Сергей Макаренко - Противодействие беспилотным летательным аппаратам

3) интегрированная навигационная система, на основе комплексирования данных нескольких навигационных устройств: микромеханических ИНС, АП СРНС, барометрического высотомера, радио или лазерного высотомера — такая навигационная система характерна для профессиональных малых БПЛА, а также для БПЛА среднего класса;

4) интегрированная навигационная система, на основе комплексирования данных нескольких навигационных устройств: авиационных ИНС, АП СРНС, высотомеров (барометрического и радио), РСБН VOR/DME (Very high frequency Omni directional radio Range / Distance Measuring Equipment), системы АЗН-В — такая навигационная система фактически полностью повторяет навигационную систему пилотируемого ЛА и характерна для БПЛА тяжелого класса.

Говоря о подавлении канала навигации БПЛА, необходимо четко понимать, что сам факт радиоэлектронного воздействия (подавления или навязывания ложных режимов работы) относится только к сигналам, принимаемым АП от одного или нескольких СРНС, что соответствуют только одному каналу из всего множества каналов поступления данных в навигационную систему БПЛА. Таким образом с использованием РЭП возможно обеспечить значимое нарушение работы только наиболее простых навигационных систем БПЛА (типы 1–3 из списка). Для БПЛА с полноценной интегрированной навигационной системой (тип 4 из списка), основанной на использовании нескольких каналов получения навигационных данных, нарушение спутникового канала (в том числе и поступление по нему ложных навигационных данных, вступающих в противоречие в данными других каналов), в большинстве случаев будет обнаружено, после чего навигационная система перестанет использовать спутниковый канал для определения местоположения БПЛА. Отметим, что в средних и тяжелых БПЛА, в подавляющем числе случаев, в качестве основного канала формирования навигационных данных используется информация именно от авиационных ИНС на основе лазерных или волоконно-оптических гироскопов. Подробно ТТХ таких ИНС рассмотрены в работе [272]. Данные ИНС в среднем обеспечивают ошибку счисления пути порядка 1,85 км за 1 ч полета. При этом информация по другим каналам (данные от АП СРНС, данные высотомеров, сигналы РСБН и АЗН-В) является вторичной и после верификации и комплексирования она используются только для коррекции показаний ИНС [273]. Дополнительно отметим, что средние и большие БПЛА используемые для решения специальных и военных задач, при этом в них АП СРСН использует не «открытые», а «закрытый» сигналы СРНС, имеющие более высокую помехозащищенность и криптозащиту [274]. При этом оборудование навигационных спутников может формировать отдельные помехозащищенные зоны. Например, функционал спутников GPS-III предусматривает возможность формирования отдельных зон с повышенной на 20 дБ энергетикой сигналов «закрытых каналов». Вследствие этого задача нарушения корректного функционирования навигационных систем таких БПЛА становится еще более затруднительной, фактически невозможной.

Быстрое развитие БПЛА приводит к усовершенствованию их навигационного обеспечения, в том числе, для применения в условиях плохого приема сигналов СРНС.

К таким направлениям усовершенствования относятся следующие:

1) использование для повышения точности навигации многостанционных локальных РСБН или систем — имитаторов сигналов СРНС [275], при этом станции этих систем могут быть мобильными, находясь на автомобилях, и заблаговременно развертываться в зоне планируемого применения БПЛА. В частности, использование подобных систем позволяет повысить отношение сигнал/шум (ОСШ) на 35–50 дБ в зоне подавления (или плохого приема) сигналов СРНС и обеспечить прием навигационных сигналов при мощностях активных шумовых и доплеровских (уводящих по скорости) помех в зоне действия РСБН до 100 Вт [276];

2) использование для навигации электронных карт местности, полет по которым осуществляется в соответствии с данными радио- или лазерного высотомера, РЛС или ОЭС видимого диапазона [277];

3) использование для навигации различных автономных систем технического зрения [278], а также технологии SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) — технологии автоматического одновременного построения карты местности в неизвестном пространстве, контроля текущего местоположения БПЛА и пройденного пути [279];

4) автономный прямолинейный полет БПЛА в направлении цели, подсвечиваемой внешним источником излучения.

Таким образом, обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что применение средств РЭП, в том числе и путем формирования «интеллектуальных» помех, прицельных по частоте и структуре сигналов СРНС, с целью навязывания ложного местоопределения и траектории полета, ориентировано на малые БПЛА с самыми простыми навигационными системами. При этом высокий темп развития БПЛА, а также возможность разработки в самом ближайшем будущем навигационных систем на основе электронных карт местности или систем технического зрения, сделает подавление каналов СРСН бесполезным даже против малых БПЛА.

Далее рассмотрим особенности подавления каналов навигации в БПЛА с навигационными системами на основе только АП СРСН, а также с простыми инерциальными системами на основе комплексирования данных микромеханических ИНС и сигналов СРНС, так как именно для таких БПЛА подавление канала спутниковой навигации может дать какой-либо значимый эффект.

Систему навигации на подавляющем числе малых БПЛА составляет АП, принимающая сигналы одной или нескольких СРНС. К наиболее распространенным СРНС относятся системы: ГЛОНАСС (Россия), GPS/NAVSTAR (США), Beidou (Китай), Galileo (ЕС). Сигналы СРНС формируются на литерных частотах в диапазоне 1,1–1,6 ГГц. Как правило, простые навигационные системы, устанавливаемые на малые БПЛА, используют интегрированный режим обработки сигналов от нескольких СРНС, что обеспечивает точность навигации 1–2,5 м как в горизонтальной плоскости, так и по высоте.

Теоретические оценки помехоустойчивости сигналов СРНС и режимов их интегрированной обработки в АП рассмотрены в работах [280]. Экспериментальные оценки помехоустойчивости сигналов СРНС и уровня помех, при котором навигационные устройства сохраняют приемлемую эффективность функционирования, рассмотрены в работах [281]. Обобщая материал вышеуказанных работ можно сделать следующие выводы.

1. Среди помех, используемых для подавления каналов СРНС в наиболее широкой степени применяются [282]:

— шумовая помеха — белый шум высокой мощности на частотах каналов СРНС;

— гармоническая (полигармоническая) помеха — одночастотное или модулированное гармоническое колебание на частоте (на частотах) полезного сигнала;