Автор: Наталья АЛЛИЛУЕВА, эксперт
Системы антидрон
Темпы роста применения беспилотников Увеличивается рост применения беспилотных воздушных судов – дронов. Согласно прогнозу ABI Research, количество продаваемых за год дронов в 2025 году увеличится до 90 млн. единиц. Большая часть этих устройств – маленькие квадрокоптеры, любительские дроны. Популярность пользовательских дронов стремительно растет. Доходы от потребительских дронов в 2025 году могут достигнуть $ 4,6 млрд. Зарубежные и отечественные производители постоянно совершенствуют модели дронов. По техническим характеристикам и надежности некоторые любительские дроны не уступают профессиональным беспилотным летательным аппаратам (БПЛА). Аналитики ABI Research полагают, что сегмент развлекательных дронов будет приносить больше доходов, чем полупрофессиональные устройства, и к 2025 году доля игровых дронов в общих доходах рынка будет составлять более двух третей. Рост популярности дронов связан с появлением недорогих аппаратов, которыми легко научиться управлять. Средняя цена дрона снизилась на 6%. Дроны стали очень популярными среди блогеров и фотографов. На рынке, помимо готовых дронов, предостаточно комплектующих, из которых можно самостоятельно собрать устройство с произвольными параметрами. Предполагается, что возможности фотокамер позволят имитировать зрительные функции летающих аппаратов, чтобы избегать столкновений с препятствиями, преследовать выбранную цель и реагировать на движение. Дроны могут использоваться не только как игрушки или для проведения фотосъемок, но и для решения многочисленных задач в народном хозяйстве. По данным аналитиков Mobile Research Group около 60% дронов покупаются для развлечения, 40% для — коммерческих профессиональных целей. Системы противодействия Нельзя не отметить, что поскольку стоимость дронов снижается, а сфера информационных технологий бурно развивается, то угроза использования дронов в незаконных целях становится всё более ощутимой. Поэтому в настоящее время усиливаются меры противодействия этому новому типу угроз, вводятся нормативно-правовые акты по регистрации и регулированию применения беспилотных воздушных судов, ведутся разработки по созданию систем отслеживания, идентификации и уничтожения дронов. Для уменьшения вероятности возникновения угроз все чаще возникает необходимость в приземлении неопознанного дрона. В США разрешили сбивать дроны, если они мешают пожарным операциям. По мере развития популярности использования дронов набирает обороты производство систем антидрон, которые могут стать быстро развивающейся отраслью. Меры противодействия дронам можно разделить на три категории: превентивно-профилактические, дрон-детекция (дистанционное обнаружение дронов) и нейтрализация дронов в полёте. Каждая из трёх категорий имеет свой набор информационно- технических инструментов, свои преимущества и свои слабые стороны. Как и всякий материальный объект, дрон несет в себе демаскирующие признаки. Степень заметности определяется величиной его сигнатур в радиочастотном, инфракрасном и видимом спектрах, а также сигнатуры акустической. Современные легкие дроны имеют сигнатуры небольшой величины. Они выполнены из композитных материалов и пластика со специальной окраской и с особой комбинацией слоев, их небольшие бензиновые и, тем более, электрические двигатели излучают мало тепла и работают почти бесшумно. Системы обнаружения дронов Система антидрон включает в себя различные комбинации оборудования обнаружения дронов (радиолокаторы, анализаторы спектра радиочастот, акустические датчики, системы видеонаблюдения), оборудование для нейтрализации беспилотных летательных аппаратов (стационарные и мобильные помехи, системы перехвата, противоракетные лазеры, сети захвата дронов) и дополнительные решения для обеспечения повышенного уровня защиты (скрытые системы обнаружения угроз, акустические устройства дальнего действия, программное обеспечение, связанное с безопасностью, системы сбора и распространения видео, мобильные микроавтобусы, ИТ-инфраструктура). Обнаружение дронов становится первым шагом в защите от них. Система дрон-детекция (система обнаружения) построена на применении различного оборудования: радиолокационные системы, акустических датчиков, радиодетекторов, видео- и термокамер с различными техническими и рабочими характеристиками. Радарная дрон-детекция обеспечивает обнаружение, идентификацию и отслеживание беспилотных летательных аппаратов, операторов дронов, пересекающих периметр охраняемых зон. Радары обеспечивают 100% охват в любых погодных условиях и повышают уровень безопасности охраняемых объектов. В связи с тем, что эффективная поверхность отражения (ЭПО) дронов составляет не более 0,1 м2, применение обычных радаров малоэффективно. При радиолокационном обнаружении дрона необходимо решить две задачи: • Обнаружение малоразмерной цели. • Идентификация малоразмерной цели (отличие ее от птиц, помех и других отраженных сигналов). Для решения таких задач лучше всего подходят локаторы АФАР (с активной фазированной антенной решеткой) - технологии многолучевых методов идентификации с накоплением информации для увеличения возможностей обнаружения аппарата по доплеровскому смещению. При этом в локаторах нового поколения применяется алгоритм идентификации птиц. Подобным образом работают радары LTAR и VIGILANT FALCON компании SRC (США), HARRIER компании De Tect (США), SQUIRE компании Thales (Франция), HAMMR компании Northrop Grumman (США).
Рис. 1. Радар Harrier системы антидрон Самыми популярными среди таких локаторов в системах анти-дрон являются радары HARRIER американской компании DeTect. Технология радиолокационной обработки DeTect разработана специально для надежного обнаружения и отслеживания неболь- ших несовместимых, низкопрофильных поперечных сечений, нелинейно движущихся целей. Для дрон-детекции применяется система наблюдения DroneWatcher DSR, которая обеспечивает обнаружение как больших промышленных беспилотных воздушных судов, так и дроны малого класса (класс Phantom) с автоматической классификацией дрона и отказом от ложных срабатываний на цели аналогичных дрону размеров, таких, как птицы. При этом обеспечивается 360-градусный охват территории с обнаружением дронов на расстоянии до 16 км и отслеживанием местоположения, траектории движения, размеру и скорости дронов, в условиях повышенного шума и помех. Компания DeTect разработала системы обнаружения малых WiFi дронов, типа (Phanton) в интересах частных лиц, когда смартфон или планшет превращается в устройство детектора дронов. DroneWatcherAPP доступен в Google Play. Аппаратура акустического обнаружения беспилотников проста в установке и эксплуатации, не требует разрешения спецслужб и одинаково эффективна как в дневное, так и в ночное время. Зву- ковые характеристики (сигнатура) летящего дрона передаются с акустического датчика на сервер, где сравниваются с сигнатурами всех беспилотников, скомпонованными в особую базу данных. При совпадении с соответствующей сигнатурой (опознании объекта как дрона) выдаётся обратная команда на оповещение.
Рис. 2 DroneShield®WideAlert Акустические датчики DroneShield работают по следующей схеме: слушают – анализируют – идентифицируют – оповещают. Датчики прослушивают окружающее пространство в реальном времени, автоматически берут образцы звуков, сравнивают их с акустическими сигнатурами из встроенной базы данных. Если совпадение найдено, система обнаружения акустических сигналов записывает идентифицирующую информацию и выдает автомати- ческое оповещение. Пользовательский интерфейс DroneShield обеспечивает высокую точность акустического обнаружения БПЛА путем непрерывного мониторинга активности находящихся в близлежащем воздушном пространстве дронов. Аудиовизуальный интерфейс, основанный на браузере, помогает пользователю не только просматривать, но и управлять функциями обнаружения дронов. Обнаружение системы антидрон возможно на расстоянии до 1 км и в любых погодных условиях. Имеются расширенные фильтры для устранения общих экологических шумов. Су- ществуют две версии акустических датчиков для обнаружения дронов: DroneShield v1.4 и DroneShield v2. Они имеют разные диапазоны обнаружения. Комплексы оптического обнаружения беспилотных летательных аппаратов пред- ставляют из себя камеры высокого разрешения со специальным программным обеспечением. Они автоматически фокусируются на малоразмерных воздушных целях и, если такая цель опознана как дрон с помощью базы данных визуальных сигнатур, записывают видео приближения дрона к объекту, включая при этом сигнализацию. Sky Patriot – система оптического обнаружения беспилотных летательных ап- паратов. Это пассивное решение, которое одновременно может обнаруживать и классифицировать несколько БПЛА на дальностях до 800 м. Для оптического обнаружения используется фиксированная камера с заданным полем обзора (FoV) 30°. Обнаруженная цель передается на специальную камеру (RTZ-камера) для классификации дрона и его полезной нагрузки с целью исключения ложных срабатываний. В систему заложены специальные алгоритмы по обработке данных для исключения ложных срабатываний. В аналитической библиотеке системы содер- жатся многочисленные демаскирующие признаки различных дронов. Перемещение фоновых объектов (птицы, транспортные средства, люди) отфильтровывается. Данная система может интегрироваться в систему анти-дронов с другими техноло- гиями: радиочастотными, акустическими и радиолокационными для обеспечения интегрированного решения.
Рис. 3 Sky Patriot Инфракрасная технология оптической системы обнаружения Малые размеры и малая электромагнитная подпись БПЛА не регистрируются тра- диционными мерами обнаружения (радарами). Традиционные меры обнаружения более восприимчивы к погодным условиям. Технология тепловизионной обработки Spynel, работающая с программным обес- печением Cyclope, отслеживает неограниченное количество целей. Термическая визуализация позволяет наблюдать за объектом днем и ночью, вне зависимости от того, имеет ли объект повышенную температуру. Инфракрасная камера SPYNEL-X – пассивная широкополосная система наблю- дения подходит для обнаружения дронов с разрешением 120 Мпикс с диапазоном обнаружения 360o. Изображения передаются на пульт в режиме реального времени. Один ИК-датчик обнаруживает вторжение в области диаметром 16 км. Система работает днем и ночью, не зависит от погодных условий. С помощью програм- много обеспечения происходит обнаружение, идентификация и распознавание объекта. Радиочастотная дрон-детекция осуществляется на основе обнару- жения дронов по характерным радиосигналам. Антенные комплексы для детекции беспилотников оснащаются удобным интерфейсом, дающим графическое отображение окружающей местности, метку засечённого в воздухе дрона, и оповещающим о вторжении. Сканеры с радиочастотой (RF) обеспечивают наиболее экономич- ное решение для обнаружения, отслеживания и идентификации беспилотных летательных аппаратов на обширной территории. Они имеют возможность сканировать электромагнитный спектр и иден- тифицировать конкретные передачи от беспилотных летательных аппаратов. Пока дрон передает сигнал (например, живое видео или телеметрию), RF-сканер обнаруживает его. Диапазоны частот, в которых эксплуатируются коммерческие дроны: 400 МГц SRD (частотный диапазон для беспроводных устройств ближнего радиуса действия), 2,4 Ггц ISM, 5.8 ГГц ISM (радиочастотный диапазон общего назначения без необходимости лицензирования). В ISM-диапазоне активность сигнала Wi-Fi создает сложный RF-сигнал окружающей среды, которая может напоминать очень активный уровень шума. В диапазоне ISM 2,4 ГГц работают следующие сигналы от активных устройств: Wi-Fi, Bluetooth,- IoT сигналы, ZigBee, Z-Wave, LoRa. Данный диапазон становится все более активным – появляются новые устройства. Дроны должны контролироваться из любых 3-х или 4-х различных полос частот. Необходимо игнорировать неко- торые части спектральной активности, в то время как идет поиск обнаруженного объекта. Программное обеспечение приемника должно давать возможность вести направленный или упорядочен- ный поиск и пропустить неиспользованный спектр для улучшения вероятности перехвата.
Рис. 4 Инфракрасная система поиска и отслеживания SPYNEL-X Детекция дронов по характерным радиосигналам может быть ещё одним принципом, решающим проблему фонового шума, ограничен- ной видимости и малого радиуса действия. Но современные коптеры не всегда управляются по радио, маршрут их полёта может быть запрограммирован через GPS, поэтому системы радиочастотной дрон-детекции эффективны не всегда. Продолжение читайте в ТЗ №5-2018 Источники: https://detect-inc.com/drone-detection-defense-systems/ http://www.rinicom.com/products/drone-detection/sky-patriot https://www.hgh-infrared.com/Applications/Security/ UAV-Detection-and-Tracking https://anti-drone.eu/ https://www.droneshield.com https://www.dronedefence.co.uk/products/drone-detection/ https://inosmi.ru/military http://zala.aero https://computer.howstuffworks.com/hack-drone.htm https://futurism.com/drone-hack-technology/ https://nplus1.ru/news/2016/01/12/shooting-net
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru