ضد پهپاد شهری: مبانی ویژگی های پهپاد

برای ساخت منطقی یک سیستم دفاعی ضد پهپاد شهری، درک روشنی از ترکیب هسته و ویژگی‌های هدف سیستم‌های پهپاد یک پیش‌نیاز اولیه است. معماری اصلی یک سیستم پهپاد از دو بخش کلیدی تشکیل شده است: اول، پلت فرم سخت افزاری و نرم افزار پشتیبانی از کنترل از راه دور (از جمله سیستم ایستگاه زمینی). دوم، پلت فرم سخت افزاری خود پهپاد، سیستم نرم افزاری و ماژول سخت افزاری و نرم افزاری یکپارچه محموله سواری. این دو بخش تعامل داده و انتقال فرمان را از طریق پیوندهای ارتباطی دو طرفه بالا و پایین انجام می دهند. اثربخشی عملیاتی پهپادها عمدتاً توسط چهار عنصر اصلی پشتیبانی می‌شود: فرمان‌های کنترل از راه دور، انتقال تصویر، ناوبری ماهواره‌ای و برنامه‌های داخلی از پیش تنظیم شده. بنابراین، پارازیت و رهگیری دقیق هدفمند در برابر ویژگی‌های طیفی سیگنال‌های الکترومغناطیسی مختلف در پیوندهای کلیدی مانند پیوندهای ارتباطی، ناوبری و موقعیت‌یابی، و انتقال محموله ماموریت می‌تواند به طور موثری جریان اطلاعات را مسدود کرده و به طور قابل‌توجهی قابلیت‌های عملیاتی عملی پهپادها را تضعیف کند.

در حال حاضر، هدف اصلی پیشگیری و کنترل پهپاد در حریم هوایی شهری بر پهپادهای «کوچک، سبک و میکرو» متمرکز است. این پهپادها با تکیه بر مزایای اندازه کوچک و اختفای قوی می توانند وظایفی مانند شناسایی مخفی، نظارت نقطه ثابت و حملات دقیق را در محیط های پیچیده شهری به صورت انعطاف پذیر انجام دهند و همچنین می توانند اقدامات تاکتیکی مانند انحراف ظاهری را انجام دهند که دارای مزایای ذاتی قابل توجهی در عملیات شهری هستند. بنابراین، اقدام متقابل موثر در برابر پهپادهای 'کوچک، سبک و خرد' به یک نیاز اصلی قابلیت در ساخت یک سیستم عملیاتی ضد پهپاد شهری تبدیل شده است. این پهپادها با توجه به مکانیسم های کنترلی و ویژگی های فنی آن ها را می توان به شش دسته تقسیم کرد که پارامترهای فنی اصلی و ویژگی های عملیاتی هر دسته به شرح زیر است:

1. پهپادهای درجه یک مصرف کننده: سکوهای پرواز چند روتور جریان اصلی هستند. آنها دارای هزینه های تولید پایین و کانال های دسترسی راحت به بازار، با ارتفاع پرواز کم، ویژگی های تابش مادون قرمز ناچیز، و سرعت پرواز متوسط ​​هستند. چنین پهپادهایی به شدت به سیگنال های ناوبری ماهواره ای و لینک های انتقال داده وابسته هستند. هنگامی که در معرض تداخل الکترومغناطیسی قرار می گیرند، معمولا راهبردهای حفاظتی ایمنی مانند شناور شدن در حالت آماده به کار یا فرود اجباری را راه اندازی می کنند. اگرچه آنها مکانیسم های کنترل منطقه پرواز ممنوع از پیش تعیین شده دارند، این محدودیت ها به راحتی از نظر فنی شکسته می شوند و خطر اصلاح و استفاده توسط مجرمان را به همراه دارند. باندهای فرکانس ارتباطی آنها عمدتاً فرکانسهای معمولی 2.4 گیگاهرتز یا 5.8 گیگاهرتز را اتخاذ می کنند و سیستم فناوری تشخیص و کنترل مربوطه نسبتاً بالغ است.

2. 
   

3. پهپادهای بال ثابت: آنها به نیروی رانش یا کشش ارائه شده توسط دستگاه های نیرو برای پرواز متکی هستند و از طریق بال های ثابت روی بدنه بالابر ایجاد می کنند. آنها مزایایی مانند سرعت پرواز سریع، پوشش عملیات گسترده، زمان استقامت طولانی و کارایی بالای ماموریت دارند. با این حال، چنین پهپادهایی دارای محدودیت‌های آشکاری هستند: آستانه فنی بالا برای عملیات، ضریب خطر پرواز بالا، زمان تحمل هوا نسبتاً محدود، و الزامات بالا برای صاف بودن و باز بودن مکان‌های برخاست. از آنجایی که آنها نیاز به انجام حملات عملیاتی از ارتفاعات بالا در شهرها دارند، مسیر پرواز آنها به راحتی توسط تجهیزات تشخیص ارتفاع بالا ضبط می شود و در نتیجه سختی اقدامات متقابل کم است.

4. پهپادهای 4G/5G: آنها برای دستیابی به کنترل از راه دور به شبکه های ایستگاه پایه ارتباطی عمومی 4G/5G متکی هستند، که می تواند از حد فاصله پیوندهای سنتی عبور کند و دارای ویژگی هایی مانند سازگاری قوی، ظرفیت انتقال داده های ارتباطی زیاد و فاصله کنترل طولانی است. حالت کنترل از راه دور آن‌ها دشواری تشخیص و شناسایی سیگنال‌های کنترلی و سیگنال‌های انتقال تصویر را به شدت افزایش می‌دهد، اما استفاده عملیاتی آن‌ها به دلیل پوشش تابشی ایستگاه‌های پایه 4G/5G به شدت محدود شده است و انجام عملیات پرواز در ارتفاع بالا را دشوار می‌کند. آنها می توانند کارایی استفاده خوبی در محیط های کم ارتفاع زیر 50 متر داشته باشند، اما تاخیر ارتباطی معمولاً بالای 100 تا 200 میلی ثانیه است، که برآوردن نیازهای تاکتیکی سفرهای پرسرعت در محیط های پیچیده شهری دشوار است.

5. پهپادهای WiFi: مجهز به ماژول‌های انتقال تصویر WiFi، بر اساس پروتکل‌های ارتباطی جهانی WiFi، می‌توانند مستقیماً کنترل و پیش‌نمایش تصویر را از طریق پایانه‌های هوشمند مانند تلفن‌های همراه و تبلت‌ها با فرآیندهای عملیاتی ساده و راحت انجام دهند. با محبوبیت و استفاده از شبکه های 5G، دقت کنترل و کیفیت انتقال تصویر پهپادهای WiFi بیشتر بهبود یافته است. با این حال، محدود به مشخصات فنی ارتباطات WiFi، فاصله موثر انتقال تصویر عمدتاً به برد چند صد متر محدود می شود و به راحتی توسط ساختمان های شهری مسدود می شود که منجر به قطع سیگنال ارتباطی می شود. معمولاً فقط می‌توان از آن در محیط‌های دید بدون مانع در فواصل کوتاه استفاده کرد.

6. پهپادهای مجهز به فناوری‌های ویژه: این پهپادها با یکپارچه‌سازی ماژول‌های فنی اختصاصی، قابلیت‌های عملیاتی را افزایش می‌دهند، که عمدتاً شامل چهار نوع می‌شود: پهپادهای پیشرفته ناوبری ماهواره‌ای مجهز به ماژول‌های موقعیت‌یابی GPS هستند و حتی اگر سیگنال ارسال تصویر از بین برود، باز هم می‌توانند وظایف تعیین‌شده را با تکیه بر برنامه‌ریزی مسیر GPS از پیش تعیین شده انجام دهند. پهپادهای ناوبری اینرسی دارای قابلیت کنترل پرواز مستقل با فرآیند کامل هستند و نیازی به کنترل لحظه ای یا تعامل اطلاعات تصویر با ایستگاه زمینی ندارند، اما پارامترهای ماموریت باید از قبل بارگذاری شوند و در طول پرواز قابل تغییر نیستند. پهپادهای تطبیق تصویر بر پایگاه‌های اطلاعاتی ویژگی‌های نوری هدف از پیش ضبط‌شده تکیه می‌کنند و می‌توانند به طور مستقل جستجوی هدف، ردیابی پویا، قفل کردن دقیق و ضربات را در یک منطقه تعیین‌شده کامل کنند. پهپادهای منطبق بر زمین می توانند به طور خودکار ارتفاع پرواز را با توجه به زمین تنظیم کنند، معمولاً در ارتفاعات بسیار کم از چند متر تا ده ها متر پرواز می کنند و از شناسایی راداری و رادیویی با پوشش درهم و برهم زمین اجتناب می کنند. با این حال، در مناطق مرکزی شهری پرجمعیت، استفاده از آنها به دلیل پیچیدگی محیط بسیار دشوار است.

اگرچه سیاست ها و مقررات متعددی برای تنظیم و کنترل فعالیت های پرواز پهپاد در حریم هوایی شهری صادر شده است، اما پدیده پرواز غیرقانونی پهپاد (به اصطلاح «پرواز سیاه») همچنان پابرجاست و حوادث ایمنی ناگهانی مانند سقوط پهپاد، از دست دادن سیگنال و برخورد ساختمان به کرات رخ می دهد. این مشکلات نه تنها خطرات پنهان شدیدی را برای کار پیشگیری و کنترل امنیت عمومی شهری ایجاد می کند، بلکه تهدیدی مستقیم برای اهداف اصلی اصلی شهری، مناطق مهم و حیاتی و امنیت رویدادهای مهم است. به ویژه در شرایط کنونی تشدید تقابل‌های بازی قدرت‌های بزرگ، تداخل تضادهای داخلی و خارجی، و تحریکات مکرر عوامل بی‌ثبات در مناطق اطراف، هنگامی که این پهپادها توسط تروریست‌ها، نیروهای متخاصم یا جنایتکاران افراطی برای انجام فعالیت‌های خرابکارانه و ایجاد حوادث شدید امنیت هوایی در شهرهای کلیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند، منجر به اثرات نامطلوب و اثرات نامطلوب اجتماعی و پیامدهای غیرقابل نفوذ اجتماعی خواهد شد. ضرر و زیان