Urban Anti-UAV: พื้นฐานของลักษณะ UAV

ในการสร้างระบบป้องกัน UAV ในเมืองอย่างมีเหตุผล ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับองค์ประกอบหลักและลักษณะเป้าหมายของระบบ UAV ถือเป็นข้อกำหนดเบื้องต้น สถาปัตยกรรมหลักของระบบ UAV ประกอบด้วยสองส่วนสำคัญ: ส่วนแรก แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่รองรับของรีโมทคอนโทรล (รวมถึงระบบสถานีภาคพื้นดิน) ประการที่สอง แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ของ UAV ระบบซอฟต์แวร์ และโมดูลฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์แบบรวมของเพย์โหลดออนบอร์ด ทั้งสองส่วนนี้ตระหนักถึงการโต้ตอบข้อมูลและการส่งคำสั่งผ่านลิงก์การสื่อสารแบบสองทิศทางอัปลิงค์และดาวน์ลิงค์ ประสิทธิภาพการดำเนินงานของ UAV ส่วนใหญ่ได้รับการสนับสนุนจากองค์ประกอบหลักสี่ประการ: คำสั่งควบคุมระยะไกล การส่งภาพ การนำทางด้วยดาวเทียม และโปรแกรมในตัวที่ตั้งไว้ล่วงหน้า ดังนั้น การติดขัดและการสกัดกั้นที่แม่นยำแบบกำหนดเป้าหมายต่อคุณลักษณะสเปกตรัมของสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ ที่ลิงก์หลัก เช่น ลิงก์การสื่อสาร การนำทางและการวางตำแหน่ง และการส่งข้อมูลภารกิจสามารถปิดกั้นการไหลของข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดความสามารถในการปฏิบัติงานในทางปฏิบัติของ UAV ลงอย่างมาก

ปัจจุบัน เป้าหมายหลักของการป้องกันและควบคุม UAV ในน่านฟ้าของเมืองมุ่งเน้นไปที่ UAV 'ขนาดเล็ก เบา และไมโคร' อาศัยข้อได้เปรียบของขนาดที่เล็กและการปกปิดที่แข็งแกร่ง UAV ดังกล่าวสามารถปฏิบัติงานต่างๆ เช่น การลาดตระเวนแอบแฝง การเฝ้าระวังจุดคงที่ และการโจมตีที่แม่นยำในสภาพแวดล้อมในเมืองที่ซับซ้อน และยังสามารถดำเนินการทางยุทธวิธี เช่น การหลอกลวงเพื่อเบี่ยงเบนความสนใจ ซึ่งมีข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติที่สำคัญในการปฏิบัติการในเมือง ดังนั้น มาตรการตอบโต้ที่มีประสิทธิภาพต่อ UAV 'ขนาดเล็ก เบา และไมโคร' จึงกลายเป็นข้อกำหนดความสามารถหลักในการสร้างระบบปฏิบัติการต่อต้าน UAV ในเมือง ตามกลไกการควบคุมและลักษณะทางเทคนิค UAV ดังกล่าวสามารถแบ่งย่อยได้เป็น 6 ประเภท โดยมีพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักและลักษณะการปฏิบัติงานของแต่ละประเภทดังนี้

1. UAV ระดับผู้บริโภค: แพลตฟอร์มการบินแบบหลายใบพัดเป็นกระแสหลัก โดยมีต้นทุนการผลิตต่ำและช่องทางการเข้าถึงตลาดที่สะดวกสบาย โดยมีระดับความสูงในการบินต่ำ ลักษณะรังสีอินฟราเรดที่ไม่มีนัยสำคัญ และความเร็วในการบินปานกลาง UAV ดังกล่าวขึ้นอยู่กับสัญญาณนำทางด้วยดาวเทียมและลิงก์การส่งข้อมูล เมื่อถูกรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พวกมันมักจะกระตุ้นกลยุทธ์การป้องกันความปลอดภัย เช่น การลอยตัวในโหมดเตรียมพร้อมหรือการบังคับลงจอด แม้ว่าจะมีกลไกการควบคุมเขตห้ามบินที่กำหนดไว้ล่วงหน้า แต่ข้อจำกัดเหล่านี้ก็สามารถถอดรหัสได้ง่ายในทางเทคนิค ทำให้เกิดความเสี่ยงที่อาชญากรจะดัดแปลงและใช้งาน ย่านความถี่การสื่อสารส่วนใหญ่ใช้ความถี่ทั่วไปที่ 2.4 GHz หรือ 5.8 GHz และระบบเทคโนโลยีการตรวจจับและควบคุมที่สอดคล้องกันนั้นค่อนข้างสมบูรณ์

2. 
   

3. UAV ปีกคงที่: พวกมันอาศัยแรงขับหรือแรงดึงจากอุปกรณ์ไฟฟ้าในการบินและสร้างแรงยกผ่านปีกคงที่บนลำตัว มีข้อดีต่างๆ เช่น ความเร็วในการบินที่รวดเร็ว ครอบคลุมการปฏิบัติงานในวงกว้าง ความทนทานยาวนาน และประสิทธิภาพภารกิจสูง อย่างไรก็ตาม UAV ดังกล่าวมีข้อจำกัดที่ชัดเจน ได้แก่ เกณฑ์ทางเทคนิคที่สูงในการปฏิบัติงาน ค่าสัมประสิทธิ์ความเสี่ยงในการบินสูง ระยะเวลาความทนทานของอากาศที่ค่อนข้างจำกัด และข้อกำหนดสูงสำหรับความเรียบและความเปิดของจุดขึ้นบิน เนื่องจากพวกเขาจำเป็นต้องทำการโจมตีจากที่สูงในเมืองต่างๆ วิถีการบินของพวกเขาจึงถูกจับได้อย่างง่ายดายด้วยอุปกรณ์ตรวจจับในระดับความสูง ส่งผลให้มีความยากในการตอบสนองต่ำ

4. UAV 4G/5G: UAV เหล่านี้อาศัยเครือข่ายสถานีฐานการสื่อสาร 4G/5G สาธารณะเพื่อให้เกิดการควบคุมระยะไกล ซึ่งสามารถทะลุขีดจำกัดระยะทางของลิงก์แบบเดิมได้ และมีลักษณะเฉพาะ เช่น ความเข้ากันได้สูง ความสามารถในการส่งข้อมูลการสื่อสารขนาดใหญ่ และระยะการควบคุมที่ยาว โหมดการควบคุมระยะไกลเพิ่มความยากในการตรวจจับและระบุสัญญาณควบคุมและสัญญาณการส่งภาพอย่างมาก แต่การใช้งานนั้นถูกจำกัดอย่างเคร่งครัดด้วยความครอบคลุมของรังสีของสถานีฐาน 4G/5G ทำให้ยากต่อการดำเนินการบินในที่สูง สามารถใช้ประสิทธิภาพการใช้งานที่ดีในสภาพแวดล้อมที่มีระดับความสูงต่ำต่ำกว่า 50 ม. แต่เวลาแฝงในการสื่อสารมักจะสูงกว่า 100~200 มิลลิวินาที ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองความต้องการทางยุทธวิธีของการเดินทางด้วยความเร็วสูงในสภาพแวดล้อมในเมืองที่ซับซ้อน

5. UAV แบบ WiFi: มาพร้อมกับโมดูลการส่งภาพ WiFi โดยใช้โปรโตคอลการสื่อสาร WiFi สากล ทำให้สามารถควบคุมและดูตัวอย่างภาพได้โดยตรงผ่านเทอร์มินัลอัจฉริยะ เช่น โทรศัพท์มือถือและแท็บเล็ต ด้วยกระบวนการทำงานที่ง่ายและสะดวก ด้วยความนิยมและการประยุกต์ใช้เครือข่าย 5G ทำให้ความแม่นยำในการควบคุมและคุณภาพการส่งภาพของ WiFi UAV ได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดด้วยลักษณะทางเทคนิคของการสื่อสาร WiFi ระยะการส่งภาพที่มีประสิทธิภาพส่วนใหญ่จำกัดอยู่ที่หลายร้อยเมตร และถูกอาคารในเมืองปิดกั้นได้ง่าย ส่งผลให้สัญญาณการสื่อสารหยุดชะงัก โดยปกติแล้ว สามารถใช้ได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมระยะใกล้ที่ไม่มีสิ่งกีดขวางในการมองเห็นเท่านั้น

6. UAV ที่ติดตั้งเทคโนโลยีพิเศษ: UAV ดังกล่าวเพิ่มขีดความสามารถในการปฏิบัติงานโดยการรวมโมดูลทางเทคนิคเฉพาะเข้าด้วยกัน โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยสี่ประเภท: UAV ที่ปรับปรุงการนำทางด้วยดาวเทียมจะติดตั้งโมดูลระบุตำแหน่ง GPS และแม้ว่าสัญญาณการส่งภาพจะหายไป พวกเขายังสามารถทำงานที่กำหนดไว้ให้เสร็จสิ้นโดยอาศัยการวางแผนติดตาม GPS ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า UAV การนำทางเฉื่อยมีความสามารถในการควบคุมการบินอัตโนมัติแบบเต็มรูปแบบ และไม่จำเป็นต้องควบคุมแบบเรียลไทม์หรือโต้ตอบข้อมูลรูปภาพกับสถานีภาคพื้นดิน แต่พารามิเตอร์ภารกิจจำเป็นต้องโหลดไว้ล่วงหน้าและไม่สามารถแก้ไขได้ระหว่างการบิน UAV ที่จับคู่ภาพอาศัยฐานข้อมูลคุณสมบัติออพติคอลเป้าหมายที่บันทึกไว้ล่วงหน้า และสามารถทำการค้นหาเป้าหมาย การติดตามแบบไดนามิก การล็อคที่แม่นยำ และงานโจมตีภายในพื้นที่ที่กำหนดได้อย่างอิสระ UAV ที่จับคู่ภูมิประเทศสามารถปรับความสูงของการบินตามภูมิประเทศได้โดยอัตโนมัติ โดยปกติจะบินที่ระดับความสูงต่ำมากตั้งแต่หลายเมตรถึงสิบเมตร และหลีกเลี่ยงการตรวจจับเรดาร์และวิทยุโดยมีสิ่งกีดขวางบนพื้น อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่ใจกลางเมืองที่มีประชากรหนาแน่น การใช้งานเป็นเรื่องยากมากเนื่องจากความซับซ้อนของสภาพแวดล้อม

แม้ว่าจะมีการออกนโยบายและข้อบังคับหลายประการเพื่อควบคุมและควบคุมกิจกรรมการบิน UAV ในน่านฟ้าของเมือง แต่ปรากฏการณ์การบิน UAV ที่ผิดกฎหมาย (ที่เรียกว่า 'เที่ยวบินสีดำ') ยังคงมีอยู่ และอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยกะทันหัน เช่น UAV ชน สัญญาณสูญหาย และการชนกันของอาคารก็เกิดขึ้นบ่อยครั้ง ปัญหาเหล่านี้ไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงที่ซ่อนอยู่ต่องานป้องกันและควบคุมความมั่นคงสาธารณะในเมืองเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดภัยคุกคามโดยตรงต่อเป้าหมายหลักในเมือง พื้นที่สำคัญที่สำคัญ และความปลอดภัยของเหตุการณ์สำคัญอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทปัจจุบันของการเผชิญหน้าเกมมหาอำนาจที่ทวีความรุนแรงขึ้น ความขัดแย้งในประเทศและต่างประเทศที่ทับซ้อนกัน และการยั่วยุบ่อยครั้งจากปัจจัยที่ไม่มั่นคงในพื้นที่โดยรอบ เมื่อ UAV ดังกล่าวถูกใช้โดยผู้ก่อการร้าย กองกำลังที่ไม่เป็นมิตร หรืออาชญากรขั้นรุนแรงเพื่อดำเนินกิจกรรมก่อวินาศกรรมและสร้างเหตุการณ์ภัยคุกคามความมั่นคงทางอากาศขั้นรุนแรงในเมืองสำคัญ ๆ จะทำให้เกิดความตื่นตระหนกทางสังคมในวงกว้างและผลกระทบด้านลบ ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตและสูญเสียทรัพย์สินอย่างประเมินไม่ได้