يظهر الرادار وEO/IR معا كثيرا في مشاريع مكافحة الطائرات المسيّرة لأنهما يحلان جزأين مختلفين من المشكلة نفسها. الرادار قوي في الكشف والتتبع. وEO/IR قوي في التأكيد البصري وتسجيل الأدلة. يستطيع الرادار إخبار النظام بوجود هدف منخفض في اتجاه معين، وتساعد EO/IR المشغل على رؤية شكل هذا الهدف.
يشير EO/IR عادة إلى المعدات الكهروبصرية وتحت الحمراء، مثل الكاميرات المرئية والعدسات الطويلة والكاميرات الحرارية ووحدات pan-tilt وخوارزميات التتبع. عندما يكون التكامل جيدا، لا يحتاج المشغل إلى البحث يدويا عن نقطة صغيرة في مشهد واسع، بل يوجه الرادار الكاميرا نحو منطقة الهدف.
الرادار يكتشف أولا
القيمة الأولى للرادار هي البحث واسع النطاق. يستطيع مسح المجال الجوي المنخفض باستمرار وكشف الطائرات المسيّرة والطائرات منخفضة الارتفاع والطيور والأجسام المتحركة الأخرى. وخلافا للكاميرا، لا يعتمد على الضوء المرئي ولا يحتاج إلى معرفة مكان النظر قبل البحث.
بعد الكشف، ينشئ الرادار نقاطا أو مسارات. قد يشمل المسار المدى والاتجاه والارتفاع والسرعة واتجاه الحركة والوقت. يصبح هذا المسار أساسا لتوجيه EO/IR.
من دون الرادار، تعتمد EO/IR على البحث اليدوي أو دوريات مسبقة. بالنسبة للطائرات الصغيرة، يكون ذلك غير فعال غالبا، خصوصا عندما تكون السماء معقدة أو الهدف بعيدا أو يجب مراقبة عدة قطاعات.
EO/IR يؤكد ويسجل
يمكن للرادار أن يوضح وجود هدف، لكنه لا يحدد دائما النموذج أو الشكل أو الحمولة أو حتى ما إذا كان الجسم درونا فعلا. تحول EO/IR حدث الرادار إلى معلومات بصرية.
تفيد الكاميرات المرئية نهارا ومع رؤية جيدة. وتكبر العدسات الطويلة الأهداف الصغيرة عن بعد. وتفيد الكاميرات الحرارية ليلا أو في الإضاءة الضعيفة أو على بعض الخلفيات المعقدة، لكنها تتأثر بالمسافة والطقس والبصمة الحرارية والبصريات.
بعد تأكيد EO/IR، يستطيع المشغل الحكم هل يشبه الهدف درونا، وهل دخل منطقة حساسة، وهل يجب تصعيد الإنذار، وهل يجب حفظ الصور أو الفيديو للمراجعة أو الدعم القانوني.
سير تسليم الهدف
سير العمل النموذجي:
- يكتشف الرادار هدفا منخفض الارتفاع وينشئ مسارا؛
- تتحقق منصة القيادة من المناطق وقواعد الإنذار؛
- يحول النظام الإحداثيات إلى أوامر pan وtilt للكاميرا؛
- تتجه منصة EO/IR إلى منطقة الهدف وتبحث أو تتتبع؛
- يؤكد المشغل الهدف بصريا ويسجل النظام الحدث.
يبدو هذا بسيطا، لكن التفاصيل الهندسية مهمة. يجب أن تكون إحداثيات الرادار وإحداثيات الكاميرا وموقع التركيب والطوابع الزمنية والإحداثيات الجغرافية ومرجع الارتفاع والأصفار الميكانيكية متسقة. أي خطأ قد يجعل الكاميرا تتجه قرب الهدف من دون رؤيته.
لماذا قد لا ترى الكاميرا الهدف؟
إذا لم تر الكاميرا الهدف مباشرة بعد إنذار الرادار، فهذا لا يعني تلقائيا أن الرادار أخطأ. الأسباب الشائعة:
- الهدف بعيد جدا أو صغير جدا للعدسة الحالية؛
- مجال الرؤية ضيق وخطأ الإحداثيات يضع الهدف خارج الإطار؛
- مبان أو أشجار أو أعمدة أو أبراج أو تضاريس تحجب خط الرؤية؛
- ضباب أو ضوء خلفي أو مطر أو ثلج أو خلفية حرارية تخفض جودة الصورة؛
- خطأ تقدير الارتفاع في الرادار أو الهدف يسبب انحرافا في الارتفاع الزاوي؛
- سرعة أو تسارع المنصة أو التتبع التلقائي لا يلحق بالهدف؛
- في مشهد متعدد الأهداف، تخصص المنصة الكاميرا لهدف ذي أولوية مختلفة.
لذلك يجب تقييم التكامل بنجاح التوجيه الفعلي ووقت التأكيد وتجربة المشغل، لا بمجرد وجود واجهة.
الإحداثيات والمعايرة
يعطي الرادار غالبا المدى والاتجاه والارتفاع بالنسبة إلى موقعه. وتحتاج منصة EO/IR إلى أوامر pan وtilt وzoom في نظامها الخاص. يجب أن تحول المنصة بينهما بصورة صحيحة.
يتطلب ذلك موقع تركيب دقيقا، واتجاه الأجهزة، وصفر المنصة، ومحاذاة شمال الرادار، وتزامن الوقت، وإحداثيات الموقع. إذا كان الرادار والكاميرا في موقعين مختلفين، يجب حساب المسافة بينهما. للأهداف القريبة قد يكون هذا الخطأ مؤثرا.
المعايرة في الموقع ليست اختيارية. قد يمتلك النظام مواصفات قوية، لكن معايرة سيئة تجعل تسليم الهدف محبطا. النظام المعاير والمختبر جيدا يرفع نجاح التوجيه الأول.
قواعد الإنذار تحدد ما يراه المشغل
لا ينبغي أن تحرك كل نقطة رادارية الكاميرا فورا. في الموقع الحقيقي توجد طيور ومركبات ونباتات وأعمال بناء وتأثيرات أخرى. إذا وجهت كل نقطة EO/IR، ستتحرك المنصة باستمرار ويفقد المشغلون الثقة.
الأفضل أن تقرر المنصة بناء على المناطق والسرعة والاتجاه ونوع الهدف والثقة ومستوى التهديد. الأهداف التي تدخل منطقة تحذير أو تقترب من أصل حرج يمكن أن تأخذ الأولوية. المسارات المستقرة أولى من النقاط المنفردة.
عند وجود عدة وحدات EO/IR، يحتاج النظام إلى قواعد تخصيص: أي كاميرا أقرب، أيها تملك خط رؤية، هل تتبع هدفا آخر، وهل لديها قدرة ليلية. تؤثر هذه القواعد مباشرة في القيمة التشغيلية.
ما الذي يجب اختباره؟
عند تقييم تكامل الرادار وEO/IR، اسأل:
- كم يستغرق الانتقال من إنذار الرادار إلى توجيه EO/IR نحو منطقة الهدف؟
- ما معدل نجاح التوجيه الأول في مسافات وارتفاعات واتجاهات مختلفة؟
- هل يؤكد النظام الأهداف نهارا وليلا وفي المطر والضباب والضوء الخلفي؟
- هل تعرض المنصة المسار والفيديو وسجل الحدث في سير واحد؟
- هل يمكن فحص المعايرة وتزامن الوقت وحالة الأجهزة؟
- عند تعدد الأهداف، كيف يقرر النظام أي هدف تتبعه الكاميرا؟
- هل يستطيع المشغل التحكم يدويا واستخدام التتبع التلقائي وإعادة تشغيل الحدث؟
- هل تشمل الاختبارات الحجب والتشويش في الموقع الحقيقي؟
هذه الأسئلة أهم من مقارنة مدى الرادار أو طول عدسة الكاميرا كل على حدة.
الخلاصة
لا يستبدل الرادار وEO/IR أحدهما الآخر في نظام مكافحة الطائرات المسيّرة؛ بل يتسلمان المهمة. يوفر الرادار الكشف الواسع والتتبع. وتوفر EO/IR التأكيد البصري والمساعدة في التعرف والأدلة. تحدد جودة هذا التسليم هل تصبح نقطة على الشاشة حدثا يفهمه المشغل ويتصرف بناء عليه.
يصمم الحل القوي الرادار وEO/IR وقواعد الإنذار والمعايرة وبرنامج القيادة كسير عمل واحد. ولا يصبح نظام أمن الارتفاع المنخفض مفيدا عمليا إلا عندما يعمل هذا السير في ظروف الموقع الحقيقية.
لاستكمال مناقشة الرادار والنظام من منظور وحدة التصوير، راجع تصميم جيمبال EO/IR: اختيار وحدة التصوير المناسبة، بما في ذلك اعتبارات البصريات والتصوير الحراري والتكامل.