在消极消费级以及军事应用级工业应用等方面拥有较大的市场占有力。目前在各类无人机销售上拥有高速增长的态势,但是随着无人机在生产生活中的应用日益广泛,利用无人机无线通信安全漏洞,使得无人机的安全问题逐渐凸显。例如无线劫持技术能够获取无人机的控制权,造成无人机安全领域严重事故,随着键盘记录病毒感染,无人机地面站也容易受到安全威胁。受到网络攻击的无人机能够将信息安全防护网络加以攻破,无法保证无人机的完整性、可用性和保密性。当前对无人机安全威胁攻击主要包括传感器攻击、网络攻击、无线电攻击等。在这样的攻击下,无人机要保证大量资源不被攻击,防止网络瘫痪,就要采取必要的系统技术来降低无人机的功耗,增强无人机的通信安全性。从无人机技术提升角度应在通信、软件、网络、传感器等方面加强安全防护措施的探讨和应用。无人机的工作原理是利用无线电遥控设备操纵载人飞机,从技术角度上讲,无人机当前包括无人直升机、多旋翼无人机、无人固定翼机等无人机的系统组成,包括动力系统、主控制器、通信链路模块、任务执行单元等多个部分。动力系统负责为无人机飞行和稳定提供动力。一般包含电动机和内燃机等种类。主控制器负责无人机的稳定和导航接收控制、命令转换成动力系统命令,通信链路模块,包括无线数传模块、遥控信号模块和WiFi通信模块。无人机自身的运行数据,将数据传输到地面站,由地面站的显示器和智能终端进行显示,包括系统检测、数据处理、无线电控制等功能都囊括在地面控制部分。地面站主要包含遥控器、智能终端、通信链路模块等。通信链路部分包含无人机通信链路,每个通讯链路传输不同模型的信息数据。无人机网络一般通过卫星进行无人机通信传输,传输的数据包括视频、音频等。卫星通信链路可以传递信、气象信息、GPS信号,是无人机网络的重要组成部分。
2无人机安全问题分析
2.1作业强度大，容易疲劳
无人机的缺点之一就是作业强度大，容易产生疲劳，无人机上需要多个机组人员轮流作业才能完成飞行任务。造成疲劳的原因主要有两方面：第一，无人机操作仓内噪音太大，辐射也比较强。第二，操作人员在操作时需要观察多个显示屏，容易产生视觉疲劳。由于操作人员疲劳驾驶出现安全问题的事故不在少数，因此在无人机操作人员的选择方面也有了更加严格的要求，需要足够的抗压能力，只有这样，才能有效地避免安全事故的发生。
2.2影响民航运行
近年来，无人机扰飞事件屡屡发生，无人机在机场净空保护区域附近飞行已对民航客机的正常起降构成严重威胁。由于普通客机体积大，机动性较差，在起降时一旦遇上“黑飞”的无人机，很难进行避让；如果发生碰撞，后果不堪设想。全国多个机场都受到过无人机的干扰，有的城市还发生过无人机坠落伤人、毁物的事故。
2.3容易被利用做违法乱纪之事
如果整个的测控数据链接系统被不法分子所侵入，那么无人机将会被不法分子所利用，不仅使得原有的任务无法得到有效的完成，任务和采集的数据也会泄露，甚至变为一种攻击性的武器。
例如我们在进行一定的军事演习过程当中，如果无人机系统被敌方所利用，这将会对无人机的操控对象进行转换，不仅任务无法有效的完成，还有可能暴露原有的任务目标，控制中心位置等关键信息，将会对原有的使用方产生巨大的利益损失。
3无人机安全的有效措施
3.1抗侦收安全飞行的有效策略
无人机电磁域抗侦收能力主要体现在测控链路的隐蔽性上,综合时域猝发通信、频域扩/跳频、空域定向天线隔离及能量域的精确辐射功率控制等手段可提高无人机的抗侦收能力。在无人机执行任务过程中一般时域、频域和空域的抗侦收设计已经固化,无人机操作手可控的部分主要为能量域的功率控制,在任务过程中若主/副链路均能正常锁定时应选择低功率工作模式,使数据链接收机始终工作在灵敏度附近,最大限度降低数据链电磁波辐射进入对方接收机的能量水平。若抗侦收设计和能力超越对方探测能力,则后续数据链子系统和导航子系统可免受干扰或欺骗,无人机可正常执行任务。此类情况是无人机执行任务的理想状态,是无人机系统安全性的发展目标,难度较大。
3.2对于相关的应用频谱效率进一步提升
对于新技术仍然要不断的研发投入，比如选择使用数据压缩技术，无线通信技术以及相关的频谱信息数据共享技术等，将会对无人机控制效率会有进一步的提升，能够使得对整个通信应用带宽做到进一步的放宽。无人机数据连接的带宽数据和通信频率往往会应用一些预分配的方式，导致整个的带宽进行长时间的占据。而无人机飞行频率相对较小，同频率出现的次数也相对较少，系统应用率不会出现太高。但是如果采用了无线电的传输应用，将会对整个频道的占有率进一步降低，同时还会对于闲置的频道内能够筛选出更为合适的应用通信频道，增加了通道的冗余度，提升频率复用能力。
3.3应用传感器技术
新型的无人机技术和解决方案依赖于传感器协作,传感器是一种能够感受到被测量信息的设备,将检测到的信号转变为特定形式的电信号,再进行传输时微机电系统和微机电去噪算法,使得传感器在无人机自动化控制技术中发挥作用。例如以多旋翼无人机为例,采用陀螺仪、加速度计、磁力计、GPS用来检测无人机角速度、GPS获取无人机的位置,陀螺仪和加速度计进行无人机的系统惯性测量。主控制器根据各种传感器采取到的数据进行命令的传达,保证无人机能够正常飞行。在无人机的传感器安全研究现状基础上,改变了传统的传感器只能进行网络数据传输的功能,打破传感器无法对正常和异常的信息进行区分和检测的技术瓶颈,使得无人机能够灵活应对攻击方式。
3.4进行模拟训练，提高人员能力
无人机的模拟训练主要包括模拟操作训练和模拟故障恢复训练两种，通过这样的实践训练来模仿飞机的仿真飞行。简单来说，模拟操作训练主要在地面进行，通过计算机技术来操控飞行技能，不仅仿真性高，而且互动性也比较强，这也是模拟训练系统的优点之处。通过模拟操作训练可以深入的了解飞行员初期的飞行技能和感知能力，而无人机则需要在起飞、巡航、着陆方面重点训练。为了保证无人机系统能够正常完成飞行任务，可以采用模拟训练组织排除故障，从而顺利的开展教学内容。模拟故障恢复训练主要针对故障方面，为了提高操作员的随机应变能力，要对他们进行故障训练，这样做不仅是为了保证无人机的装备安全，同时也能更好地提高操作员的心理素质。
结语
综上所述，当下我国的无人机应用相对较晚，但是通过科技创新专家的不断努力和发展，已经实现了全面系统化的有效运用，相信在日后发展中无人机将会被应用到更广泛的领域，并做好抗干扰、模拟训练等一系列的保护措施。
参考文献
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