无人机系统安全白皮书 UAV Security White Paper 2021 杭州2022年第19届亚运会官方合作伙伴 Official Prestige Partner of the 19th Asian Games Hangzhou 2022 杭州安恒信息技术股份有限公司 杭州若联科技有限公司 目录 CONTENTS 前言 近年来，无人机产业发展迅猛，已经呈现出高起点、高爆发、高成长 等特性，技术日渐成熟，整体蓬勃发展。随着无人机研发技术逐渐成 熟，制造成本大幅降低，无人机在各个领域得到了广泛应用。目前， 我国已拥有无人机发展所需的全产业链，无人机在影视航拍、农林植 保、电力巡检、通信中继、气象监测、海洋调查、资源勘测、综合执 法、物流运输、应急救援等专业领域的大量应用，极大地提升了各行业生 无人机产业发展现状与趋势 无人机系统安全风险分析 无人机简介 06 无人机系统安全风险来源分析 无人机系统组成原理 06 无人机系统安全风险原因分析 15 无人机产业发展现状与趋势 07 无人机欺骗行为分析 15 15 无人机系统安全威胁与态势 无人机系统安全防护策略 无人机系统安全威胁 11 无人机系统安全防护策略框架 19 无人机系统安全事件与态势 11 无人机安全防护策略 20 无人机相关规定与法律法规 13 通信网络安全防护策略 21 无人机地面站安全防护策略 22 无人机系统安全未来发展 展望 产力。作为朝阳产业，中国无人机已然成为“中国智造”的一张新名片。 与此同时，空中无人机数量与日剧增，数以百万计、千万计，随着无 推动安全标准落地以及安全合规 检测认证 23 人机产业规模不断壮大，无人机系统网络安全问题也在逐渐增加，无 推动无人机行业建立安全生态 23 人机安全事件不断增多，网络安全问题已成为限制无人机产业健康发 引入新技术到无人机系统安全的 应用 23 展的障碍之一。 增强消费者无人机应用安全意识 23 为促进无人机产业及其生态系统的健康发展，采用体系化网络安全方 案化解无人机系统面临的安全风险，杭州安恒信息技术股份有限公司 联合专注于无人机系统开发的杭州若联科技有限公司，深入调研无人 机系统安全现状、剖解无人机系统安全风险，以保障无人机系统安全应用 为根本出发点，以先进技术为引领，以国家网络安全政策法规为依据，共 同研究编制无人机系统安全白皮书（2021）。 本次编制的白皮书从无人机系统安全威胁与趋势出发，全面分析无人 机产业面临的各维度安全风险，构建全体系无人机安全防护方案，并从政 府监管、产业发展角度提出保障无人机系统安全健康发展方向及建议。 无人机简介 无人机全称“无人驾驶飞行器”，（Unmanned Aerial Vehicle） 根据应用领域不同，无人机可以分成：民用无人机和军用 英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序 无人机，其中民用无人机还可以分为工业级无人机和消费 控制装置操纵的不载人飞机。它涉及传感器技术、通信技 级无人机。详细应用领域如下图： 术、信息处理技术、智能控制技术以及航空动力推进技术 无人机 产业发展 现状与 趋势 等，是信息时代高技术含量的产物。 军用无人机 无 人 机 侦查无人机 战略监视 通信中继 攻击无人机 察打一体 反弹拦截 诱饵无人机 充当诱饵 迷惑对方 主要型号：ADM-20、perdix等 货运无人机 物资运输 油补给 主要型号：K-MAX、飞象等 工业级无人机 电子对抗 较射侦查 地、海面轰炸 主要型号：WZ-5、搜索者 主要型号：捕食者、死神、翼龙等 农林： 农药喷洒 森林扑火 辅助授粉 安防： 灾情检查 交通巡逻 指挥调度 地图测绘 城市规划 电力： 电力巡检 物流： 物资配送 其他： 资源勘探 民用无人机 消费级无人机 个人航拍 影视航拍 遥控玩具 水利监测 人工降雨 灯光表演 图1-1 无人机应用领域 无人机系统组成原理 无人机系统主要由下面几部分组成： 三种不同的空地 通信方式 A. 机架机身 3 卫星 无人机的机架机身指无人机的承载架构，一般选择高强度轻 质材料制造，无人机所有的设备都是安装在机架机身上面。 无人机 B. 动力系统 1 无人机动力系统是为无人机提供飞行动力的部件，一般分为 3 2 油动和电动两种。电动多旋翼无人机是目前最主流的机型， 1 由电机、电调、电池三部分组成。 蜂窝基站 地面站 图1-2 无人机系统组成示意图 05 C. 飞控系统 像头为主，也可以根据实际需要加装大气水文测绘仪器、农 药喷洒器等。 飞控系统就是无人机的飞行控制系统，无人机的全部飞行 状态都需要通过飞控系统对无人机动力系统进行实时调节。 飞控系统是整个无人机的控制核心，主要包括飞行控制、 加速计、气压计、传感器、陀螺仪、地磁仪、定位芯片、 主控芯片等多部件组成。高阶飞控系统除了飞行导航功能 以外，还有安全冗余、飞行数据记录、飞行参数调整和自 动飞行优化等功能。 D．遥控系统 无人机遥控系统，即无人机地面控制站。无人机控制站主 要用于对飞行器进行飞行控制、航路规划、信息处理等， 分为个人手持式、车载式、航空机载式、水面舰（船）载 式。常用民用无人机的控制站相对简单，尤其是消费级无 人机的控制站实际上主要是控制手柄或者安装了配套软件 的平板电脑、智能手机。 E．机载外挂设备系统 F．通信传输链路 通信传输链路是无人机系统的重要组成部分，其主要任务 是建立一个空地双向数据传输通道，用于完成地面控制站 目前世界上有60多个国家在使用无人机，有多个国家可以 近年来，全球无人机行业保持高速增长，特别是商业无人 自己制造无人机。目前全世界无人机市场上存在着各类型 机领域。根据德国无人机研究公司Drone Industry Insights 企业几千余家，仅中国地区就有800到1000注册企业从事 发布的《2020-2025年无人机市场报告》显示，2019年全 各类型无人机相关研发设计、制造和服务相关工作。 球无人机市场规模约为180亿美元，报告预测，无人机市 对无人机的远距离遥控、遥测和任务信息传输。按作用距 我国的无人机市场已经发展了50余年，从最初的军用领域 离，分为视距链路（无人机与控制站之间的距离在无线电 逐渐扩展至消费领域。近年来，民用无人机市场迅速崛起， “可视”距离内）和超视距链路（通过卫星或航空器中继）。 在个人消费、植保、测绘、能源等领域得到广泛应用。特 别是消费级无人机，市场发展尤为火热，在全球具有领先 目前无人机的通信传输方式主要有三种：电台、WiFi 场将以13.8％的复合年增长率增长，这意味着到2025年， 它的价值将几乎翻一番，达到428亿美元。报告指出，全 球无人机行业增长主要集中在能源、运输和仓储等领域。 在疫情下，这些领域的需求量将大幅提升。 优势，已经成为“中国制造”一张靓丽的新名片。 （2.4G/5.8G）、以及运营商公网。无人机首选运用的都 是电台方式，依据《中华人民共和国无线电频率划分规则》 500 及我国频谱运用状况，规划840.5-845MHz、 1430-1444MHz和2408-2440MHz频段用于无人驾驶航空 要作为图像传输频段，900MHz不建议使用。 随着新基建的时代到来，5G蜂窝技术的商用将给无人机 400 370 330 等有效载荷。军用无人机的有效载荷一般包括可见光/红 满足5G无人机实时操控和4K/8K视频实时回传，还能支持 外、雷达等传感器，电子侦察、通信中继设备，以及导弹、 VR/AR技术，给用户带来超高清、沉浸式的体验。 280 300 220 180 200 141 行业发展带来重要变化，主要体现在5G的高带宽和低时 延两大技术特点上，非常适用于无人机通信传输系统，可 428 400 器系统，其中1.4GHz主要作为数据通讯频段，2.4GHz主 无人机机载外挂设备，主要包括外挂云台、外挂轻型相机 精确制导弹药等；民用无人机的有效载荷以光电/红外摄 无人机产业发展现状与趋势 100 0 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 资料来源：Drone Industry 前瞻产业研究院整理 图1-3 全球无人机市场规模及预测（单位：亿美元） 从国内市场来看，随着无人机民用化进程的加快，我国 模约为91亿元，到2019年，该数字已突破200亿元，达 无人机行业快速发展。2016年，我国无人机行业市场规 到278亿元。 300 278 200 176 116 100 0 91 2016 2017 2018 2019 资料来源：前瞻产业研究院整理 图1-4 2016-2019中国无人机市场规模（单位：亿元） 06 08 07 无人机按用途发分主要分为军用无人机和民用无人机，其 国，目前民用无人机是主流应用领域，占据着超70%的市 中民用无人机又分为消费级无人机和工业级无人机。在我 场份额。 军无人机 24% 民用无人机 76% 资料来源：前瞻产业研究院整理 图1-5 2019年中国无人机细分市场格局 预计到2025年，消费级无人机市场将达到约300亿元人民 200亿，安防市场约为150亿，电力巡检约为50亿。 币；工业级无人机市场规模约400亿，其中农林植保约 消费级无人机——航拍&娱乐 消费级无人机 ——航拍&娱乐 300 工业无人机 450 农林 安防 农林 200 电力 其他 安防 200 电力 其他 50 50 资料来源：前瞻产业研究院整理 图1-6 2025年中国无人机细分领域市场规模（单位：亿元） 军事级无人机应用，已经成为另一个独立产业。无论国内、 展方向，通过机身材料改进，机型优化来拓展无人机的载 国外都有很多非常成功的产品应用于实战，例如：诺斯罗 荷能力。且随着5G、物联网时代的来临，无人机将与大数 普·格鲁曼公司生产的无人机“全球鹰”。在军事应用中，每 据、云计算等新兴技术进行深度融合，可以赋予无人机实 个国家都有专注于该类市场的相关企业，开发满足不同需 时超高清图传、远程低时延控制、永远在线等重要能力， 求的专业无人机。 全球将形成一个数以千万计的无人机智能网络，7x24小时 未来，无人机将以新型动力、超高速、超长航时为技术发 08 不间断地提供航拍、送货、勘探等各种各样的个人及行业 服务，进