В последние годы с увеличением угрозы, создаваемой низко-летающими, медлительными и малыми (НММ) дронами, потребность в системах борьбы с беспилотными летательными аппаратами (РЛС) стала все более острой [1 - 3]. Однако как в академических исследованиях, так и в практических применениях технические дискуссии по поводу таких РЛС все еще сталкиваются с множеством нерешенных проблем. На рынке появилась разнообразная палитра систем борьбы с дронами, многие из которых заявляют о превосходных показателях при обнаружении эхосигналов дронов, причем некоторые системы уже были закуплены и развернуты на критически важных объектах. Тем не менее, многие государственные органы осторожно относятся к их фактической эффективности и начали ряд проверочных проектов для оценки их надежности.

В этом контексте данная статья посвящена применению технологии автоматического распознавания целей (АРЦ) в системах борьбы с дронами. Систематически обобщая существующие технологии обнаружения дронов и проводя глубокий анализ с точки зрения АРЦ, в статье исследуются основные проблемы и пути оптимизации, в основном по двум направлениям: характеристикам целей и технологиям обнаружения:

  1. Уточняется, что радарное обнаружение состоит из двух независимых этапов: “обнаружение сигнала” и “распознавание цели”, подчеркивая, что распознавание цели должно отойти от традиционных методов, основанных на слежении.
  2. Отмечается, что системы борьбы с дронами в основном направлены на НММ - дроны, обычно это небольшие летательные аппараты с радиолокационной площадью рассеяния (РПР) менее 2 м², скоростью полета менее 200 км/ч и высотой полета менее 1000 метров. Согласно текущим классификациям, это в основном дроны 1 и 2 групп.
  3. АРЦ - показатели разделяются на четыре уровня: “Обнаружение”, “Классификация”, “Идентификация” и “Описание”, и проводится различие между методами “дискриминации траектории” и “распознавания микродоплеровского сигнала” с точки зрения технологии АРЦ.
  4. На практических примерах показано, что интеграция технологии АРЦ может существенно повысить эффективность системы - не только увеличивая дальность обнаружения дронов и точность распознавания, но и значительно улучшая общий обзор обстановки. Технология АРЦ, как ожидается, приведет к эволюции традиционных трехмерных систем борьбы с дронами в четырехмерные системы (предоставляющие трехмерную координату и одномерную атрибутивную информацию), комплексно повысив эффективность обнаружения. Этот прогресс свидетельствует о том, что системы борьбы с дронами найдут более широкое и надежное применение в военной, гражданской и коммерческой сферах.

1 Обзор угроз, создаваемых дронами

Угрозы, создаваемые дронами, обычно делятся на угрозы, направленные на гражданские объекты и военные цели. В гражданской сфере акцент делается на контроле и управлении, в то время как военные приложения больше сосредотачиваются на противодействии; однако и то, и другое требует эффективных, точных и реального времени технологий обнаружения дронов.

1.1 Угрозы в гражданской сфере

В гражданской сфере “несанкционированные” вторжения дронов, нарушающие работу гражданских аэропортов, стали типичной угрозой, и случаи такого рода происходят часто. Например, 19 декабря 2018 года Лондонский аэропорт Гэтвик в Великобритании был полностью закрыт из - за появления дронов в окрестностях, что повлияло на более чем 140 000 пассажиров, привело к отмене более тысячи рейсов и остановке работы аэропорта на 36 часов [4]. Это событие показало острой потребности аэропортов по всему миру укрепить стратегии безопасности для противодействия угрозам, связанным с дронами.

В ответ на это правительство Великобритании ввело ряд мер, включая создание зоны запрещенного полета радиусом 5 километров вокруг аэропортов (Рисунок 1) и внедрение систем борьбы с дронами (C - UAS), таких как израильская система “Drone Dome”. Однако в 2019 году аэропорт снова стал жертвой нарушения работы дронами, что показывает, что существующие системы все еще не полностью надежны. Причинами могут быть попытки операторов обойти системы обнаружения, координированные нарушения работы группой операторов и другие сложные сценарии.

Схема зоны запрещенного полета дронов радиусом 5 км вокруг аэропортов Великобритании
Рисунок 1: Схема зоны запрещенного полета дронов вокруг аэропортов Великобритании (Источник изображения: CAADroneCode)


Отказ от ответственности: Авторские права на данную статью принадлежат авторам. Статья предназначена только для академического обмена и не представляет позицию какого - либо учреждения. В случае вопросов, связанных с содержанием или авторскими правами, пожалуйста, свяжитесь с нами.


🔍 Ключевые слова:

Системы борьбы с дронами, Технология АРЦ, НММ - дроны, Радиолокационное распознавание целей, Обнаружение дронов, Четырехмерные РЛС, Системы борьбы с дронами (C - UAS)

Дополнительные источники для чтения

Ниже представлены авторитетные источники по теме данной статьи, рекомендуемые для дальнейшего изучения и использования в качестве справочных материалов:

  • Drone Defense Hub — Предоставляет информацию о последних разработках в области глобальных систем борьбы с беспилотными летательными аппаратами (C - UAS), анализ политики и примеры практического применения, охватывая как гражданские, так и военные аспекты.
    https://www.dronedefensehub.com

  • Лаборатория радиолокационных систем Университета Мичигана — Специализируется на исследованиях в области автоматического распознавания целей (АРЦ) и обработки сигналов, публикуя множество научных статей и технических отчетов по вопросам обнаружения НММ - целей.
    https://radar.engin.umich.edu

  • Официальный журнал Технического общества IEEE по аэрокосмическим и электронным системам — Содержит передовые исследования по таким темам, как четырехмерные РЛС, обнаружение и классификация дронов, с акцентом на теоретические инновации и практическую интеграцию систем.
    https://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=7