CC BY
0
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ОХРАНЯЕМЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ДРОНОВ
Васильев В.В.1, Фокин А.И.2
Ключевые слова: системы безопасности, беспилотный летательный аппарат (БЛА), дрон, обнаружение, классификация, критически важные объекты, оптико-электронные средства, признаки угрожающего полета, модели, требования, методика.
Аннотация
Цель работы: повышение эффективности информационного обеспечения систем безопасности критически важных охраняемых объектов на основе применения оптических средств обнаружения БЛА.
Методы: системный анализ, формирование и формализация признаков угрожающего полёта БЛА в пространстве изображений и видимом пространстве двух и более теодолитов.
Результаты: разработана методика определения признаков угрожающего полёта БЛА в пространстве изображений и видимом пространстве, повышающая оперативность и надёжность принятия решения об угрожающем полёте БЛА.
ЕР№ ОВШОР
Введение
Беспилотные летательные аппараты (БЛА) широко применяются в качестве надежного и эффективного средства ведения разведки, нанесения ударов по объектам противника и выполнения других задач. Беспилотники активно использовались во всех заметных вооруженных конфликтах последнего времени. Большую опасность они представляют также для критически важных объектов.
Критически важные объекты (КВО) — объекты, нарушение (или прекращение) функционирования которых приводит к потере управления экономикой страны, субъекта или административно-территориальной единицы, ее необратимому негативному изменению (или разрушению) или существенному снижению безопасности жизнедеятельности населения, проживающего на этих территориях, на длительный период времени.
Объекты потенциально повышенной опасности инфраструктуры Российской Федерации — объекты, на которых используют, производят, перерабатывают, хранят, эксплуатируют, транспортируют или уничтожают радиоактивные, пожаровзрывоопасные и опасные
химические и биологические вещества, а также гидротехнические сооружения, создающие реальную угрозу возникновения кризисной ситуации.
Анализ террористических нападений последнего времени (нападения на российскую военную базу Хмеймим в Сирии, крупные нефтяные объекты в Саудовской Аравии и др.) указывает на возрастающие тенденции к применению малогабаритных БЛА (дронов), а также групп БЛА в террористических актах на КВО Российской Федерации3.
В иностранной военной и технической литературе конца XX в. для определения всего множества БЛА используется термин UAV (Unmanned Air Vehicle), под которым принято понимать дистанционно пилотируемые и автономно (программно) управляемые летательные аппараты [7, 16—18]. В статье под термином «БЛА» понимается летательный аппарат без экипажа на борту, оснащенный двигателем и поднимающийся в воздух за счет действия аэродинамических сил, управляемый
3 Гаврилов А. Д., Ерёмин Г. В., Назарчук И. И. Малоразмерные беспилотники — новая проблема для ПВО // Интернет-журнал «Армейский вестник». 2015. 2 февр. URL: http://arm-news.ru/2015/02/ (дата обращения: 23.05.2023).
1 Васильев Владимир Владимирович, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник научно-производственного испытательного центра «Арминт», г. Москва, Российская Федерация.
E-mail: [email protected]
2 Фокин Андрей Иванович, кандидат технических наук, главный специалист специального научно-производственного объединения «Элерон», г. Москва, Российская Федерация.
E-mail: [email protected]
автономно или дистанционно, способный нести боевую нагрузку летального или нелетального воздействия.
Угрожающим полетом является полет БЛА, прогнозируемая траектория которого приводит к заключению о нарушении правил полета и несанкционированному попаданию в запретную для полетов воздушных судов область КВО.
Для противодействия БЛА продолжается совершенствование средств обнаружения нарушителей систем безопасности КВО, ведутся работы по поиску новых принципов и подходов в области обеспечения безопасности КВО.
В последнее время широкое распространение получают оптико-электронные системы, работающие в нескольких спектральных диапазонах — многоспектральные оптико-электронные системы. Их стремительное развитие связано в первую очередь с разработкой и усовершенствованием матричных многоэлементных приемников излучения и общим развитием тепловизионной техники [1].
Современные оптические средства обнаружения широко используются в системах безопасности КВО. Наибольшее применение получили оптико-электронные системы обнаружения видимого и инфракрасного диапазонов радиоволн, так как они перекрывают дневное и ночное время обнаружения. Однако приходится учитывать и более сложные условия обнаружения нарушителей — туман, дымка, пыль, дождь, возможные искусственно поставленные помехи наблюдения.
Наряду с обнаружением БЛА на больших расстояниях необходимо систему обнаружения наделить функцией классификации типов траекторий БЛА (определения угрожающего полета БЛА), чтобы у персонала системы защиты КВО было время на выявление признаков подготовки к противоправному действию или к несанкционированному проникновению на КВО по воздуху еще на подступах к охраняемому объекту и к предотвращению несанкционированных действий со стороны БЛА-нарушителя.
Основной особенностью системы обнаружения воздушного нарушителя, которую необходимо принимать во внимание, является большое количество измерительной информации, предоставляемое системой. С другой стороны, большой объем информации предъявляет высокие требования4 к системам ее обработки и подготовке операторов систем безопасности КВО. Необходимо обеспечить эффективный анализ визуализации воздушной обстановки как аппаратными средствами, так и операторами, решить задачу определения признаков угрожающего полета БЛА (определения класса траектории) средствами обнаружения систем безопасности КВО.
Таким образом, актуальность [9] информационного обеспечения систем безопасности КВО обусловлена
4 Цифровая обработка изображений в информационных системах: учеб. пособие / И.С. Грузман, В.С. Киричук, В.П. Косых, Г.И. Пере-тягин, А.А. Спектор. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2002. 352 с.
необходимостью удовлетворения все более возрастающей потребности в эффективных средствах обнаружения БЛА систем безопасности КВО. Особую важность приобретают аспекты, касающиеся разработки и применения в системах безопасности КВО оптических средств обнаружения БЛА, реализующих функцию определения признаков угрожающего полета БЛА (определения класса траектории).
Основополагающим признаком перемены характера движения БЛА на угрожающий является факт попадания прогнозируемой траектории движения в заданную область. Однако для получения надёжного решения требуется определённое время на оценку скорости движения, что сокращает время на принятие решения. Желательно отыскать признаки такого «особого» движения в реальном времени. Это представляется возможным при обработке непосредственно изображений. Однако из-за того, что трёхмерное видимое пространство проецируется на плоскость, признаки оказываются размытыми, ненадёжными. Решить задачу определения типа движения не представляется возможным. Привлечение двух и более теодолитов позволяет сформировать трёхмерное пространство изображений, в котором можно в реальном времени выделить группу признаков, однозначно характеризующих движение. Можно также, используя обратное пространственное преобразование, определить адекватные им признаки в видимом пространстве. Использование совокупности этих признаков порознь или совместно обеспечивает высокую вероятность правильного принятия решения о характере полёта БЛА.
Требования к системам оптико-электронного обнаружения БЛА
Оптические средства обнаружения дронов средствами КВО предназначены для классификации траектории БЛА и определения, является ли траектория БЛА угрожающей или нет в пределах запретной зоны КВО до 5 000 м, высотами до 3 000 м, со скоростями до 300 км/ч, а также для выдачи достоверных параметров положения БЛА-нарушителя для системы противодействия БЛА.
Требования к системам обнаружения БЛА можно разделить на три уровня.
Первый — высокоуровневые (стратегические) задачи — определение того, что от кого охранять и с какой степенью надежности. К этим вопросам относятся анализ источников угроз, моделирование вероятных воздушных нарушителей и возможных последствий тех или иных враждебных действий.
Второй уровень требований — тактические задачи. Это основные организационные решения по созданию системы охраны (обороны) объекта. В частности, выделение рубежей и участков защиты, определение критериев успеха их защиты.
Третий уровень — оперативные задачи, которые определяют, какие повседневные действия должны
обеспечить успешную защиту охраняемого объекта. Оперативные задачи формулируются с точки зрения результирующего эффекта, т. е. обнаружения противника, оценивания намерений БЛА, принятия решения о мерах противодействия и их инициации.
На третьем уровне формулируются требования к информационному обеспечению систем безопасности в целом и к системам обнаружения БЛА в частности.
Оперативные задачи, решаемые с помощью системы обнаружения БЛА:
- круглосуточное сканирование воздушного пространства над КВО;
- обнаружение тревожной ситуации — автоматическое формирование тревожного сигнала обнаружения, в том числе и на дальних подступах подлета БЛА-нарушителя;
- идентификация БЛА, обеспечивающая возможность на основе определения типа БЛА прогнозировать ожидаемую угрозу;
- анализ траектории полета с целью определения намерений, совершаемых нарушителем противоправных действий, а также иные алгоритмы взаимодействия с системой физической защиты охраняемого объекта;
- верификация тревог от аппаратных средств.
Существенным параметром эффективности этого
действия является общее время реакции оператора при обнаружении факта вторжения, поскольку сумма времени обнаружения попытки проникновения и времени готовности к выдвижению и выдвижения сил реагирования на воздушное вторжение должна быть меньше времени совершения противоправных действий воздушного нарушителя.
На решение задачи обнаружения БЛА оптическими средствами влияет сила активного оптического излучения объекта наблюдения или контрастность изображения объекта на общем фоне наблюдения [2, 8].
При проектировании оптико-электронных обнаружителей возникает потребность в информации о количественных характеристиках излучения типовых БЛА в оптическом и инфракрасном диапазоне волн при различных условиях полета, а также о характеристиках излучения облачного неба, на фоне которого наблюдаются цели. Вероятность обнаружения зависит от состояния атмосферы, величины пути прохождения светового потока, разности мощностей принимаемых оптических сигналов объекта наблюдения и фона, геометрические размеры изображения БЛА. Моделирование оптико-электронных систем дистанционно-пилотируемых аппаратов позволяет выбрать эффективные способы построения оптических систем [10, 11].
Сущность задачи определения признаков угрожающего полёта БЛА
Известно, что задачу позиционирования объекта наблюдения и оценки составляющих вектора скорости движения можно решить, используя два и более
оптических теодолитов [3, 6]. Основываясь на этом, можно в определённые моменты времени, следующие с некоторой частотой, прогнозировать траекторию движения, определять факт попадания прогнозируемой траектории в охраняемую область и использовать это событие в качестве классификационного признака [15]. При обнаружении малоконтрастных изображений БЛА приходится привлекать человека-оператора, формировать с его помощью массив данных для обработки, что увеличивает время анализа ситуации.
Однако существует возможность формировать множество других признаков, что можно использовать для сокращения времени обнаружения и повышения надёжности принятия решения в условиях дефицита времени.
Моделирование оптического комплекса, состоящего из двух и более теодолитов [1], показывает, что признаки угрожающего полёта можно однозначно определять в общем пространстве изображений двух и более теодолитов, не решая обратную задачу преобразования измерений угловых координат в координаты и скорости их изменения местной прямоугольной системы координат видимого пространства. С этой целью целесообразно настраивать оптические средства комплекса так, чтобы их пеленги пересекались в некоторой априорной точке пространства вероятного появления БЛА. Эта опорная точка может перемещаться в пространстве по необходимости. В текущем сеансе наблюдения на пространстве изображений отображаются БЛА и характерная точка объекта охраны, которая проецируется на фокальную плоскость объектива (в пространство изображений) с учётом масштаба изображений, присущего данному объективу (рис. 1). Изменения абсолютных значений разностей координат БЛА и объекта охраны в пространстве изображений позволяют судить о характере движения. Существует единственное однозначное соответствие между абсолютными значениями разностей, которое присуще приближению БЛА к объекту охраны.
Для определения признаков угрожающего полёта БЛА формулируется задача оценивания параметров движения БЛА оптическими средствами, находится базовая модель связи наблюдаемых параметров с параметрами движения, на основе которой определяется совокупность условий целенаправленного движения БЛА.
При формулировке задачи учитываются следующие исходные данные:
- известен тип охраняемого объекта и определена пространственная область, подлежащая контролю;
- задана обобщённая модель движения БЛА;
- обозначены пространственно-временные требования к оптической системе обнаружения БЛА-нарушителя;
- определены задачи, решаемые системой обнаружения:
Рис. 1. Проекция запретной зоны КВО и БЛА на фокальную плоскость теодолита
(плоскость цифровой матрицы)
* обнаружение потенциального нарушителя воздушного пространства и позиционирование его в пространстве;
* определение класса траекторий БЛА и выявление факта, является ли траектория БЛА угрожающей или нет.
В формализованном виде задача представляется следующим образом.
Дано:
а) модель движения БЛА, представленная в классической форме:
б) модель измерений:
Ут(±1>
где М.-(^) =
— матрица-столбец коорди-
нат БЛА в пространстве изображений фокальной плоскости объектива]-го теодолита, у е (1; 2; — моменты времени проведения измерения, / е (1; 2; ...;т); Ф] — оператор отображения видимого пространства в пространство изображений фокальной плоскости оптических средств измерений, Ф^рЖ^Пу; ¥у и Ц — матрицы поворота оптической оси объектива]-го теодолита по углу места и азимуту соответственно:
где X, У, 2 — координаты БЛА в общей для комплекса оптических средств системе координат; Ух, УУ, У2 — составляющие вектора скорости БЛА; и — векторная функция воздействий на БЛА (в общем виде — случайная функция времени).
Однако в силу малых интервалов наблюдения типа БЛА (в основном это квадрокоптеры) и большой априорной неопределённости параметров, определяющих их движения, можно применить кинематическую модель движения [6]
вектор ускорений;
момент времени обнаружения БЛА.
При этом предполагается, что функции w(X), w(У), w(Z) плотности распределения вероятностей начальных условий движения в момент времени Ь0 представляют собой постоянные величины на заданных отрезках этих переменных;
Ъ =
п; =
СОЬ^) О О 0 1
со
0
- ¡¡т(а.у)
0 1 01 0 0 II
0 5т(а0;-)
1 0
0 со5(а0;)
— оператор проекции изображения на цифровую матрицу с учётом масштабного коэффициента ц. в) модель запретной к пролету БЛА зоны КВО:
(^охр>Уохр>^охр)^
координаты запретной зоны
где ^охр'Уохр'^охр
КВО в общей для комплекса оптических средств системе координат.
Требуется определить оператор преобразования результатов измерений положения изображения БЛА на цифровой матрице в оценки координат и составляющих вектора скорости и на его основе разработать модель формирования совокупности признаков угро-
Рис. 2. Проекция БЛА на плоскость цифровой матрицы при точном наведении оптической оси на цель
жающего полета БЛА в пространстве изображений фокальной плоскости оптических средств, а также в видимом (координатном) пространстве.
Совокупность признаков должна удовлетворять требованиям обеспечения необходимой надёжности принятия решения — заданный уровень вероятности правильности принятия решения об угрожающем полете БЛА Р(Кпр с П) > Ртр,
где Р(Кпр с П) — вероятность правильного принятия решения об угрожающем полете БЛА; Ртр — требуемое значение вероятности принятия решения об угрожающем полете БЛА.
Ограничения:
- полагается, что временная синхронизация и пространственная привязка оптических средств обнаружения к местности осуществляются с помощью космических навигационных систем и не вносят существенных искажений в конечный результат;
- задано требуемое время на определение признаков угрожающего полета БЛА: ¿;опр < *;тр;
- закон распределения погрешностей позиционирования объекта в пространстве изображения фокальной плоскости — нормальный с известными параметрами.
Решение задачи определения признаков угрожающего полета БЛА
В целях решения задачи разработана обобщённая базовая модель оценки наблюдаемых параметров оптическим комплексом.
В её основу кладётся инвариантное условие: проекция вектора «объектив — точечная цель» на фокальную плоскость объектива при нахождении БЛА в опор-
ной точке и точном наведении оптических осей на цель (рис. 2) равна нулю
О
Ф}(К0 - КТ}) = ^
(1)
где — К0 = |Х0 ^о ^о1Т вектор-столбец, элементами которого являются координаты БЛА, находящегося в опорной точке; Кту = \ХТ]УТ] — вектор-
столбец, элементами которого являются координаты главной задней точки объектива (координаты привязки ,-го теодолита); ц — масштабный коэффициент пропорциональности, связанный с отношением фокусного расстояния объектива/ к координате оптической системы координат: = или в общем
случае Щ - ^ долита до БЛА
где Я
0]
расстояние от ,-го тео-
Яо; -
Я
0]
М] = ^^ + + ^М) — расстояние в пространстве изображений.
Инвариантные условия ортогональности линий, направленных на цель, к фокальным плоскостям всех объективов оптического комплекса записываются следующим образом:
(Ф^Е^Ф^ = 0 , (2)
где К0— значение координат БЛА для случая, когда изображение БЛА находится на пересечении визирных осей объективов комплекса теодолитов; ^те — составной вектор привязки теодолитов комплекса; Ф^ — составная обобщённая матрица операторов фу; Е^ — составная обобщённая матрица_единичных операторов.
Разрешив (2) относительно К0, получаем математический алгоритм оценивания координат БЛА по наблюдениям оптических средств в опорной точке:
Рис. 3. Проекция отклонения БЛА от оптической оси на плоскость цифровой матрицы
Ка
[(Ф2Е2)тФ2Е2]"1(Ф2Е2)тФzKtz . (3)
Учитывая расчётные значения К0 (3), задачу определения текущих значений параметров траектории можно свести к задаче определения разностей между текущими и априорными значениями, а также определения по ним составляющих вектора скорости и ускорения БЛА [6].
Одним из типовых признаков угрожающей траектории является уменьшение расстояния между нарушителем и объектом защиты. В видимом пространстве в этих целях можно использовать оценки расстояния Я(^), высоты Н(р{) полёта и направления
- R(ti)> - _ ^охр) (^t _ ^охр) ;
tf(ti)
Y* — Y ■
At 1 охр '
a(ti) = arctg |
^t ^охр
^oxp) ^охр)
где — оценка текущих значений координат БЛА; К0Хр — значения координат запретной зоны КВО; Х^, У^Я^ — оценки текущих значений X, У, / координат БЛА; ^охр'^охр'^охр — значения координат запретной зоны кВо.
Совместное, начиная с некоторых допустимых значений, уменьшение расстояния и высоты в опасной зоне направлений является признаком опасной траектории.
Вместе с тем возможно определение признаков опасного полёта в пространстве изображений. Для этого воспользуемся тем, что отклонение изображения БЛА от оптической оси (рис. 3) приводит к появлению проекции БЛА на плоскость цифровой матрицы Ут1
фi(M> Ц/
Хг
(4)
где ymi, xmi, х ■ — координаты точечного изображения БЛА на цифровой матрице.
Система уравнений для комплекса из j теодолитов с учетом масштабирующих коэффициентов принимает вид:
Ф хЕ^АК = МЛ, (5)
где Л— вектор-столбец координат отклонения изображения БЛА на цифровых матрицах объективов; М — матрица масштабирующих коэффициентов для опорных направлений оптических осей теодолитов.
Измеряемые координаты на ПЗС-матрице (от англ. CCD — charge-coupled device — прибор с зарядовой связью) связаны с приращениями координат относительно опорной точки (4). Эта связь используется и для определения проекции запретной зоны П КВО в область изображений:
Используя эти измерения, можно сформировать признаковое пространство для определения угрожающего полета БЛА (рис. 4) в пространстве изображений.
В пространстве изображений также можно воспользоваться функцией изменения расстояний
RMj(ti)
N
2
' ^Moxp(^i)] +
Ум
охр
Одновременное уменьшение расстояний во всех оптических каналах комплекса происходит при опасном движении.
Этому признаку эквивалентно уменьшение всех абсолютных значений разностей координат изображения БЛА и охраняемого объекта. Так, на основе полученной измерительной информации на цифровых матрицах
Рис. 4. Формирование признаков угрожающего полета БЛА в пространстве изображений цифровой матрицы
!АхТ] = \хМ](Ь1 + 1) — ХмохрС^)] _ _ хМохр(^)| _
ЬуТ] = \УМ](к+1) -Умохр(^)| - \ум](к) -Умохр&д]'
двух теодолитов можно вычислить разности проекций БЛА и охраняемой зоны:
Одновременное выполнение условий:
АхТ1 <0 [АхТ2 < О АуТ1 < 0' \АуТ2 < О
является признаком угрожающего полета БЛА в пространстве изображений фокальных плоскостей оптических средств.
Методические вопросы определения признаков угрожающего полета БЛА
На основе математической модели формирования признаков разработана методика определения признаков угрожающего полета БЛА [15], которая включает следующие формально-логические этапы:
1. Формирование изображения БЛА и эквивалентное отображение запретной зоны КВО на фокальных плоскостях объективов распределённых на местности теодолитов, проведение измерений координат местоположения изображения БЛА на цифровой матрице.
2. Оценивание координат БЛА в пространстве изображений и в видимом (координатном) пространстве, формирование данных для определения признаков угрожающей траектории БЛА.
3. Определение признаков угрожающего полета БЛА в пространстве изображений фокальных плоскостей оптических средств обнаружения, удовлетворяющие условиям: модули разностей координат БЛА и запретной зоны КВО в пространстве изображений и в видимом пространстве с течением времени на всех теодолитах уменьшаются.
Благодаря использованию нескольких оптических средств можно преодолеть негативные последствия «плоского» видения оптического средства и формировать признаки типов полёта БЛА как в координатном (видимом), так и в пространстве изображений.
Оптические средства обнаружения БЛА целесообразно применять для решения задач информационного обеспечения систем безопасности КВО и обеспечения защиты КВО от нарушителей верхней полусферы:
- определения угрожающего полета БЛА в системе физической защиты КВО;
- выдачи координат БЛА-нарушителя на систему принятия решений подразделениям сил охраны КВО.
В этих целях целесообразно использовать при построении оптических систем обнаружения БЛА разработанные на сегодняшний момент времени составные части: следящую, патрульную оптические системы и оптический панорамный теодолит [5, 12—14].
Наиболее реализуемый с точки зрения надежности вариант оборудования рубежа обнаружения БЛА, включающий применение теодолитного поста модуля
Рис. 5. Оборудование рубежа охраны КВО оптической системой обнаружения БЛА в составе одного патрульного теодолита и двух следящих теодолитов
патрульной видеорегистрации и двух комплектов теодолитного поста модуля следящей видеорегистрации, приведен на рис. 5.
Для оснащения систем безопасности КВО применим вариант построения оптической системы обнаружения БЛА в составе панорамного теодолита и нескольких пар следящих оптических систем [4]. Предлагается вариант построения системы адаптивного вида, позволяющей обнаруживать БЛА в широком поле наблюдения и затем переходить в режим сопровождения объекта в узком угле наблюдения.
Панорамный теодолит кругового обзора служит для обнаружения цели с углом обзора 360°. При обнаружении БЛА подключаются не менее двух следящих теодолитов для получения измерительной информации.
Заключение
Информационное обеспечение систем безопасности критически важных объектов возможно строить на основе применения оптических средств обнаружения БЛА, оснащенных средствами определения признаков угрожающего полета БЛА. Оптические средства обнаружения БЛА предоставляют измерительную информацию о траектории движении БЛА; измерительная информация, в свою очередь, обрабатывается с целью получения признаков угрожающего полета БЛА. При обнаружении таких признаков принимается решение об угрожающем полете БЛА подразделениями сил охраны КВО.
Рецензент: Бурый Алексей Сергеевич, доктор технических наук, эксперт РАН, директор департамента ФГУП «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия», г. Москва, Российская Федерация. E-mail: [email protected]
Литература
1. Алпатов Б.А., Бабаян П.В., Балашов О.Е., Степашкин А.И. Методы автоматического обнаружения и сопровождения объектов. Обработка изображений и управление. М. : Радиотехника, 2008. 176 с.
2. Васильев В.В., Джуган Р.В., Манин А.П. Дальность действия оптических средств наблюдения беспилотных летательных аппаратов // Полёт. 2015. № 10. С. 3—8.
3. Васильев В.В., Манин А.П., Челахов В.В. Концептуальные вопросы построения оптических систем обеспечения безопасности полётов, контроля параметров движения и ориентации летательных аппаратов в пространстве // Полёт. 2013. № 9. С. 54—59.
4. Васильев В.В., Джуган Р.В., Манин А.П., Соколюк В.Л., Фокин А.И. Панорамные оптические средства наблюдения беспилотных летательных аппаратов // Полёт. 2018. № 4. С. 3—8.
5. Годунов А.И., Шишков С.В., Юрков Н.К. Комплекс обнаружения и борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами // Надёжность и качество сложных систем. 2014. № 2 (6). С. 112—114.
6. Информационно-измерительное обеспечение натурных испытаний сложных технических комплексов / Под ред. А.П. Манина, В.В. Васильева. М. : Машиностроение-Полёт, 2016. 440 с.
7. Кириллов А. Перспективные зарубежные боевые беспилотные аппараты // Зарубежное военное обозрение. 2002. № 3. С. 35—40.
8. Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов. М. : Машиностроение, 1984. 480 с.
9. Ловцов Д.А. Информационная теория эргасистем : монография. М. : РГУП, 2021. 314 с. ISBN 978-5-93916-887-8.
10. Ловцов Д.А., Гаврилов Д.А. Моделирование оптико-электронных систем дистанционно-пилотируемых аппаратов : монография. М. : Технолоджи-3000, 2019. 164 с. ISBN 978-5-94472-036-8.
11. Ловцов Д.А., Гаврилов Д.А. Эффективная автоматизированная оптико-электронная система аэрокосмического мониторинга // Правовая информатика. 2019. № 2. С. 29—35. DOI: 10.21681/1994-1404-2019-2-29-35 .
12. Макаренко С.И. Противодействие беспилотным летательным аппаратам : монография. СПб. : Наукоёмкие технологии, 2020. 204 c. ISBN 978-5-6044793-6-0.
13. Манин А.П., Джуган Р.В., Огир С.В., Васильев В.В. Пути создания информационно-измерительных систем и комплексов контроля результатов стрельб зенитных ракетных комплексов (ЗРК) малой, средней и большой дальности // Вопросы оборонной техники. 2015. № 3. С. 36—42.
14. Манин А.П., Джуган Р.В., Соколюк В.Л., Васильев В.В. Возможности повышения точности определения навигационных параметров систем обеспечения посадок самолётов с помощью цифровых оптических средств // Полёт. 2017. № 11-12. С. 26—30.
15. Фокин А.И. Защита важных государственных объектов от воздушного терроризма // Труды XI Всеросс. науч.-техн. конф. «Современные охранные технологии и средства обеспечения комплексной безопасности объектов» (4—6 октября 2016 г.), Пензенский гос. ун-т. Пенза-Заречный : Изд-во ПГУ, 2016. С. 83—87.
16. Danyk Y.G., Puleko I.V., Bougaiov I.V. Unmanned aerial vehicles detection based on analysis of acoustic and radar signals // J. Zhytomyr State Technol. Univ. Ser., 2014.
17. De Visser E., Cohen M.S., LeGoullon M., Sert O., Freedy A., Freedy E., Weltman G., Parasuraman R. A Design Methodology for Controlling, Monitoring, and Allocating Unmanned Vehicles // Third International Conference on Human Centered Processes (HCP-2008). 2008. Pp. 1-5.
18. Sheu B.H., Chiu C.C., Lu W.T., Huang C.I., Chen W.P. Development of UAV Tracing and Coordinate Detection Method Using a Dual-Axis Rotary Platform for an Anti-UAV System // Applied Sciences. 2019. Vol. 9. No. 13. P. 2583.
INFORMATION SUPPORT FOR THE SECURITY OF GUARDED OBJECTS BASED ON ELECTRO-OPTICAL DRONE DETECTION
Vladimir Vasil'ev, Dr.Sc. (Technology), Professor, Principal Researcher at the Armint Research and Production Testing Centre, Moscow, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Andrei Fokin, Ph.D. (Technology), Principal Specialist at the Eleron Specialised Research and Production Association, Moscow, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Keywords: security systems, unmanned aerial vehicle (UAV), drone, detection, classification, critically important objects, electro-optical means, indications of threatening flight, models, requirements, methodology.
Abstract
Purpose of the paper: increasing the efficiency of information support for security systems of critically important guarded objects based on using optical means of unmanned aerial vehicles (UAVs) detection.
Methods used: system analysis, forming and formalisation of indications of UAV threatening flight in the image space and visible space of two and more theodolites.
Study findings: a methodology is developed for identifying indications of UAV threatening flight in the image space and visible space which improves the speed and reliability of taking a decision that UAV threatening flight was detected.
References
1. Alpatov B.A., Babaian P.V., Balashov O.E., Stepashkin A.I. Metody avtomaticheskogo obnaruzheniia i soprovozhdeniia ob"ektov. Obrabotka izobrazhenii i upravlenie. M. : Radiotekhnika, 2008. 176 pp.
2. Vasil'ev V.V., Dzhugan R.V., Manin A.P. Dal'nost' deistviia opticheskikh sredstv nabliudeniia bespilotnykh letatel'nykh apparatov. Polet, 2015, No. 10, pp. 3-8.
3. Vasil'ev V.V., Manin A.P., Chelakhov V.V. Kontseptual'nye voprosy postroeniia opticheskikh sistem obespecheniia bezopasnosti poletov, kontrolia parametrov dvizheniia i orientatsii letatel'nykh apparatov v prostranstve. Polet, 2013, No. 9, pp. 54-59.
4. Vasil'ev V.V., Dzhugan R.V., Manin A.P., Sokoliuk V.L., Fokin A.I. Panoramnye opticheskie sredstva nabliudeniia bespilotnykh letatel'nykh apparatov. Polet, 2018, No. 4, pp. 3-8.
5. Godunov A.I., Shishkov S.V., lurkov N.K. Kompleks obnaruzheniia i bor'by s malogabaritnymi bespilotnymi letatel'nymi apparatami. Nadezhnost' i kachestvo slozhnykh sistem, 2014, No. 2 (6), pp. 112-114.
6. Informatsionno-izmeritel'noe obespechenie naturnykh ispytanii slozhnykh tekhnicheskikh kompleksov. Pod red. A.P. Manina, V.V. Vasil'eva. M. : Mashinostroenie-Polet, 2016. 440 pp.
7. Kirillov A. Perspektivnye zarubezhnye boevye bespilotnye apparaty. Zarubezhnoe voennoe obozrenie, 2002, No. 3, pp. 35-40.
8. Lazarev L.P. Optiko-elektronnye pribory navedeniia letatel'nykh apparatov. M. : Mashinostroenie, 1984. 480 pp.
9. Lovtsov D.A. Informatsionnaia teoriia ergasistem : monografiia. M. : RGUP, 2021. 314 pp. ISBN 978-5-93916-887-8.
10. Lovtsov D.A., Gavrilov D.A. Modelirovanie optiko-elektronnykh sistem distantsionno-pilotiruemykh apparatov : monografiia. M. : Tekhnolodzhi-3000, 2019. 164 pp. ISBN 978-5-94472-036-8.
11. Lovtsov D.A., Gavrilov D.A. Effektivnaia avtomatizirovannaia optiko-elektronnaia sistema aerokosmicheskogo monitoringa. Pravovaia informatika, 2019, No. 2, pp. 29-35. DOI: 10.21681/1994-1404-2019-2-29-35 .
12. Makarenko S.I. Protivodeistvie bespilotnym letatel'nym apparatam : monografiia. SPb. : Naukoemkie tekhnologii, 2020. 204 c. ISBN 978-5-6044793-6-0.
13. Manin A.P., Dzhugan R.V., Ogir S.V., Vasil'ev V.V. Puti sozdaniia informatsionno-izmeritel'nykh sistem i kompleksov kontrolia rezul'tatov strel'b zenitnykh raketnykh kompleksov (ZRK) maloi, srednei i bol'shoi dal'nosti. Voprosy oboronnoi tekhniki, 2015, No. 3, pp. 36-42.
14. Manin A.P., Dzhugan R.V., Sokoliuk V.L., Vasil'ev V.V. Vozmozhnosti povysheniia tochnosti opredeleniia navigatsionnykh parametrov sistem obespecheniia posadok samoletov s pomoshch'iu tsifrovykh opticheskikh sredstv. Polet, 2017, No. 11-12, pp. 26-30.
15. Fokin A.I. Zashchita vazhnykh gosudarstvennykh ob"ektov ot vozdushnogo terrorizma. Trudy XI Vseross. nauch.-tekhn. konf. "Sovremennye okhrannye tekhnologii i sredstva obespecheniia kompleksnoi bezopasnosti ob"ektov" (4-6 oktiabria 2016 g.), Penzenskii gos. un-t. Penza-Zarechnyi : Izd-vo PGU, 2016, pp. 83-87.
16. Danyk Y.G., Puleko I.V., Bougaiov I.V. Unmanned aerial vehicles detection based on analysis of acoustic and radar signals. J. Zhytomyr State Technol. Univ. Ser., 2014.
17. De Visser E., Cohen M.S., LeGoullon M., Sert O., Freedy A., Freedy E., Weltman G., Parasuraman R. A Design Methodology for Controlling, Monitoring, and Allocating Unmanned Vehicles. Third International Conference on Human Centered Processes (HCP-2008), 2008. Pp. 1-5.
18. Sheu B.H., Chiu C.C., Lu W.T., Huang C.I., Chen W.P. Development of UAV Tracing and Coordinate Detection Method Using a Dual-Axis Rotary Platform for an Anti-UAV System. Applied Sciences, 2019, Vol. 9, No. 13. P. 2583.
