Anti-UAV urbain : principes fondamentaux des caractéristiques des drones

Pour construire rationnellement un système de défense anti-UAV urbain, une compréhension claire de la composition principale et des caractéristiques des cibles des systèmes de drones est une condition préalable primordiale. L'architecture de base d'un système de drone se compose de deux parties clés : premièrement, la plate-forme matérielle et le logiciel de support de la télécommande (y compris le système de station au sol) ; deuxièmement, la plate-forme matérielle du drone lui-même, le système logiciel et le module matériel et logiciel intégré de la charge utile embarquée. Ces deux parties réalisent l'interaction des données et la transmission des commandes via des liaisons de communication bidirectionnelles montantes et descendantes. L'efficacité opérationnelle des drones repose principalement sur quatre éléments principaux : les commandes à distance, la transmission d'images, la navigation par satellite et les programmes intégrés prédéfinis. Par conséquent, un brouillage et une interception de précision ciblés contre les caractéristiques spectrales de divers signaux électromagnétiques au niveau de liens clés tels que les liens de communication, la navigation et le positionnement, ainsi que la transmission de la charge utile de la mission, peuvent bloquer efficacement le flux d'informations et affaiblir considérablement les capacités opérationnelles pratiques des drones.

Actuellement, l'objectif principal de la prévention et du contrôle des drones dans l'espace aérien urbain se concentre sur les drones « petits, légers et micro ». S'appuyant sur les avantages de leur petite taille et de leur forte dissimulation, ces drones peuvent effectuer de manière flexible des tâches telles que la reconnaissance secrète, la surveillance de points fixes et les frappes de précision dans des environnements urbains complexes, et peuvent également effectuer des actions tactiques telles que la diversion par feinte, possédant des avantages inhérents importants dans les opérations urbaines. Par conséquent, la contre-mesure efficace contre les drones « petits, légers et micro » est devenue une exigence de capacité essentielle dans la construction d’un système opérationnel anti-UAV urbain. Selon leurs mécanismes de contrôle et leurs caractéristiques techniques, ces drones peuvent être subdivisés en six catégories, les paramètres techniques de base et les caractéristiques opérationnelles de chaque catégorie étant les suivants :

1. UAV grand public : les plates-formes de vol multi-rotors sont le courant dominant. Ils présentent de faibles coûts de fabrication et des canaux d'accès au marché pratiques, avec une faible altitude de vol, des caractéristiques de rayonnement infrarouge insignifiantes et une vitesse de vol modérée. Ces drones dépendent fortement des signaux de navigation par satellite et des liaisons de transmission de données. Une fois soumis à des interférences électromagnétiques, ils déclenchent généralement des stratégies de protection de sécurité telles que le vol stationnaire en veille ou l'atterrissage forcé. Bien qu'ils disposent de mécanismes de contrôle de zone d'exclusion aérienne prédéfinis, ces restrictions sont facilement contournables techniquement, ce qui présente un risque de modification et d'utilisation par des criminels ; leurs bandes de fréquences de communication adoptent pour la plupart des fréquences conventionnelles de 2,4 GHz ou 5,8 GHz, et le système technologique de détection et de contrôle correspondant est relativement mature.

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3. UAV à voilure fixe : ils s'appuient sur la poussée ou la traction fournie par des dispositifs électriques pour le vol et génèrent une portance grâce aux ailes fixes du fuselage. Ils présentent des avantages tels qu’une vitesse de vol rapide, une large couverture opérationnelle, une longue autonomie et une efficacité de mission élevée. Cependant, de tels drones présentent des limites évidentes : seuil technique d'exploitation élevé, coefficient de risque de vol élevé, temps d'endurance en vol relativement limité et exigences élevées en matière de planéité et d'ouverture des sites de décollage ; comme ils doivent lancer des attaques opérationnelles à haute altitude dans les villes, leurs trajectoires de vol sont facilement capturées par les équipements de détection à haute altitude, ce qui réduit la difficulté des contre-mesures.

4. UAV 4G/5G : ils s'appuient sur les réseaux publics de stations de base de communication 4G/5G pour réaliser un contrôle à distance, qui peut dépasser la limite de distance des liaisons traditionnelles et présentent des caractéristiques telles qu'une forte compatibilité, une grande capacité de transmission de données de communication et une longue distance de contrôle. Leur mode de contrôle à distance augmente considérablement la difficulté de détection et d'identification des signaux de commande et des signaux de transmission d'images, mais leur utilisation opérationnelle est strictement limitée par la couverture radiologique des stations de base 4G/5G, rendant difficile la réalisation d'opérations de vol à haute altitude ; ils peuvent exercer une bonne efficacité d'utilisation dans des environnements à basse altitude inférieurs à 50 m, mais la latence de communication est généralement supérieure à 100 ~ 200 ms, ce qui est difficile à répondre aux besoins tactiques des déplacements à grande vitesse dans des environnements urbains complexes.

5. Drones WiFi : équipés de modules de transmission d'images WiFi, basés sur des protocoles de communication WiFi universels, ils peuvent directement réaliser le contrôle et la prévisualisation des images via des terminaux intelligents tels que les téléphones mobiles et les tablettes, avec des processus de fonctionnement simples et pratiques. Avec la vulgarisation et l'application des réseaux 5G, la précision du contrôle et la qualité de transmission des images des drones WiFi ont été encore améliorées. Cependant, limitée par les caractéristiques techniques de la communication WiFi, la distance effective de transmission des images est généralement limitée à une portée de plusieurs centaines de mètres, et elle est facilement bloquée par les bâtiments urbains, entraînant une interruption du signal de communication. Habituellement, il ne peut être utilisé que dans des environnements à courte distance et sans obstruction.

6. Drones équipés de technologies spéciales : ces drones améliorent leurs capacités opérationnelles en intégrant des modules techniques dédiés, comprenant principalement quatre types : les drones améliorés par navigation par satellite sont équipés de modules de positionnement GPS, et même si le signal de transmission d'image est perdu, ils peuvent toujours accomplir les tâches établies en s'appuyant sur la planification de trajectoire GPS prédéfinie ; les drones de navigation inertielle ont des capacités de contrôle de vol autonomes complets et n'ont pas besoin de contrôle en temps réel ni d'interaction d'informations d'image avec la station au sol, mais les paramètres de mission doivent être préchargés et ne peuvent pas être modifiés pendant le vol ; les drones de correspondance d'images s'appuient sur des bases de données de caractéristiques optiques de cibles préenregistrées et peuvent effectuer indépendamment des tâches de recherche de cibles, de suivi dynamique, de verrouillage précis et de frappe dans une zone désignée ; Les drones adaptés au terrain peuvent ajuster automatiquement l'altitude de vol en fonction du terrain, volant généralement à des altitudes ultra-basses allant de plusieurs mètres à des dizaines de mètres, et éviter la détection radar et radio en raison de l'encombrement au sol. Cependant, dans les zones urbaines densément peuplées, leur utilisation est extrêmement difficile en raison de la complexité de l’environnement.

Bien que de multiples politiques et réglementations aient été publiées pour réglementer et contrôler les activités de vol d'UAV dans l'espace aérien urbain, le phénomène de vol illégal d'UAV (appelé « vol noir ») persiste et des accidents de sécurité soudains tels que des crashs d'UAV, des pertes de signal et des collisions de bâtiments se produisent fréquemment. Ces problèmes représentent non seulement de graves dangers cachés pour le travail de prévention et de contrôle de la sécurité publique urbaine, mais constituent également une menace directe pour les cibles clés du cœur urbain, les zones critiques et la sécurité des événements majeurs. Surtout dans le contexte actuel d'escalade des affrontements entre grandes puissances, de contradictions intérieures et étrangères superposées et de provocations fréquentes dues à des facteurs instables dans les zones environnantes, une fois que ces drones seront utilisés par des terroristes, des forces hostiles ou des criminels extrémistes pour mener des activités de sabotage et créer des incidents extrêmes de menace à la sécurité aérienne dans des villes clés, cela déclenchera une panique sociale généralisée et des impacts négatifs, entraînant d'innombrables victimes et pertes matérielles.