Urban Anti-UAV: UAV omaduste põhialused

Linna UAV-vastase kaitsesüsteemi ratsionaalseks ehitamiseks on esmane eeltingimus UAV-süsteemide põhikoostise ja sihtmärgi omaduste selge mõistmine. UAV-süsteemi põhiarhitektuur koosneb kahest põhiosast: esiteks riistvaraplatvorm ja kaugjuhtimispuldi tugitarkvara (sealhulgas maapealse jaama süsteem); teiseks mehitamata õhusõiduki enda riistvaraplatvorm, tarkvarasüsteem ning parda kasuliku koorma integreeritud riist- ja tarkvaramoodul. Need kaks osa teostavad andmete interaktsiooni ja käskude edastamist üles- ja allalingi kahesuunaliste sidelinkide kaudu. UAV-de töötõhusust toetavad peamiselt neli põhielementi: kaugjuhtimiskäsud, pildiedastus, satelliitnavigatsioon ja eelseadistatud sisseehitatud programmid. Seetõttu võib sihipärane täppis segamine ja pealtkuulamine erinevate elektromagnetiliste signaalide spektraalomaduste vastu võtmelülides, nagu sidelingid, navigeerimine ja positsioneerimine ning missiooni kasuliku koormuse edastamine, tõhusalt blokeerida teabevoogu ja oluliselt nõrgendada mehitamata õhusõidukite praktilisi töövõimeid.

Praegu on linna õhuruumis mehitamata õhusõidukite ennetamise ja kontrolli põhieesmärk keskendunud 'väikestele, kergetele ja mikro' UAV-dele. Tuginedes väiksuse ja tugeva varjamise eelistele, suudavad sellised UAV-d paindlikult täita selliseid ülesandeid nagu varjatud luure, fikseeritud punkti seire ja täppislöögid keerukates linnakeskkondades ning sooritada ka taktikalisi toiminguid, nagu teeskluste ümbersuunamine, millel on linnaoperatsioonides olulisi eeliseid. Seetõttu on tõhus vastumeede 'väikeste, kergete ja mikro' UAV-de vastu muutunud linna UAV-vastase operatsioonisüsteemi ehitamisel põhiliseks võimenõudeks. Vastavalt nende juhtimismehhanismidele ja tehnilistele omadustele saab sellised mehitamata õhusõidukid jaotada kuue kategooriasse, kusjuures iga kategooria tehnilised põhiparameetrid ja tööomadused on järgmised:

1. Tarbijaklassi UAV-d: mitme rootoriga lennuplatvormid on peavoolud. Neil on madalad tootmiskulud ja mugavad turulepääsukanalid, madala lennukõrguse, ebaoluliste infrapunakiirguse omaduste ja mõõduka lennukiirusega. Sellised UAV-d sõltuvad suuresti satelliitnavigatsiooni signaalidest ja andmeedastuslinkidest. Elektromagnetiliste häiretega kokkupuutel käivitavad need tavaliselt ohutuskaitsestrateegiad, nagu ooterežiimis hõljumine või sundmaandumine. Kuigi neil on eelseadistatud lennukeeluala kontrollimehhanismid, on neid piiranguid tehniliselt lihtne murda, mis kujutab endast ohtu, et kurjategijad võivad neid muuta ja kasutada; nende sidesagedusribad kasutavad enamasti tavalisi 2,4 GHz või 5,8 GHz sagedusi ning vastav tuvastamis- ja juhtimistehnoloogia süsteem on suhteliselt küps.

2. 
   

3. Fikseeritud tiibadega mehitamata õhusõidukid: need toetuvad lendumisel jõuseadmete poolt pakutavale tõukejõule või tõmbejõule ja tekitavad tõstejõudu kere fikseeritud tiibade kaudu. Neil on sellised eelised nagu kiire lennukiirus, lai tööulatus, pikk vastupidavusaeg ja kõrge missioonitõhusus. Sellistel UAV-del on aga ilmsed piirangud: kõrge tehniline töölävi, kõrge lennuriski koefitsient, suhteliselt piiratud õhu kestvusaeg ning kõrged nõuded õhkutõusmiskohtade tasasuse ja avatuse suhtes; kuna nad peavad käivitama operatiivseid rünnakuid linnades kõrgelt merepinnalt, on nende lennutrajektoorid kergesti tabatavad kõrgmäestiku tuvastusseadmetega, mille tulemuseks on madalad vastumeetmete raskused.

4. 4G/5G mehitamata õhusõidukid: need toetuvad kaugjuhtimise saavutamiseks avalikele 4G/5G side tugijaamade võrkudele, mis võivad läbida traditsiooniliste linkide kaugusepiirangu, ning neil on sellised omadused nagu tugev ühilduvus, suur side andmeedastusvõimsus ja pikk juhtimiskaugus. Nende kaugjuhtimisrežiim raskendab oluliselt juhtsignaalide ja kujutise edastussignaalide tuvastamist ja tuvastamist, kuid nende operatiivne kasutamine on rangelt piiratud 4G/5G tugijaamade kiirguskattega, mistõttu on kõrgel kõrgusel lendude teostamine raskendatud; need võivad avaldada head kasutustõhusust madala kõrgusega keskkondades alla 50 m, kuid side latentsus on tavaliselt üle 100–200 ms, mis on keerulises linnakeskkonnas raske kiire reisimise taktikaliste vajaduste rahuldamine.

5. WiFi UAV-d: varustatud WiFi-pildiedastusmoodulitega, mis põhinevad universaalsetel WiFi sideprotokollidel, võimaldavad neil lihtsate ja mugavate tööprotsesside abil otse teostada juhtimist ja pildi eelvaadet nutikate terminalide (nt mobiiltelefonid ja tahvelarvutid) kaudu. 5G võrkude populariseerimise ja rakendamisega on WiFi UAV-de juhtimistäpsus ja pildiedastuskvaliteet veelgi paranenud. Kuid WiFi-side tehniliste omaduste tõttu on efektiivne pildiedastuskaugus enamasti piiratud mitmesaja meetri ulatusega ning linnahooned blokeerivad seda kergesti, mis põhjustab sidesignaali katkestust. Tavaliselt saab seda kasutada ainult lühikese vahemaa takistusteta vaatevälja keskkondades.

6. Spetsiaalsete tehnoloogiatega varustatud mehitamata õhusõidukid: sellised mehitamata õhusõidukid suurendavad töövõimet, integreerides spetsiaalseid tehnilisi mooduleid, mis hõlmavad peamiselt nelja tüüpi: satelliitnavigatsiooniga täiustatud mehitamata õhusõidukid on varustatud GPS-positsioneerimismoodulitega ja isegi kui pildiedastussignaal kaob, suudavad nad siiski täita kindlaksmääratud ülesandeid, tuginedes eelseadistatud GPS-raja planeerimisele; inertsiaalse navigatsiooniga mehitamata õhusõidukid omavad täisprotsessi autonoomset lennujuhtimise võimekust ja ei vaja reaalajas juhtimist ega pildiinfo interaktsiooni maapealse jaamaga, kuid missiooni parameetrid tuleb eelnevalt laadida ja neid ei saa lennu ajal muuta; kujutisega sobitavad mehitamata õhusõidukid tuginevad eelnevalt salvestatud optiliste sihtmärkide andmebaasidele ja suudavad iseseisvalt sooritada sihtmärgi otsingu, dünaamilise jälgimise, täpse lukustamise ja löögi ülesandeid määratud piirkonnas; Maastikuga sobitavad UAV-d suudavad automaatselt kohandada lennukõrgust vastavalt maastikule, lennates tavaliselt ülimadalatel kõrgustel, mis ulatuvad mitmest meetrist kümnete meetriteni, ning vältida maapinna segaduse katte all radari- ja raadiotuvastust. Tiheasustusega linnatuumikpiirkondades on nende kasutamine aga keskkonna keerukuse tõttu äärmiselt keeruline.

Kuigi mehitamata õhusõidukite lennutegevuse reguleerimiseks ja kontrollimiseks linna õhuruumis on välja antud mitmeid eeskirju ja eeskirju, jätkub ebaseaduslik UAV-lend (nn 'must lend') endiselt ning äkilisi ohutusõnnetusi, nagu mehitamata õhusõidukid, signaali kadumine ja kokkupõrked hoonetega, juhtub sageli. Need probleemid ei kujuta endast mitte ainult tõsist varjatud ohtu linna avaliku julgeoleku ennetus- ja kontrollitööle, vaid kujutavad endast ka otsest ohtu linna peamistele sihtmärkidele, kriitilistele olulistele piirkondadele ja suursündmuste turvalisusele. Eriti praeguses olukorras, kus suurvõimumängude vastasseise eskaleeruvad, kattuvad sise- ja välismaised vastuolud ning ümbritsevate piirkondade ebastabiilsetest teguritest tingitud sagedased provokatsioonid, kui terroristid, vaenulikud jõud või äärmuslikud kurjategijad kasutavad selliseid UAV-sid sabotaažitegevuseks ja äärmuslike õhujulgeolekuohtude tekitamiseks võtmelinnades, põhjustab see ulatuslikku sotsiaalset paanikat, mille tagajärjeks on kahju ja ebasoodsad tagajärjed.