Urban Anti-UAV: Fundamentele caracteristicilor UAV

Pentru a construi rațional un sistem de apărare anti-UAV urban, o înțelegere clară a compoziției de bază și a caracteristicilor țintă ale sistemelor UAV este o condiție prealabilă primară. Arhitectura de bază a unui sistem UAV constă din două părți cheie: în primul rând, platforma hardware și software-ul suport al telecomenzii (inclusiv sistemul stației de la sol); în al doilea rând, platforma hardware a UAV-ului în sine, sistemul software și modulul hardware și software integrat al încărcăturii utile de la bord. Aceste două părți realizează interacțiunea datelor și transmiterea comenzilor prin legături de comunicație bidirecționale pe legătura în sus și în jos. Eficacitatea operațională a UAV-urilor este susținută în principal de patru elemente de bază: comenzi de control de la distanță, transmisie de imagini, navigație prin satelit și programe încorporate prestabilite. Prin urmare, bruiajul și interceptarea de precizie vizată împotriva caracteristicilor spectrale ale diferitelor semnale electromagnetice la legăturile cheie, cum ar fi legăturile de comunicație, navigarea și poziționarea și transmisia sarcinii utile a misiunii pot bloca în mod eficient fluxul de informații și slăbesc semnificativ capacitățile operaționale practice ale UAV-urilor.

În prezent, ținta principală a prevenirii și controlului UAV în spațiul aerian urban se concentrează pe UAV-uri „mici, ușoare și micro”. Bazându-se pe avantajele dimensiunii mici și ascunderii puternice, astfel de UAV-uri pot îndeplini în mod flexibil sarcini precum recunoașterea sub acoperire, supravegherea cu punct fix și lovituri de precizie în medii urbane complexe și pot, de asemenea, să efectueze acțiuni tactice, cum ar fi devierea feintei, având avantaje inerente semnificative în operațiunile urbane. Prin urmare, contramăsura eficientă împotriva UAV-urilor „mici, ușoare și micro” a devenit o cerință de bază de capacitate în construcția unui sistem operațional urban anti-UAV. În funcție de mecanismele lor de control și de caracteristicile tehnice, astfel de UAV-uri pot fi subdivizate în șase categorii, cu parametrii tehnici de bază și caracteristicile operaționale ale fiecărei categorii, după cum urmează:

1. UAV-uri de calitate pentru consumatori: platformele de zbor cu mai multe rotoare sunt curentul principal. Acestea prezintă costuri scăzute de producție și canale convenabile de acces pe piață, cu altitudine de zbor scăzută, caracteristici nesemnificative de radiație infraroșie și viteză moderată de zbor. Astfel de UAV sunt foarte dependente de semnalele de navigație prin satelit și de legăturile de transmisie de date. Odată supuse interferențelor electromagnetice, acestea declanșează de obicei strategii de protecție de siguranță, cum ar fi flotarea în standby sau aterizarea forțată. Deși au mecanisme prestabilite de control al zonei de excludere a zborului, aceste restricții sunt ușor de spart din punct de vedere tehnic, prezentând riscul modificării și utilizării de către infractori; benzile lor de frecvență de comunicație adoptă în mare parte frecvențe convenționale de 2,4 GHz sau 5,8 GHz, iar sistemul tehnologic de detectare și control corespunzător este relativ matur.

2. 
   

3. UAV-uri cu aripi fixe: se bazează pe tracțiunea sau tracțiunea furnizate de dispozitivele de putere pentru zbor și generează portanță prin aripile fixe de pe fuzelaj. Au avantaje precum viteza de zbor rapidă, acoperire largă de operare, timp de rezistență lung și eficiență ridicată a misiunii. Cu toate acestea, astfel de UAV-uri au limitări evidente: prag tehnic ridicat pentru operare, coeficient mare de risc de zbor, timp relativ limitat de rezistență în aer și cerințe ridicate pentru planeitatea și deschiderea locurilor de decolare; întrucât trebuie să lanseze atacuri operaționale de la altitudini mari în orașe, traiectoriile lor de zbor sunt ușor de capturat de echipamentele de detectare la mare altitudine, ceea ce duce la o dificultate scăzută de contramăsuri.

4. UAV-uri 4G/5G: se bazează pe rețelele publice de stații de bază de comunicații 4G/5G pentru a obține controlul de la distanță, care poate depăși limita de distanță a legăturilor tradiționale și au caracteristici precum compatibilitate puternică, capacitate mare de transmisie a datelor de comunicație și distanță mare de control. Modul lor de control de la distanță crește foarte mult dificultatea detectării și identificării semnalelor de control și a semnalelor de transmisie a imaginilor, dar utilizarea lor operațională este strict limitată de acoperirea cu radiații a stațiilor de bază 4G/5G, ceea ce face dificilă efectuarea operațiunilor de zbor la altitudine mare; pot exercita o bună eficiență de utilizare în medii de altitudine joasă sub 50 m, dar latența de comunicare este de obicei peste 100 ~ 200 ms, ceea ce este dificil de îndeplinit nevoile tactice ale călătoriilor de mare viteză în medii urbane complexe.

5. UAV-uri WiFi: Echipate cu module de transmisie a imaginii WiFi, bazate pe protocoale de comunicație WiFi universale, acestea pot realiza direct controlul și previzualizarea imaginii prin terminale inteligente precum telefoane mobile și tablete, cu procese de operare simple și convenabile. Odată cu popularizarea și aplicarea rețelelor 5G, precizia controlului și calitatea transmisiei imaginii UAV-urilor WiFi au fost îmbunătățite în continuare. Cu toate acestea, limitată de caracteristicile tehnice ale comunicării WiFi, distanța efectivă de transmisie a imaginii este în mare parte limitată la o gamă de câteva sute de metri și este ușor blocată de clădirile urbane, ceea ce duce la întreruperea semnalului de comunicare. De obicei, poate fi utilizat numai în medii cu linie vizuală neobstrucționată pe distanțe scurte.

6. UAV-uri echipate cu tehnologii speciale: Astfel de UAV-uri îmbunătățesc capacitățile operaționale prin integrarea modulelor tehnice dedicate, care includ în principal patru tipuri: UAV-urile îmbunătățite cu navigație prin satelit sunt echipate cu module de poziționare GPS și, chiar dacă semnalul de transmisie a imaginii este pierdut, ele pot încă îndeplini sarcinile stabilite bazându-se pe planificarea traseului GPS prestabilită; UAV-urile de navigație inerțială au capacități de control al zborului autonom cu proces complet și nu au nevoie de control în timp real sau interacțiune cu informații despre imagine cu stația de la sol, dar parametrii misiunii trebuie să fie preîncărcați și nu pot fi modificați în timpul zborului; UAV-urile de potrivire a imaginilor se bazează pe baze de date de caracteristici optice țintă pre-înregistrate și pot finaliza în mod independent căutarea țintei, urmărirea dinamică, blocarea precisă și sarcinile de lovire într-o zonă desemnată; UAV-urile care se potrivesc cu terenul pot ajusta automat altitudinea de zbor în funcție de teren, zburând de obicei la altitudini foarte joase, variind de la câțiva metri la zeci de metri, și pot evita detectarea radarului și radio cu acoperirea dezordinei solului. Cu toate acestea, în zonele de nucleu urban dens populate, utilizarea lor este extrem de dificilă din cauza complexității mediului.

Deși au fost emise multiple politici și reglementări pentru a reglementa și controla activitățile de zbor cu UAV în spațiul aerian urban, fenomenul de zbor ilegal cu UAV (așa-numitul „zbor negru”) încă persistă, iar accidentele bruște de siguranță, cum ar fi prăbușirile UAV, pierderea semnalului și coliziunile clădirilor apar frecvent. Aceste probleme nu numai că prezintă pericole ascunse grave pentru activitatea de prevenire și control al securității publice urbane, dar constituie și o amenințare directă pentru obiectivele cheie ale centrului urban, zonele importante critice și securitatea evenimentelor majore. Mai ales în contextul actual de escaladare a confruntărilor cu jocurile de mare putere, suprapunerea contradicțiilor interne și externe și provocările frecvente din partea factorilor instabili în zonele înconjurătoare, odată ce astfel de UAV-uri sunt utilizate de teroriști, forțe ostile sau criminali extremi pentru a desfășura activități de sabotaj și pentru a crea incidente extreme de amenințare a securității aeriene în orașe-cheie, va declanșa panică socială larg răspândită și pierderi nemăsurabile asupra proprietăților.