Системы и средства для обнаружения беспилотников (БПЛА)

С развитием науки и техники, многие вещи, которые еще пару десятилетий назад казались невозможными, теперь превратились в предметы повседневного использования. Это касается, в том числе и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), поскольку их функционал значительно расширился за последние 10 лет. Квадрокоптеры используют во многих отраслях, начиная с индустрии развлечений и заканчивая спасательными операциями.

Сегодня дроны привлекают не только добросовестных пользователей, но и злоумышленников, что доставляет немало проблем. Наиболее часто беспилотники применяются преступниками с целью вандализма, шпионажа и вторжения в частную жизнь, для транспортировки запрещенных веществ на территорию мест лишения свободы, организации и реализации террористических актов в местах массового скопления людей и на объектах критической инфраструктуры. Следует отметить, что это далеко не полный перечень возможных сценариев применения квадрокоптеров злоумышленниками.

При борьбе с любыми угрозами сначала необходимо определить наличие самой угрозы, а уже потом принимать меры для защиты или противодействия. Поэтому, условно, все технические охранные системы можно разделит на две категории, к которым относятся средства обнаружения (наблюдения) и средства противодействия.

Основными задачами систем обнаружения и наблюдения является передача сигнала тревоги на пульт охраны о несанкционированном приближении к границам охраняемого объекта, а также контроль ситуации и оценка динамики изменения степени угрозы. Очевидно, что традиционные средства охраны периметра не предназначены для защиты от угроз, исходящих от беспилотников. Вместе с тем, отечественными и иностранными специалистами ведётся интенсивная разработка систем обнаружения дронов, которые отличаются принципом своего функционирования.

Акустический принцип обнаружения летающих объектов широко применялся ещё в начале Великой Отечественной Войны. Так, звукоулавливатель ЗТ-5 позволял выявить вражеский бомбардировщик на расстоянии до 9 километров. Что касается беспилотников, то основными источниками шума у них является: двигатель, воздушный винт и планер. Электрические двигатели обладают более низкими шумовыми характеристиками по сравнению с поршневыми двигателями, мощность шума которых обычно возрастает с мощностью самого двигателя. Для обнаружения БПЛА на небольших расстояниях применяются акустические решётки, которые представляют собой несколько микрофонов, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга. Однако антропогенный и природный шум окружающей среды существенно снижают дальность обнаружения дрона по его акустическому портрету.

Основным элементом средств оптического обнаружения беспилотников является камера высокого разрешения. Дальность выявления дронов такими системами достигает нескольких сотен метров, при этом возможно её повышение путём уменьшения угол обзора, что приводит снижению эффективности поиска по причине увеличения времени, необходимого для обнаружения БПЛА. С целью снижения числа ложных срабатываний, для различения дронов и птиц необходимо использовать специальное программное обеспечение, которое сравнивает поток кадров, поступающих с камеры и эталонные изображения серийных беспилотников. Главным недостатком оптических систем обнаружения БПЛА является то, что на качество их функционирования значительное влияние оказывают факторы окружающей среды. Так, например, дождь или туман на порядок уменьшают размер рабочей области, а обнаружить летящий в тёмное время суток объект, который находится ниже линии горизонта, становится практически невозможно.

Радиолокационные средства обнаружения воздушных объектов, принцип функционирования которых основывается на приёме и последующем анализе радиосигнала, отражённого от летящей цели, получили широкое распространение как в военной, так и в гражданской областях. Следует отметить, что большая их часть не пригодна для работы с такими малоразмерными объектами как квадрокоптеры. Вместе с тем, существует ряд разработок, предназначенных специально для обнаружения дронов с малой эффективной площадью рассеивания (ЭПР). Применение радиолокационных систем, позволяет повысить дальность обнаружения БПЛА до единиц километров, при этом качество их работы не зависит от времени суток и погодных условий, что выгодно их отличает от акустических и оптических средств. Помимо выявления, радиолокаторы позволяют определить направление и дальность до приближающегося дрона, однако неспособны определить тип обнаруженного объекта и как следствие, подвержены ложным срабатываниям.

Тот факт, что подавляющее большинство квадрокоптеров коммерческого и бытового назначения управляется по радиоканалу с пульта оператора позволяет применять для их обнаружения пассивные радиоэлектронные системы. В их состав обязательно должны входить антенное и радиоприёмное устройство, а также блок цифровой обработки радиосигналов, который позволяет принять решение о наличии сигнала канала управления или передачи данных БПЛА. Пассивные радиоэлектронные системы ничего не излучают и работают только на приём радиосигналов. Именно этим достигается скрытность их функционирования. Радиус рабочей области таких систем напрямую зависит от мощности передатчика беспилотника и, как правило, превосходит рабочую область радиолокационных комплексов. Радиоэлектронные средства не подвержены влиянию окружающей среды и устойчиво работают в любое время суток.

Специалистами ДронНет-Антидрон  для обнаружения беспилотников разработан приёмный модуль, отличительными особенностями которого являются простота и надёжность. С его характеристиками можно ознакомиться изучив таблицу.

Модуль обнаружения
Обнаружение БПЛА	DJI, Autel, Wi-Fi и других дронов, в том числе кустарного производства
Диапазоны рабочих частот	0,4 ГГц; 0,9 ГГц; 1,2 ГГц; 2,4 ГГц; 5,2 ГГц; 5,8 ГГц
Рабочая область	360°(по азимуту); 90°(по углу места)
Дальность обнаружения	до 1 000 м
Оповещение	передача сигнала на пост охраны; отправка SMS
Интерфейс управления	Ethernet; TCP/IP

Совместное применение трёх или более таких модулей позволяет не только существенно расширить рабочую область, но и определить координаты, а также параметры движения квадрокоптера. Определение местоположения беспилотника реализуется с применением методов пеленгования или на основе вычисления взаимной задержки принятых радиосигналов.

Заключительным этапом мероприятий по защите от дронов является применение средств противодействия. Важно помнить, что эффективное применение средств противодействия беспилотникам возможно только лишь после уверенного обнаружения, локализации БПЛА и оповещения сотрудников службы охраны, а также всех заинтересованных лиц.