Urban Anti-UAV: Osnove značilnosti UAV

Za racionalno konstrukcijo mestnega obrambnega sistema proti UAV je jasno razumevanje osnovne sestave in ciljnih značilnosti sistemov UAV primarni predpogoj. Osnovna arhitektura sistema UAV je sestavljena iz dveh ključnih delov: prvič, platforma strojne opreme in podporna programska oprema daljinskega upravljalnika (vključno s sistemom zemeljske postaje); drugič, strojna platforma samega UAV, sistem programske opreme ter integrirani modul strojne in programske opreme tovora na krovu. Ta dva dela realizirata interakcijo podatkov in prenos ukazov prek dvosmernih komunikacijskih povezav navzgor in navzdol. Operativno učinkovitost UAV podpirajo predvsem štirje ključni elementi: ukazi za daljinsko upravljanje, prenos slike, satelitska navigacija in vnaprej nastavljeni vgrajeni programi. Zato lahko ciljno natančno motenje in prestrezanje spektralnih značilnosti različnih elektromagnetnih signalov na ključnih povezavah, kot so komunikacijske povezave, navigacija in določanje položaja ter prenos tovora misije, učinkovito blokira pretok informacij in znatno oslabi praktične operativne zmogljivosti UAV.

Trenutno je glavni cilj preprečevanja in nadzora UAV v mestnem zračnem prostoru osredotočen na 'majhne, ​​lahke in mikro' UAV. Zanašajoč se na prednosti majhnosti in močne prikritosti, lahko takšni UAV prožno izvajajo naloge, kot so prikrito izvidovanje, nadzor na fiksni točki in natančni napadi v kompleksnih urbanih okoljih, lahko pa izvajajo tudi taktične akcije, kot je lažna diverzija, kar ima pomembne inherentne prednosti v urbanih operacijah. Zato je učinkovit protiukrep proti 'majhnim, lahkim in mikro' UAV postal temeljna zahteva glede zmogljivosti pri izgradnji mestnega operativnega sistema proti UAV. Glede na njihove nadzorne mehanizme in tehnične značilnosti je mogoče takšne UAV-je razdeliti v šest kategorij, pri čemer so glavni tehnični parametri in operativne značilnosti vsake kategorije naslednji:

1. UAV-ji potrošniškega razreda: letalne platforme z več rotorji so glavne. Odlikujejo jih nizki proizvodni stroški in priročni kanali za dostop do trga, nizka višina leta, nepomembne lastnosti infrardečega sevanja in zmerna hitrost leta. Takšni UAV so močno odvisni od satelitskih navigacijskih signalov in povezav za prenos podatkov. Ko so izpostavljeni elektromagnetnim motnjam, običajno sprožijo varnostne zaščitne strategije, kot je lebdenje v pripravljenosti ali prisilni pristanek. Čeprav imajo vnaprej nastavljene mehanizme za nadzor območij prepovedi letenja, je te omejitve enostavno tehnično razbiti, kar predstavlja tveganje, da jih kriminalci spremenijo in uporabijo; njihovi komunikacijski frekvenčni pasovi večinoma uporabljajo običajne frekvence 2,4 GHz ali 5,8 GHz, ustrezen sistem tehnologije za zaznavanje in nadzor pa je razmeroma zrel.

2. 
   

3. UAV s fiksnimi krili: Zanašajo se na potisk ali vleko, ki jo zagotavljajo pogonske naprave za let, in ustvarjajo vzgon prek fiksnih kril na trupu. Imajo prednosti, kot so visoka hitrost letenja, široka pokritost delovanja, dolga vzdržljivost in visoka učinkovitost misije. Vendar pa imajo takšni UAV očitne omejitve: visok tehnični prag za delovanje, visok koeficient tveganja leta, relativno omejen čas vzdržljivosti v zraku in visoke zahteve za ravnost in odprtost vzletnih mest; ker morajo izvajati operativne napade z velikih višin v mestih, njihove trajektorije letenja zlahka zajame oprema za zaznavanje na visoki nadmorski višini, kar ima za posledico majhne težave pri protiukrepih.

4. UAV 4G/5G: zanašajo se na javna komunikacijska omrežja baznih postaj 4G/5G, da dosežejo nadzor na daljavo, ki lahko preseže omejitev razdalje tradicionalnih povezav, in imajo značilnosti, kot so močna združljivost, velika komunikacijska zmogljivost prenosa podatkov in velika nadzorna razdalja. Njihov način daljinskega upravljanja močno poveča težave pri zaznavanju in prepoznavanju kontrolnih signalov in signalov za prenos slike, vendar je njihova operativna uporaba strogo omejena s pokritostjo s sevanjem baznih postaj 4G/5G, kar otežuje izvajanje operacij letenja na visoki nadmorski višini; imajo lahko dobro učinkovitost pri uporabi v okoljih z nizko nadmorsko višino pod 50 m, vendar je komunikacijska zakasnitev običajno nad 100~200 ms, kar je težko izpolniti taktične potrebe hitrega potovanja v zapletenih mestnih okoljih.

5. WiFi UAV: ​​opremljeni z moduli za prenos slike WiFi, ki temeljijo na univerzalnih komunikacijskih protokolih WiFi, lahko neposredno realizirajo nadzor in predogled slike prek pametnih terminalov, kot so mobilni telefoni in tablični računalniki, s preprostimi in priročnimi postopki delovanja. S popularizacijo in uporabo omrežij 5G sta se natančnost nadzora in kakovost prenosa slike WiFi UAV še izboljšali. Vendar pa je efektivna razdalja prenosa slike omejena s tehničnimi značilnostmi WiFi komunikacije večinoma omejena na obseg nekaj sto metrov in jo zlahka blokirajo mestne zgradbe, kar povzroči prekinitev komunikacijskega signala. Običajno se lahko uporablja samo v okoljih brez ovir na kratkih razdaljah.

6. UAV-ji, opremljeni s posebnimi tehnologijami: Takšni UAV-ji izboljšujejo operativne zmogljivosti z integracijo namenskih tehničnih modulov, ki večinoma vključujejo štiri vrste: UAV-ji z ​​izboljšano satelitsko navigacijo so opremljeni z moduli za določanje položaja GPS in tudi če se signal prenosa slike izgubi, lahko še vedno dokončajo uveljavljene naloge, ki temeljijo na vnaprej določenem načrtovanju sledi GPS; brezpilotni zrakoplovi z inercialno navigacijo imajo zmogljivosti avtonomnega krmiljenja leta v celotnem procesu in ne potrebujejo nadzora v realnem času ali interakcije s slikovnimi informacijami z zemeljsko postajo, vendar morajo biti parametri misije vnaprej naloženi in jih ni mogoče spreminjati med letom; UAV-ji za ujemanje slik se zanašajo na vnaprej posnete podatkovne baze optičnih funkcij cilja in lahko neodvisno opravijo naloge iskanja cilja, dinamičnega sledenja, natančnega zaklepanja in napada znotraj določenega območja; UAV-ji, ki se ujemajo s terenom, lahko samodejno prilagodijo višino leta glede na teren, običajno letijo na ultra nizkih višinah, ki segajo od nekaj metrov do deset metrov, in se izognejo radarskemu in radijskemu zaznavanju s pokrovom nereda na tleh. Vendar pa je v gosto naseljenih mestnih jedrih njihova uporaba zaradi kompleksnosti okolja izredno težka.

Čeprav je bilo izdanih več politik in predpisov za urejanje in nadzor dejavnosti letenja UAV v mestnem zračnem prostoru, pojav nezakonitega letenja UAV (tako imenovani 'črni let') še vedno obstaja in pogosto prihaja do nenadnih varnostnih nesreč, kot so strmoglavljenja UAV, izguba signala in trčenja v zgradbe. Ti problemi ne predstavljajo le resnih skritih nevarnosti za delo pri preprečevanju in nadzoru javne varnosti v mestih, ampak predstavljajo tudi neposredno grožnjo ključnim mestnim ciljem, kritično pomembnim območjem in varnosti večjih dogodkov. Zlasti v trenutnem kontekstu stopnjevanja konfrontacij v igri velikih sil, prekrivajočih se domačih in tujih nasprotij ter pogostih provokacij nestabilnih dejavnikov v okolici, ko bodo teroristi, sovražne sile ali skrajni kriminalci uporabili takšne UAV za izvajanje sabotaž in ustvarjanje izjemnih incidentov, ki ogrožajo varnost v zraku v ključnih mestih, bo to sprožilo splošno družbeno paniko in škodljive posledice, ki bodo povzročile neizmerne posledice. žrtve in materialne izgube.