Сергей Макаренко - Противодействие беспилотным летательным аппаратам

Обозначения цифрами на рис. 4.7 соответствуют следующим режимам комплексирования данных в навигационной системе:

1) режим, при котором данные от ИНС комплексируются с сигналами АП СРНС, после чего осуществляется их одноэтапная обработка без разделения на первичную и вторичную;

2) режим, при котором в АП СРНС производится разделение обработки на первичную и вторичную, а комплексирование с данными ИНС осуществляется на уровне вторичной обработки;

3) режим с одноэтапной обработкой сигналов в АП СРНС без комплексирования ее с ИНС;

4) режим с двухэтапной обработкой сигналов в АП СРНС без комплексирования ее с ИНС.

Результаты данных исследований показывают, что снижение ОСШ на входе АП СРНС отражаются на текущей точности интегрированных навигационных систем БПЛА. Причем наибольшую точность и устойчивость к снижению ОСШ на входе АП СРНС демонстрирует режим, при котором данные от ИНС комплексируются с сигналами СРНС, после чего осуществляется их одноэтапная обработка без разделения на первичную и вторичную обработку [309].

Подробные теоритические исследования помехозащищенности навигационной системы в режиме «ИНС — СРНС» представлены в работе [310]. Результаты этих исследований относительно АП СРНС GPS обобщены в таблице 4.3.

Таблица 4.3. Результаты исследований подавления каналов АП СРНС при использовании различных типов помех для ситуаций, когда АП СРНС GPS функционирует интегрированно с ИНС [311]

Примечание: дальность между АП СРНС и станцией РЭП — 10 км.

Из приведённых в таблице 4.3 результатов следует, что из всех рассматриваемых помех наименьший энергетический потенциал требуется при постановке заградительной имитирующей помехи. При постановке шумовой и гармонической помех в случае использования комплексирования АП СРНС с ИНС требуется дополнительное увеличение энергетического потенциала станции РЭП для обеспечения вероятности подавления до Р п=0,5 на 8 дБВт, а для Р п→1 на 15–20 дБВт [312].

Сравнительный анализ вероятности подавления АП СРНС интегрированного с ИНС с использованием шумовых, гармонических и заградительной имитационной помех позволяет однозначный вывод о целесообразности перехода от «силовых» помех (шумовых и гармонических) к имитационным помехам, навязывающим навигационной системе ложный режим работы по определению местоположения БПЛА и траектории его полета.

В работе [313]исследовались различные варианты реакции интегрированных навигационных систем «ИНС — СРНС» на постановку имитационных помех. Показано, что для обеспечения наилучшего навязывания БПЛА ложной траектории параметры имитационных помех, навязываемое ложное местоположение, а также ложная траектория должны быть согласованны с такими параметрами как: текущее местоположение БПЛА, скорость его полета, дальность до цели, величина требуемого отклонения от цели, и самое главное — функция дрейфа датчиков микромеханических ИНС, при отсутствии сигналов СРНС. Формирование такого индивидуального режима подавления для каждого БПЛА требует, чтобы в формируемых имитационных помехах для АП СРНС учитывалась нарастающая ошибка ИНС. Это позволяет «мягко» перевести БПЛА на нужную траекторию, при этом на начальном этапе постановки таких интеллектуальных имитационных помех, между данными ложных сигналов СРНС и ИНС не будет наблюдаться критического рассогласования, что исключит переход навигационной системы в режимы навигации без использования СРНС (например, в режим «ИНС — ОЭС — барометр — радиовысотомер»). Это позволит «привязать» БПЛА к ложным сигналам СРНС, а затем сформировать ложную траекторию с учетом дрейфа показаний ИНС во времени. Вместе с тем, практическая реализация такого многопараметрического индивидуального режима помех для каждого БПЛА, представляет собой сложнейшую научно-техническую задачу, которая до сих пор не решена.

Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод, что подавление интегрированных навигационных систем БПЛА в режиме «ИНС — СРНС» является принципиально возможным. Однако такое подавление требует создания территориально-распределенной группировки станций РЭП работающих в режиме псевдо-спутников, при этом формируемые имитационные помехи, навязывающие ложную траекторию полета, должны учитывать диапазоны дрейфа гироскопических датчиков ИНС, а также индивидуальный режим полета каждого подавляемого БПЛА. Использование же энергетических помех (шумовых и заградительных) для нарушения функционирования интегрированной навигационной системы БПЛА сопряженно с необходимостью формирования высокоэргических помех, при этом применение таких помех обладает потенциально низкой результативностью.

Одним из относительно новых способов нарушения нормального функционирования навигационной системы БПЛА является воздействие на его автономную ИНС акустическими колебаниями. В работе [314]показано, что для противодействия БПЛА, оснащенных автономными ИНС с микромеханическими датчиками, можно использовать мощные акустические колебания, негативно влияющие на дрейф гироскопических датчиков из-за эффекта резонанса.

Исследования, проведенные учеными из южнокорейского института Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) [315], показали, что будучи механической системой, гироскоп имеет свою резонансную частоту. Следовательно, подобранное по частоте акустическое воздействие может вызвать резонанс в гироскопе, что приведет к его неправильной работе и, как следствие, к выдаче ошибочных показаний о местоположении БПЛА. Эксперименты, проведенные исследователями из KAIST, показали, что 7 моделей гироскопов из 15 наиболее часто используемых в коммерческих малых БПЛА подвержены резонансу. По результатам дальнейших расчетов учеными были сделаны следующие выводы — звукового воздействия мощностью порядка 140 дБ на резонансной частоте гироскопа достаточно, чтобы нарушить работу этого прибора на расстоянии до 40 м от источника звукового сигнала.