В последние годы на фоне роста угрозы со стороны низких, малых и медленных дронов (LSS) потребность в радиолокационных системах противодействия беспилотным летательным аппаратам становится всё более острой [1-3]. Однако и в академических исследованиях, и в практических применениях технические дискуссии вокруг таких радаров по-прежнему сталкиваются со множеством нерешённых проблем. На рынке появился целый ряд радаров противодействия БПЛА; многие заявляют выдающиеся характеристики обнаружения эха дронов, а некоторые системы уже закуплены и развёрнуты на важных объектах. Тем не менее ряд государственных ведомств с осторожностью относится к их реальной эффективности и инициировал несколько проверочных программ для оценки надёжности таких систем.
На этом фоне настоящая статья посвящена применению технологии автоматического распознавания целей (Automatic Target Recognition, ATR) в радиолокационных системах противодействия БПЛА. На основе систематического обзора существующих технологий обнаружения беспилотников и глубокого анализа сквозь призму ATR в статье дополнительно исследуются ключевые проблемы и пути оптимизации — прежде всего в двух измерениях: характеристики целей и технологии обнаружения:
- Уточняется, что радиолокационное обнаружение охватывает два независимых этапа — «обнаружение сигнала» и «распознавание цели», — и подчёркивается, что распознавание цели должно уйти от традиционных методов, основанных исключительно на сопровождении.
- Отмечается, что основная цель радаров противодействия БПЛА — LSS-дроны, под которыми обычно понимаются малые летательные аппараты с эффективной площадью рассеяния (RCS) ниже 2 м², скоростью полёта менее 200 км/ч и высотой применения ниже 1000 метров. По действующим классификационным стандартам это в основном дроны групп 1 и 2.
- Эффективность ATR разделяют на четыре уровня — «обнаружение» (Detection), «классификация» (Classification), «идентификация» (Identification) и «описание» (Description), — а с технической точки зрения в ATR разграничиваются методы «распознавания по траектории» и «микродоплеровского распознавания».
- На практических примерах демонстрируется, что внедрение технологии ATR способно существенно повысить эффективность системы: не только увеличить дальность обнаружения дронов и точность распознавания, но и качественно улучшить общую ситуационную осведомлённость. Ожидается, что технология ATR поведёт эволюцию традиционных 3D-радаров противодействия БПЛА к 4D-системам (предоставляющим трёхмерную информацию о положении и одномерную атрибутивную информацию), комплексно повышая результативность обнаружения. Этот прогресс означает, что радары противодействия БПЛА найдут более широкое и надёжное применение в военной, гражданской и коммерческой областях.
1 Обзор угроз со стороны дронов
Угрозы с применением дронов принято делить на угрозы гражданским объектам и военным целям. В гражданских сценариях акцент делается на контроле и управлении, в военных применениях — на противодействии; однако и те и другие опираются на эффективные, точные и работающие в реальном времени технологии обнаружения дронов.
1.1 Угрозы в гражданской сфере
В гражданской сфере типичной угрозой стали «несанкционированные» появления дронов, нарушающие работу аэропортов гражданской авиации, и связанные с ними инциденты происходят всё чаще. Например, 19 декабря 2018 года лондонский аэропорт Гатвик в Великобритании был полностью остановлен из-за замеченных поблизости дронов: пострадали более 140 000 пассажиров, было отменено более тысячи рейсов, а работа аэропорта была парализована на 36 часов [4]. Этот инцидент показал, насколько срочно аэропортам по всему миру необходимо укреплять стратегии безопасности для противодействия дроновым рискам.
В ответ правительство Великобритании приняло ряд мер, включая введение 5-километровой запретной для полётов зоны вокруг аэропортов (рис. 1) и развёртывание систем противодействия БПЛА (C-UAS), таких как израильский комплекс «Drone Dome». Тем не менее в 2019 году аэропорт вновь столкнулся с дроновым инцидентом, который нарушил его работу, а это значит, что существующие системы пока нельзя назвать полностью надёжными. Возможные причины включают уклонение операторов от обнаружения, скоординированные действия нескольких операторов и другие сложные сценарии.
Рисунок 1: Схема запретной для полётов зоны вокруг аэропортов Великобритании (источник изображения: CAADroneCode)
Дисклеймер: авторские права на эту статью принадлежат её автору (авторам). Материал предназначен исключительно для академического обмена и не отражает позицию каких-либо учреждений. По вопросам содержания или авторско-правовым спорам обращайтесь к нам.
🔍 Ключевые слова:
радар противодействия БПЛА, технология ATR, LSS-дроны, распознавание радиолокационных целей, обнаружение дронов, 4D-радар, системы C-UAS
Дополнительное чтение
Ниже приведены авторитетные ресурсы по теме настоящей статьи, рекомендуемые для дальнейшего изучения и использования в качестве справочных материалов:
- Технология пассивного радиопеленгования БПЛА: Обнаружение, сопровождение и классификация — как по излучению самого дрона его обнаруживают, сопровождают и отличают от других целей.
- На что способен российский антидроновый комплекс «СЕРП-FPV» — обнаружение и подавление FPV-дронов, отличающихся малыми размерами и скоростью.
Нужна противодроновая РЛС для вашего объекта?
РЛС низковысотного наблюдения серии CR обнаруживают дроны с ЭПР 0,01 м² на дальности 3–10 км и классифицируют цели по микродоплеровским признакам — каждая трасса выдаётся с классом цели и достоверностью.