Міський БПЛА: Основні характеристики БПЛА

Щоб раціонально побудувати міську систему захисту від БПЛА, чітке розуміння основного складу та цільових характеристик систем БПЛА є основною передумовою. Основна архітектура системи БПЛА складається з двох ключових частин: по-перше, апаратної платформи та допоміжного програмного забезпечення пульта дистанційного керування (включаючи систему наземної станції); по-друге, апаратна платформа самого БПЛА, програмна система та інтегрований апаратно-програмний модуль бортового корисного навантаження. Ці дві частини реалізують взаємодію даних і передачу команд через висхідні та низхідні двонаправлені канали зв’язку. Оперативна ефективність БПЛА в основному підтримується чотирма основними елементами: командами дистанційного керування, передачею зображення, супутниковою навігацією та попередньо встановленими вбудованими програмами. Таким чином, цілеспрямоване точне глушіння та перехоплення спектральних характеристик різних електромагнітних сигналів на ключових ланках, таких як лінії зв’язку, навігація та позиціонування, а також передача корисного навантаження місії, може ефективно блокувати потік інформації та значно послабити практичні експлуатаційні можливості БПЛА.

Наразі основна мета запобігання та контролю БПЛА в міському повітряному просторі зосереджена на «малих, легких та мікро» БПЛА. Завдяки перевагам малих розмірів і потужного маскування такі БПЛА можуть гнучко виконувати такі завдання, як прихована розвідка, спостереження за фіксованою точкою та нанесення точних ударів у складних міських умовах, а також можуть виконувати тактичні дії, такі як фальшиве відведення, володіючи значними властивими перевагами в міських операціях. Таким чином, ефективна протидія «малим, легким і мікро» БПЛА стала основною вимогою до побудови міської оперативної системи боротьби з БПЛА. Відповідно до механізмів управління та технічних характеристик такі БПЛА можна розділити на шість категорій, з основними технічними параметрами та експлуатаційними характеристиками кожної категорії, як показано нижче:

1. БПЛА споживчого класу: багатороторні літальні платформи є основними. Вони відрізняються низькою собівартістю виробництва і зручними каналами доступу на ринок, малою висотою польоту, незначними характеристиками інфрачервоного випромінювання і помірною швидкістю польоту. Такі БПЛА сильно залежать від сигналів супутникової навігації та каналів передачі даних. Потрапивши під вплив електромагнітних перешкод, вони зазвичай запускають стратегії захисту безпеки, такі як зависання в режимі очікування або вимушена посадка. Хоча вони мають попередньо встановлені механізми контролю заборонених для польотів, ці обмеження легко технічно зламати, створюючи ризик модифікації та використання злочинцями; їхні діапазони частот зв’язку здебільшого використовують звичайні частоти 2,4 ГГц або 5,8 ГГц, а відповідна система технології виявлення та контролю є відносно зрілою.

2. 
   

3. БПЛА з нерухомим крилом: вони покладаються на тягу або тягу, що забезпечуються силовими пристроями для польоту, і створюють підйомну силу через нерухомі крила на фюзеляжі. Вони мають такі переваги, як висока швидкість польоту, широка зона дії, тривалий час роботи та висока ефективність місії. Однак такі БПЛА мають очевидні обмеження: високий технічний поріг експлуатації, високий коефіцієнт ризику польоту, відносно обмежений час витримки в повітрі, високі вимоги до площинності та відкритості злітних майданчиків; оскільки їм необхідно розпочинати оперативні атаки з великих висот у містах, їхні траєкторії польоту легко вловлюються висотним обладнанням виявлення, що призводить до низьких труднощів протидії.

4. БПЛА 4G/5G: вони покладаються на загальнодоступні мережі базових станцій зв’язку 4G/5G для досягнення дистанційного керування, яке може подолати обмеження відстані традиційних з’єднань, і мають такі характеристики, як висока сумісність, велика пропускна здатність передачі даних і велика відстань керування. Їх режим дистанційного керування значно ускладнює виявлення та ідентифікацію керуючих сигналів і сигналів передачі зображення, але їх оперативне використання суворо обмежене радіаційним покриттям базових станцій 4G/5G, що ускладнює виконання польотів на великій висоті; вони можуть ефективно використовувати на низькій висоті нижче 50 м, але затримка зв’язку зазвичай перевищує 100–200 мс, що важко задовольнити тактичні потреби високошвидкісних подорожей у складних міських умовах.

5. БПЛА WiFi: оснащені модулями передачі зображень WiFi на основі універсальних протоколів зв’язку WiFi, вони можуть безпосередньо здійснювати керування та попередній перегляд зображення через розумні термінали, такі як мобільні телефони та планшети, з простими та зручними процесами керування. З популяризацією та застосуванням мереж 5G точність управління та якість передачі зображення WiFi БПЛА були ще більше покращені. Однак, обмежена технічними характеристиками зв’язку WiFi, ефективна відстань передачі зображення здебільшого обмежена діапазоном кількох сотень метрів, і її легко блокувати міські будівлі, що призводить до переривання сигналу зв’язку. Зазвичай його можна використовувати лише на короткій відстані без перешкод прямої видимості.

6. БПЛА, оснащені спеціальними технологіями: такі БПЛА підвищують оперативні можливості за рахунок інтеграції спеціальних технічних модулів, які в основному включають чотири типи: БПЛА з покращеною супутниковою навігацією оснащені модулями позиціонування GPS, і навіть якщо сигнал передачі зображення втрачено, вони все одно можуть виконувати встановлені завдання, спираючись на попередньо встановлене планування треку GPS; БПЛА з інерціальною навігацією мають повнопроцесорні можливості автономного керування польотом і не потребують керування в режимі реального часу чи взаємодії інформації про зображення з наземною станцією, але параметри місії мають бути попередньо завантажені та не можуть бути змінені під час польоту; БПЛА зі збігом зображень покладаються на попередньо записані бази даних оптичних характеристик цілі та можуть самостійно виконувати завдання пошуку цілі, динамічного супроводу, точного замикання та нанесення ударів у визначеній зоні; БПЛА з рельєфом місцевості можуть автоматично регулювати висоту польоту відповідно до рельєфу місцевості, зазвичай літаючи на наднизьких висотах від кількох метрів до десятків метрів, і уникають радарів і радіовиявлень через прикриття земних перешкод. Однак у густонаселених міських центральних районах їх використання є надзвичайно складним через складність середовища.

Незважаючи на те, що для регулювання та контролю польотів БПЛА в міському повітряному просторі було видано кілька політик і правил, явище незаконних польотів БПЛА (так званий «чорний політ») все ще існує, і часто трапляються раптові нещасні випадки, такі як аварії БПЛА, втрата сигналу та зіткнення з будівлями. Ці проблеми не лише становлять серйозну приховану небезпеку для роботи з профілактики та контролю громадської безпеки в містах, але й становлять пряму загрозу для ключових міських цілей, критично важливих районів і безпеки великих подій. Особливо в нинішньому контексті ескалації протистоянь великих держав, накладання внутрішніх і зовнішніх протиріч і частих провокацій з боку нестабільних факторів у навколишніх районах, якщо такі БПЛА будуть використані терористами, ворожими силами або крайніми злочинцями для здійснення диверсій і створення надзвичайної загрози авіаційній безпеці в ключових містах, це спровокує широку соціальну паніку та негативні наслідки, що призведе до невимірних масштабів. жертви та матеріальні збитки.