Дослідження можливостей підвищення ефективності виявлення безпілотних літальних апаратів
DOI:
https://doi.org/10.33577/2312-4458.29.2023.10-26Ключові слова:
безпілотний авіаційний комплекс, безпілотні літальні апарати, виявлення повітряних цілей, радіоелектронний комплекс виявлення БпЛА, експлуатаційна поведінка комплексу, дискретно-неперервна стохастична модель екплуатаційної поведінкиАнотація
Розглядаються варіанти формування радіоелектронних комплексів виявлення БпЛА з використанням в їх складі радіолокаційної, оптико-електронної, тепловізійної та акустичної систем із заданими значеннями показників ефективності при автономному їх застосуванні. Показані результати порівняння ефективності восьми варіантів формування радіоелектронних комплексів для виявлення БпЛА типу «Ланцет», «Shahed-136» та «Куб». В цих варіантах розглянуто два радіоелектронних комплекси, в яких передбачено поєднання 3 систем і 6 радіоелектронних комплексів, в яких передбачено поєднання двох систем. Для оцінювання ефективності радіоелектронного комплексу виявлення безпілотних літальних апаратів одного типу використано показник «ймовірність виявлення БпЛА». Для визначення показника ефективності запропонована дискретно-неперервна стохастична модель експлуатаційної функційної поведінки радіоелектронного комплексу в складі радіолокаційної, оптико-електронної або тепловізійної та акустичної систем із заданим алгоритмом його функціонування. Показано розроблення ймовірнісного графа станів і переходів, на основі якого сформована стохастична модель експлуатаційної функційної поведінки радіоелектронного комплексу виявлення БпЛА у вигляді системи диференціальних рівнянь Колмогорова - Чепмена. Для оцінювання підвищення ефективності створюваних радіоелектронних комплексів виявлення БпЛА використано відношення значень ймовірності невиявлення БпЛА одною системою при автономному її застосуванні і ймовірності невиявлення БпЛА створюваним радіоелектронним комплексом.
Посилання
ВП 3-00(116)120 Методичні рекомендації “Загальновійськовим підрозділам щодо боротьби з ударними БпЛА іранського виробництва “Shahed-136” (“Герань-2”) та рф “Ланцет-2” (за досвідом російсько-української війни 2022-2023 років). Військова навчально-методична публікація командирам (начальникам) до використання під час виконання завдань. Березень 2023. Обмежень для розповсюдження немає. Вид. 1. – Київ: Центр оперативних стандартів і методики підготовки ЗС України спільно з Головним управлінням доктрин та підготовки Генерального штабу Збройних Сил України. 76c.
Електронний ресурс URL: https://armyinform.com.ua/2022/07/07/zbroya-voroga-shho-vidomo-pro-rosijski-drony-kamikadze-lanczet/ , (дата звернення: 15.09.2023)].
Makarenko S. I., Timoshenko A. V., Vasilchenko A. S. Counter Unmanned Aerial Vehicles. Part 1. Unmanned aerial vehicle as an object of detection and destruction. Systems of Control, Commuication and Security, 2020, no. 1, pp. 109-146. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10105 (in russian)
Makarenko S. I., Timoshenko A. V. Counter Unmanned Aerial Vehicles. Part 2. Rocket and Artillery Fire, Physical Interception. Systems of Control, Communication and Security, 2020, no. 1, pp. 147-197. DOI: 10.24411/2410-9916-2020-10106 (in russian).
“Сounter-drone systems”, 2nd Edition, Arthur Holland Michel, December 2019. Access mode: https://www.calameo.com/read/000009779458ad0134023, Date of access: 17.08.2023.
С. D. Vyshnevsky, L. V. Beilis, & V. Y. Klimchenko, "Potential capabilities of radar systems of radio engineering troops to detect operational and tactical unmanned aerial vehicles", Science and Technique of the Air Force of the Armed Forces of Ukraine, 2017, № 2, pp. 92-98. Access mode: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nitps_2017_2_21
V. Kartashov, V. Pososhenko, V. Voronin, V. Kolesnik, A. Kapusta, N. Rybnikov & E. Pershin, (2021). Methods for detection-recognition of radar, acoustic, optical and infrared signals of unmanned aerial vehicles. Radiotekhnika, 2(205), рр. 138-153, doi: 10.30837rt.2021.2.205.15
“Questions to Ask When Researching Counter Unmanned Aerial Systems”, U.S. Department of Homeland Security Science and Technology Directorate, 2019. Access mode: https://www.dhs.gov/sites/default/files/publications/c-uas-responder-qs-poster_20august2020_final.pdf
A.O. Herasymenko, S.Ya. Zhuk, “Analysis of the Efficiency of the Kalman-Type Correlation Algorithm for Tracking of a Small UAV in the Presence of Uncorrelated Interference”, National Technical University of Ukraine ”Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, (87), pp. 22 29, doi: 10.20535/RADAP.2021.87.22-29. Access mode: https://ela.kpi.ua/bitstream/123456789/56163/1/1754-4994-1-10-20211230.pdf Date of access: 17.08.2023.
V.M. Sineglazov, “Complex structure of UAVs detection and identification”, Electronics and Control Systems, Kyiv, Aviation Computer-Integrated Complexes Department, National Aviation University, 2015, № 3(45), рр. 28 32, doi:10.1109/ICICSP.2018.8549736. ISSN 1990-5548. Access mode: svm@nau.edu.ua
V.I. Chyhin, M.М. Protsenko, Y.V. Shabatura, and M.V. Buhaiov, "Improvement of the method of detecting unmanned aerial vehicles based on the results of spectral analysis of acoustic signals", Military Technical Digest, 2019, (20), pp. 58-63, doi: 10.33577/2312-4458.20.2019.58-63
A. Saravanakumar, K. Senthilkumar, “Еxploitation of Acoustic signature of low flying Aircraft using Acoustic Vector sensor”, Defence Science Journal, March 2014, vol. 64, No. 2, pp. 95-98, doi: 10.14429/dsj.64.3924
S. Sadasivan, M. Gurubasavaraj, and S. Ravi Sekar, “Acoustic Signature of an Unmanned Air Vehicle – Exploitation for Aircraft Localisation and Parameter Estimation”, Еronautical DEF SCI J, 2001, vol. 51, N. 3, pp. 279-283, doi:10.14429/dsj.51.2238
T. Pham, N. Srour, “TTCP AG-6: Acoustic detection and tracking of UAVs” U.S. Army Research Laboratory. Proc. of SPIE, 2004, vol. 5417, pp. 24-29, doi: 10.1117/12.548194
Y.G. Danik, I.V. Puleko, & M.V. Bugayev, "Detection of unmanned aerial vehicles based on the analysis of acoustic and radar signals", Bulletin of Zhytomyr State Technological University. Series: Technical sciences, 2014, № 4, pp. 71-80. Access mode: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vzhdtu_2014_4_13
F. Svanström, C. Englund and F. Alonso-Fernandez, “Real-Time Drone Detection and Tracking With Visible, Thermal and Acoustic Sensorsˮ, 2020, 25th International Conference on Pattern Recognition (ICPR), 2021, pp. 7265-7272, doi: 10.1109/ICPR48806.2021.9413241. Access mode: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9413241&isnumber=9411911
W. Shi, G. Arabadjis, B. Bishop, P. Hill, R. Plasse and J. Yoder, “Detecting, Tracking, and Identifying Airborne Threats with Netted Sensor Fence”, in book: Sensor Fusion – Foundation and Applications, 2011, pp. 139-158, doi: 10.5772/17666
C. Kouhestani, B. Woo, and G. Birch, “Counter unmanned aerial system testing and evaluation methodology”, Proc. SPIE 10184, Sensors, and Command, Control, Communicatons, and Intelligtnce (C3I) Technologies for Homeland Security, Defence, and Law Enforcement Applications XVI, 1018408 (5 May 2017); doi: 10.1117/12.2262538
Y.G. Danik, M.V. Bugayev, "Analysis of the efficiency of detection of tactical unmanned aerial vehicles by passive and active surveillance means", Problems of creation, testing, application and operation of complex information systems, 2015, vol. 10, pp. 5-20. Access mode: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Psvz_2015_10_3
V.P. Belyaev, B.Yu. Volochiy, A.V. Grabchak, M.V. Miskiv, & L.D. Ozirkovsky, "Modeling and evaluation of the efficiency of a local radio-electronic complex", Information Selection and Processing. National Academy of Sciences of Ukraine, vol. 13 (89), Lviv, 1999, pp. 65-70.
O. Shkiliuk, B. Volochiy, and I. Petliuk, “Discrete-Continuous Stochastic Model of Behavior Algorithm of Surveillance and Target Acquisition System”, Proceedings of the 15th International Conference on ICT in Education, Research and Industrial Applications. Integration, Harmonization and Knowledge Transfer, volume II, Kherson, Ukraine, June 12 – 15, 2019, pp. 761-776.
Yu. Salnyk, B. Volochiy, and V. Onishchenko, “Stochastic model of the reaction the unattended ground sensor system based on {3+3} scheme”, Proceedings of 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET-2020), Lviv-Slavske, Ukraine, February 25 29.2020, pp. 496-501, doi: 10.1109/TCSET49122.2020.235482
Yu.P. Salnyk, B.Yu. Volochiy, "Stochastic model of functional behavior of the security system of a critical infrastructure facility", Modern Information Systems, Vol. 5, No. 1, Kharkiv, National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", 2021, pp. 18-33, doi: 10.20998/2522-9052.2021.1.03 Режим доступу: https://is.lpnu.ua/ScienceLP/Research/ArticlesEdit.aspx?id=78535
Волочій Б. Ю., Технологія моделювання алгоритмів поведінки інформаційних систем, Львів, Вид-во НУ «Львівська політехніка», 2004, 220 с.
D.V. Fedasyuk, S.B. Volochiy, "Methodology for developing structural-automatic models of fault-tolerant systems with alternative continuations of random processes after control, switching and recovery procedures", Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic" "Computer Science and Information Technology", Lviv Polytechnic National University Press, 2017, № 864, pp. 49-62.
Волочій Б., Онищенко В., Озірковський Л.. Програмна аналітична стохастична модель експлуатаційної функційної поведінки радіоелектронного комплексу виявлення безпілотних літальних апаратів. Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. Національний університет «Львівська політехніка». Львів: НУ «ЛП», 2023. Вип. 3, № 2, С. 126-149.
