Dronų rojus

Dronų spiečius – tai keletas nepilotuojamų skraidančių sistemų (UAS), veikiančių koordinuotai arba pusiau autonomiškai siekiant bendro tikslo, dažnai keičiančiųsi informacija ir kolektyviai reaguojančių į aplinkos ar operatyvinius veiksnius.
Kalbant apie kovą su nepilotuojamais orlaiviais (C-UAS), šis terminas apima situacijas, kai dešimtys ar net šimtai dronų veikia vienu metu, taip užvaldydami įprastas gynybos sistemas, skirtas atskiriems taikiniams sekti ir neutralizuoti.

Remiantis JAV Vidaus saugumo departamento (DHS) ir NATO Mokslo ir technologijų organizacijos (STO) duomenimis, būdingos spiečiaus savybės apima savaiminį organizavimąsi, bendradarbiavimą, paskirstytą sprendimų priėmimą ir gebėjimą tęsti veiklą net ir po dalinių nuostolių grupėje.

Kodėl tai svarbu

Dronų spiečiai yra vienas iš sudėtingiausių iššūkių oro erdvės gynybai.
Skirtingai nuo atskirų dronų įsibrovimų, dronų spiečiai gali vykdyti paskirstytą stebėjimą, intensyvius puolimus arba įvairių krypčių įsibrovimus, kurie užverčia radaro ir optines sekimo sistemas.

Gynybos institucijos, oro uostai ir kritinės infrastruktūros operatoriai privalo parengti daugiasensorines, automatizuotas ir dirbtinio intelekto pagalba parengtas strategijas, skirtas kovai su dronų spiečiais, kurios leistų realiuoju laiku aptikti, klasifikuoti ir neutralizuoti daugelį dronų.

Dronų spiečių aptikimas

Aptikimui būtina sujungti duomenis iš kelių jutiklių, kad būtų galima atpažinti būrio būdingus požymius ir formavimus.

1. Radarų aptikimas
   • Spiečiai sukuria daugybę atspindžių, kurių radaro atspindžio plotas (RCS) yra mažas, ir kurie gali būti traktuojami kaip trukdžiai.
   • Aukštos skiriamosios gebos 3D ir fazinių masyvų radariai, kuriuose naudojami prisitaikantys algoritmai, gali atskirti grupuotus dronų atgarsius nuo foninio triukšmo.
   • Tokios sistemos kaip daugiaspinduliai radarai arba MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) konfigūracijos padidina spiečių sekimo tikslumą.
     
     

2. Radijo dažnių spektro stebėjimas
   • „Protocol Analytics“ ir „RF Detection“ gali nustatyti kelis vienu metu veikiančius ryšio arba telemetrijos kanalus, veikiančius tame pačiame valdymo tinkle.
   • Sistema analizuoja paketų sinchronizaciją, dažnio šuolį ir perdavimo tankį, kad nustatytų spiečiaus koordinavimą.
     
     
3. EO/IR ir akustiniai jutikliai
   • Vaizdo ir šiluminės kameros užtikrina objektų identifikavimą ir klasifikavimą, o akustiniai jutikliai aptinka būdingus daugiarotorių skrydžio modelius arba kolektyvinius garso požymius.
     
     
4. Dirbtinio intelekto pagalba atliekama jutiklių duomenų sujungimas
   • Dirbtinis intelektas apjungia radaro, radijo dažnių ir optinius duomenis, kad atpažintų spiečių elgesio modelius ir pašalintų klaidingus teigiamus rezultatus.
     
     

Identifikavimas ir sekimas

Kai aptinkamas dronų spiečius, jo identifikavimas ir sekimas leidžia nustatyti, ar jį sudaro komerciniai dronai, modifikuotos sistemos ar priešiškos platformos.

• Elgesio analizė: Algoritmai tiria spiečiaus judėjimo geometriją (pvz., tinklinę, radialinę ar spiralės formą).
• Signalo šaltinis: „Protocol Analytics“ susieja ryšio signalus su konkrečiais dronų tipais arba valdymo mazgais.
• Išskirstytas sekimas: Daugiajutiklių tinklai keičiasi padėties duomenimis per valdymo ir kontrolės sistemą, užtikrindami tikslų tęstinumą net ir esant dideliam tankiui.
• Operatoriaus buvimo vietos nustatymas: Naudojant radijo dažnio krypties nustatymą, nustatoma kontrolinių šaltinių arba spiečiaus koordinavimo mazgų trianguliacija.

Dronų spiečių poveikio mažinimas

Norint sumažinti spiečių keliamą grėsmę, reikalingos suderintos, pritaikomos ir automatizuotos priešpriešinės priemonės, leidžiančios reaguoti į kelias grėsmes vienu metu.

1. Elektroninės priešpriešinės priemonės („Soft-Kill“)

• Radijo dažnių trukdžiai: Plataus spektro arba prisitaikantys trukdžių generatoriai gali vienu metu sutrikdyti ryšio ar navigacijos kanalus keliuose dažniuose.
• Tapatybės suklastojimas ir perėmimas: Naudojant „Cyber-Over-RF“ technologiją ir manipuliacijas protokolo lygmenyje galima selektyviai neutralizuoti atskirus dronus spiečiuje.
• Elektromagnetinis impulsas (EMP) ir didelės galios mikrobangos (HPM): Energijos ginklai išjungia elektroninius prietaisus dideliame plote.

2. Kinetinės priešpriešinės priemonės („Hard-Kill“)

• Kryptinės energijos ginklai (DEW): Lazeriai arba HPM sistemos užtikrina tikslų, pakartotinai pasiekiamą smūgį, sukeliantį minimalią šalutinę žalą.
• Svaidomieji ir perimamieji dronai: Autonominiai perėmėjai arba tinklu pagrįstos sistemos fiziškai neutralizuoja dronus.

3. Sprendimų priėmimo palaikymas, pagrįstas dirbtiniu intelektu

• Pažangi valdymo programinė įranga nustato tikslų prioritetus, paskirsto išteklius ir valdo sistemos vėlavimą, siekdama užtikrinti atsaką realiuoju laiku.
• Integruoti grėsmių prioritetizavimo algoritmai padeda nuspręsti, ar kiekvieną droną reikia trukdyti, suklastoti jo signalą ar fiziškai perimti.
  
  

Veiklos sunkumai

• Jutiklio prisotinimas: Įprasti radariniai ir radijo dažnio jutikliai gali būti perkrauti esant tankiai signalų aplinkai.
• Vėlavimas ir duomenų perteklius: Norint realiuoju laiku koordinuoti kelis jutiklius ir atsakomąsias priemones, būtinas apdorojimas su itin mažu vėlavimu.
• Šalutiniai poveikiai: Elektroninės priešpriešinės priemonės gali turėti neigiamą poveikį civiliniams ryšiams ar aviacijos sistemoms.
• Teisinis pagrindas: Daugumoje jurisdikcijų aktyvias rizikos mažinimo priemones gali taikyti tik įgaliotos įstaigos.
• Priešininko prisitaikymas: Spiečiai gali naudoti šifruotą ryšį, dinamiškus formavimo pokyčius arba klaidinančius dronus, siekdami išvengti aptikimo.

Atsirandančios tendencijos

• Dirbtinio intelekto pagrįstos priešpriešinės taktikos, susijusios su spiečiais: Mašininio mokymosi taikymas spiečiaus elgesio prognozavimui ir atsakomųjų priemonių parengimui.
• Bendradarbiavimu grindžiami C-UAS tinklai: Daugiau institucijų apimančios sistemos, jungiančios radaro, radijo dažnių ir optinius tinklus, skirtos vieningam spiečių sekimui.
• Pažanga tiesioginės energijos srityje: Lauke naudojamos HPM ir lazerinės sistemos, pasižyminčios didesne galia ir mažesniais matmenimis.
• Modeliavimas ir skaitmeniniai dvyni: Virtualių spiečių modeliai, skirti aptikimo ir reagavimo algoritmų testavimui.
• Standartizavimo veikla: DHS, EASA ir NATO rengia C-UAS spiečių gynybos veiksmingumo vertinimo kriterijus.

Daugiasluoksnio kovos su spiečiais metodo privalumai