Антидроновые детекторы БПЛА: нейросетевые технологии в задачах радиочастотного мониторинга
Радиочастотный детектор (РЧД) – устройство для обнаружения и классификации радиосигналов в диапазоне от нескольких сотен мегагерц до нескольких десятков гигагерц. В отличие от радаров радиочастотный детектор пассивен (ничего не излучает) и позволяет надежнее классифицировать источники излучения и, как следствие, позволяет антидроновому комплексу адекватно производить их подавление. Антидрон-детектор обнаруживает дрон по его собственному радиосигналу.
Хороший радиочастотный детектор обнаруживает сигнал БПЛА максимально далеко и быстро, точно определяет рабочие частоты, не дает ложных сигналов, надежен и удобен в настройке и обслуживании.
Принцип работы системы радиочастотного сканирования
Практически все дроны излучают радиосигналы. Они получают команды с пульта или передают на него данные - телеметрию и видеоизображение. РЧД непрерывно анализирует электромагнитный спектр в поисках сигналов беспилотных летательных аппаратов, тем самым осуществляя их обнаружение.
РЧД работает путем улавливания электромагнитных волн, преобразования их в электрический сигнал и измерения его мощности (амплитуды). Прибор сканирует эфир, выделяя сигналы в определенных диапазонах (например, 2.4/5.8 ГГц), и при превышении порогового значения уровня мощности подает сигнал оповещения.
Актуальные диапазоны частот и протоколы
РЧД «слушает» эфир в определенных частотных диапазонах. Так как БПЛА активно используют радиодиапазон для управления и передачи данных (несмотря на развитие других технологий), то больше недостаточно отслеживать только популярные 2.4 ГГц, 5.8 ГГц и т.д. Постоянно появляются новые каналы, а границы частотного диапазона применения БПЛА все время увеличиваются.
РЧД «слушает» эфир в определенных частотных диапазонах. Так как БПЛА активно используют радиодиапазон для управления и передачи данных (несмотря на развитие других технологий), то больше недостаточно отслеживать только популярные 2.4 ГГц, 5.8 ГГц и т.д. Постоянно появляются новые каналы, а границы частотного диапазона применения БПЛА все время увеличиваются.
Антидрон-детектор Kaspersky Antidrone охватывает протоколы управления DJI, Autel, TBS Crossfire, Express LRS с частотой пакетов 50, 100, 150 и 200 Гц, а также видеопротоколы Autel, Ocusync 2, Ocusync 3 и аналоговый сигнал PAL/NTSC.
Следующая версия детектора переходит к сплошному покрытию: единый диапазон 100–8 000 МГц включает перспективные протоколы DJI Ocusync 3+, Ocusync 4, Ocusync 4+, Autel Skylink 2.0 и Autel Skylink 3.0.
Такой подход исключает «слепые пятна» при появлении новых моделей дронов на рынке - машинное обучение позволяет добавлять их в базу без замены оборудования.
Нейронные сети в Kaspersky Antidrone
В новом радиочастотном детекторе Kaspersky Antidrone используется нейронная сеть, которая позволяет повысить эффективность устройства. Используя различные методы и расчеты можно получить двухмерное представление сигнала, т.е. фактически изображение. И если наш радиоэфир – это набор картинок, то задача обнаружения сигналов сводится к задаче сегментации изображений. В реальности необходимо обнаруживать БПЛА как можно раньше, как можно дальше от места установки детектора. Следовательно реальные сигналы, с которыми приходится иметь дело очень слабые, а вокруг могут быть мощные источники помех.
Поэтому логично применить к полученной спектрограмме нейросетевые технологии, которые уже довольно давно и успешно используются для задач детекции и классификации объектов на фотографиях. Важная проблема при применении методов машинного обучения – подготовка данных (сбор датасетов, разметка, обучение). Уже несколько сотен спектрограмм позволяют обучить нейросеть до уровня достаточного для практического применения. Если снизить порог уверенности, нейросеть будет находить даже самые сложные (едва различимые) сигналы.
Такие сработки требуют дополнительной проверки. Можно проверять периодичность сигналов, распределение мощности, но уже с локальным порогом в небольшой области спектрограммы.
Распознавание сигнала БПЛА с использованием нейронной сети
Где применяются антидроновые детекторы БПЛА
Антидроновые детекторы БПЛА востребованы там, где несанкционированный полет создает риск для производственного процесса, персонала или инфраструктуры:
- Объекты критической инфраструктуры (НПЗ, электростанции, магистральные трубопроводы), где один инцидент способен остановить технологический процесс.
- Промышленные площадки ТЭК (периметры с ограниченным доступом), требующие мониторинга на большой площади.
- Транспортные узлы (аэропорты и морские порты), где БПЛА создают угрозу воздушному движению.
- Массовые мероприятия (публичные пространства) с высокой концентрацией людей.
Средства радиомониторинга необходимы в составе систем комплексной защиты от БПЛА, так как эффективное подавление угрозы требует ее точной классификации и определения рабочих частот беспилотника. Кроме того, РЧД дает преимущество: обнаружение по радиоканалу происходит до визуального контакта с дроном и не зависит от времени суток.
Актуальные характеристики оборудования, варианты интеграции - на странице Радиочастотный сканер Kaspersky Antidrone.