Штучний інтелект та "автопілот": як українські дрони обходять ворожі РЕБи

Українські дрони за допомогою штучного інтелекту вчаться обходити російські засоби РЕБ та "проривають" ворожу ППО.

Про те, коли росіяни активно почати використовувати засоби РЕБ, як українські інженери навчають штучний інтелект, та яким чином вдається "приземляти" вороді ракети – у матеріалі РБК-Україна.

Як працює РЕБ проти дронів?

Основних механізмів роботи засобів радіоелектронної боротьби (РЕБ) проти дронів два. Перший – це глушіння. Засоби РЕБ створюють потужний радіошум, через який дрон втрачає зв'язок із наземним пунктом керування. Другий – це спуфінг, тобто підміна супутникових сигналів GPS. У такому випадку безпілотник отримує хибні координати, збивається з маршруту або взагалі втрачає орієнтацію.

Product owner напрямку РЕБ TAF Industries Максим Тефтул у коментарі РБК-Україна зазначив, що засоби РЕБ діють на приймач радіосигналу. У системі пілот-дрон є два такі приймачі: один на дроні – він приймає сигнал керування від пілота і сигнали від систем геопозиціонування; другий на пульті оператора – він приймає відео від дрона. Дрон нейтралізовано, якщо подавлено або керування, або відео.

Робота радіоприймача залежить від його здатності виділити корисний сигнал із фонового електромагнітного середовища. Для цього потужність сигналу має перевищувати потужність шуму на певну величину.

Засоби РЕБ генерують радіохвилі на частотах каналів керування або відео дрона, штучно знижуючи відношення сигнал/шум нижче порогу чутливості приймача. Для успішного придушення потужність завади засобу РЕБ на антені приймача дрона чи пілота має бути вищою за потужність корисного сигналу.

Тобто це така собі силова боротьба – саме тому засоби РЕБ генерують завади потужністю 50 і більше Вт, значно перевищуючи потужність передавачів у системі пілот-дрон. Таким чином, одні засоби РЕБ діють проти прийому дроном команд керування, інші – проти прийому пілотом відео, треті – проти прийому дроном сигналів навігації.

У результаті впливу РЕБу дрон втрачає зв'язок або орієнтацію у просторі. Залежно від закладених в його систему алгоритмів, це призводить до аварійного повернення на базу, вимушеної посадки, зависання в повітрі або некерованого падіння.

Коли засоби РЕБ з'явились на фронті?

Взагалі, РЕБ не є принципово новою технологією – у військових конфліктах її застосовують уже понад 100 років. Перше задокументоване використання відбулося ще у 1904 році. Якщо говорити про поточний етап, то Росія активно та масштабно використовує комплексні засоби РЕБ проти українських дронів і систем зв'язку від самого початку повномасштабного вторгнення.

Як повідомили у "Атлон Авіа" в коментарі РБК-Україна, перші випадки застосування сучасних засобів радіоелектронної боротьби фіксувались ще у 2014 році. На Донбасі росіяни випробовували важкі комплекси на кшталт "Жителя" чи "Леер-3".

Після початку повномасштабного вторгнення у 2022 році використання РЕБ стало масовим. Сьогодні це не лише великі армійські комплекси, а й компактні "глушилки", які встановлюють безпосередньо на бронетехніці або навіть на позиціях.

У TAF Industries підкреслюють, що у Росії завжди були потужні засоби РЕБ оперативно-стратегічного рівня. Мова йде саме про великі системи на базі важкого автотранспорту. Як і часи СРСР, РФ робила їх з розрахунку на стару конвенційну війну на кшталт Другої світової, до якої НАТО додало сучасні системи зв’язку, управління військами та радіоелектронної розвідки.

Дронова війна виявила потребу в засобах тактичного рівня – компактних системах РЕБ, які захищають від дронів одну людину, підрозділ, бойові позиції, одиницю транспорту. Як правило, такі вироби мають компактну модульну конструкцію та адаптовані для розгортання на позиції, їх можна встановлювати на авто та бронетехніку.

Засоби РЕБ справжньої масовості набули наприкінці 2023 року, коли почала втрачати актуальність стандартна частота керування FPV-дронами 915 МГц. Пілоти спокійно літали на ній, доки противник не став активно її подавляти.

Як українські дрони виявляють та боряться з РЕБ росіян?

Українські безпілотники постійно вчаться обходити ворожі РЕБи. Так, дрони "Фурія" використовують програмно-конфігуровані радіомодулі (SDR), що дозволяють організувати вузькосмугову передачу даних із кодовим розділенням каналів, застосовувати динамічне шифрування та постійно аналізувати радіоефір.

За словами представників компанії, система безперервно сканує рівень шумів і завад на заздалегідь узгодженому переліку частот. Якщо виявляє, що поточний канал починає пригнічуватися засобами РЕБ, дрон автоматично за мікросекунди переходить на резервну частоту. Це дозволяє зберігати стабільний зв'язок навіть у складній радіоелектронній обстановці.

Product Owner напряму FPV-дронів TAF Industries Андрій Атаманенко у коментарі РБК-Україна підкреслив, що на дрони не встановлюють засоби радіоелектронної розвідки, які виявляють засоби РЕБ. Дрон "показує" пілоту, що ввійшов у зону подавлення, швидким ослабленням і втратою зв’язку між ними. Це може бути втрата картинки або керування, або їх обох.

Найбільш ефективний метод посилення стійкості проти РЕБ – це дводіапазонний зв’язок. Тобто дроном можна керувати у двох смугах частот, рознесених на значну "відстань" по радіоспектру. Якщо РЕБ подавив зв’язок в одній смузі, керування перемикається на іншу.

Якщо говорити загалом про сучасні безпілотні системи, то дедалі більшу роль відіграє автономність. Наприклад, технології штучного інтелекту дозволяють дрону самостійно захопити ціль і завершити наведення навіть без активного радіозв'язку з оператором.

Інший напрям – оптична навігація. У цьому випадку бортовий комп'ютер порівнює зображення місцевості з картами, які зберігаються в пам'яті, що дозволяє орієнтуватися без використання GPS.

Також розвиваються системи радіонавігації, коли положення безпілотника визначається відносно стаціонарних наземних радіомаяків, а його координати відображаються на станції керування без залежності від супутникової навігації.

Окрім того, нові дрони отримують донаведення на основі ШІ: пілот фіксує безпілотник на цілі за кількасот метрів і далі електроніка автономно веде дрон на ураження цілі. Якщо поруч із ціллю працює засіб РЕБ, то він не подіє на такий дрон.

При цьому, за словами Product Owner напряму FPV-дронів TAF Industries, повністю вибір цілі "автономці" довірити не можна, позаяк вона може помилитися і вразити цивільну людину чи транспорт. Тож на заваді цілковитій автономності стоять етичні міркування. Принаймні з боку України.

Ще одна функція, "зашита" в модуль автоматичного донаведення – це режим круїз-контролю. Вона важлива не лише для протидії ворожому РЕБу, а й для того, щоб пройти зону дружнього РЕБу, де втрачається немало бортів. Круїз-контроль полягає в тому, що за втрати зв’язку під час пошуку цілі дрон перемикається на автопілот і продовжує рух заданим курсом на заданій висоті, доки не відновиться зв’язок.

Також важливим способом протидії системам РЕБ, які подавлюють відеозв’язок між дроном і пілотом, є встановлення на дрони сучасних цифрових відеосистем. Так, провідні українські виробники використовують на дронах цифрові відеокамери, які кодують відеопотік у цифровому форматі та передають через потужний відеопередавач. Таке відео неможливо перехопити і складно подавити.

Як українські засоби РЕБ борються з "Шахедами" та крилатими ракетами?

Українські комплекси РЕБ – перші у світі, які, можуть і пригнічують "Шахеди" під час підльоту до міста, якщо працюють злагоджено разом із РЕР та радарами. Для цього необхідно від 2 до 10 різних комплексів тактичного рівня, залежно від того, яка система зв'язку встановлена на "Шахеді".

Йдеться про стаціонарні системи РЕБ направленої дії, які пригнічують мережі Mesh, що в поєднанні з пригніченням антен CRPA (це складно, але можливо) змусить "Шахед" кружляти, доки не закінчиться пальне (паралельно ще потрібно пригнічувати GSM-зв’язок).

Ряд засобів РЕБ, наприклад, масовано підміняють для дронів типу Shahed GPS-координати та дані про висоту польоту. У результаті безпілотники втрачають правильний маршрут, витрачають запас пального і падають, не досягнувши цілі.

Крім того, українські системи РЕБ здатні впливати й на крилаті ракети. Зокрема, вони пригнічують роботу радіовисотомірів та систем оптичної корекції навігації, через що ракети можуть втрачати орієнтацію і падати поза межами запланованих цілей.

Розробники наголошують, що РЕБ не захищає безпосередньо конкретний фізичний об'єкт – порт, завод чи елеватор, його функція полягає в дезорієнтації та придушенні засобів ураження противника на підльоті.

Оскільки різні типи дронів і ракет мають унікальні навігаційні системи та канали зв'язку, універсальної "кнопки" не існує. Для ефективної протидії розгортаються складні комбінації різних конфігурацій РЕБ, які працюють у тісній синергії з іншими засобами протиповітряної оборони.

Хто зрештою переможе – РЕБ чи інноваційні дрони?

Опитані виробники дронів сходяться на думці, що боротьба дронів та РЕБ – це класична технологічна дуель "щита і меча", яка триває безперервно.

Спочатку розробники дронів впроваджують нові частоти, алгоритми зв'язку чи елементи штучного інтелекту. Певний час засоби РЕБ виявляються неготовими до таких змін, і ефективність безпілотників суттєво зростає. Проте вже через кілька місяців противник аналізує захоплені зразки, адаптує свої комплекси РЕБ під нові алгоритми та частоти, і ефективність дронів знову знижується.

Після цього розробники пропонують нові рішення – ще вищий рівень автономності, нові способи навігації або передачі даних. Водночас еволюціонують і засоби РЕБ. Тому це постійне технологічне змагання, у якому жодна зі сторін не може отримати остаточну перевагу.

При цьому у BlueBird зазначають, що РЕБ не є абсолютною та нездоланною стіною. Такі інновації, як штучний інтелект, машинний зір та автономні системи навігації, дозволяють дронам ігнорувати втрату зв'язку з оператором чи супутниками та успішно виконувати завдання в умовах радіоперешкод.

Проте цей процес двосторонній: ці ж передові технології паралельно впроваджуються для створення ще більш потужних та адаптивних засобів радіоелектронної протидії.

"Якщо дрон використовує радіозв’язок, то завжди може знайтися засіб РЕБ, який його подавить. З законами фізики не посперечаєшся. Якщо ж дрон незалежний від радіозв’язку, то засоби РЕБ проти нього безсилі – як от із дронами на оптоволокні. Або із дронами з автоматичним донаведенням на фінальному відрізку перед ціллю", - зазначив у коментарі РБК-Україна Максим Тефтул, Product owner напрямку РЕБ TAF Industries.

Він також зазначив, що необмежений етичними засторогами людей ШІ, безумовно, переможе засоби РЕБ. Але за цим доволі оперативно будуть розроблені альтернативні РЕБ технології фізичного знищення дронів за допомогою виведення електроніки дрона з ладу.

Технічні спеціалісти компанії BlueBird у коментарі РБК-Україна додають, що перевагу у дуелі "дрон-РЕБ" отримає не конкретний вид озброєння, а та сторона, яка здатна швидше впроваджувати інновації та гнучкіше реагувати на виклики ворога.

Питання – відповідь (FAQ):

– Як засоби РЕБ впливають на дрони?

– Основних механізмів роботи засобів радіоелектронної боротьби (РЕБ) проти дронів два. Перший – це глушіння. Засоби РЕБ створюють потужний радіошум, через який дрон втрачає зв'язок із наземним пунктом керування. Другий – це спуфінг, тобто підміна супутникових сигналів GPS.

– Коли вперше зафіксоване використання засобів РЕБ?

– У військових конфліктах РЕБи застосовують уже понад 100 років. Перше задокументоване використання відбулося ще у 1904 році. Якщо говорити про поточний етап, то Росія активно та масштабно використовує комплексні засоби РЕБ проти українських дронів від самого початку повномасштабного вторгнення.

– Як дрони можуть обходити РЕБ?

– Технології штучного інтелекту дозволяють дрону самостійно захопити ціль і завершити наведення навіть без активного радіозв'язку з оператором. Інший напрям – оптична навігація. У цьому випадку бортовий комп'ютер порівнює зображення місцевості з картами, які зберігаються в пам'яті, що дозволяє орієнтуватися без використання GPS.

– Як українські засоби РЕБ впливають на ракети росіян?

– Українські системи РЕБ пригнічують роботу радіовисотомірів та систем оптичної корекції навігації крилатих ракет ворога, через що ракети можуть втрачати орієнтацію і падати поза межами запланованих цілей.