100 000 пъти по-евтино: Нов радар с цена няколкостотин долара проследява всеки дрон, летящ на височина под 120 метра

Технологията използва свързани помежду си радарни устройства, разположени около определена зона.

С увеличаването на използването на дронове регулирането на въздушното пространство за ниски полети в градските райони става все по-сложно.

Неотдавнашният инцидент в района на горските пожари в Лос Анджелис илюстрира тези предизвикателства, когато неоторизиран дрон се сблъска със самолет за гасене на пожарите, което доведе до спиране на работата и попречи на жизненоважните действия за гасене на пожарите.

Въпреки че са ефективни във високите части на въздушното пространство, настоящите радарни системи трудно откриват въздухоплавателни средства, летящи на височина под 400 фута (около 120 метра), което затруднява органите при наблюдението на малките безпилотни летателни апарати (БЛА) в претоварените въздушни пространства.

Федералната авиационна администрация (FAA) е въвела необходимите разпоредби за наблюдение на полетите на дроновете, но съществуващите методи за засичане и проследяване се оказаха недостатъчни, особено в натоварените и ограничените зони.

Екип от изследователи в Университета Бригам Йънг (BYU) е намерил потенциално решение на този проблем.

100 000 пъти по-евтино

Ръководената от професора по инженерни науки Ками Питърсън изследователска група е разработила мрежа от евтини радарни устройства, които заедно могат да функционират като единна система за контрол на въздушното пространство специално за дроновете.

Целта на този подход е да се осигурят по-добри възможности за наблюдение на въздушното пространство на малка височина, което става все по-важно с нарастването на използването на дронове.

„Нашата цел е да създадем система, която да може с голяма точност и в реално време да засича и проследява дроновете“, пояснява Питърсън.

„Технологията, която разработваме, използва множество малки радари вместо една-единствена скъпа радарна станция, каквито обикновено са инсталирани на летищата.“

Съавторът Карл Уорник, професор по електротехника и компютърно инженерство, подчертава практическите предимства на тяхната система по отношение на разходите.

„Вместо да разчитаме на радарната система на едно летище, която струва около 10 милиона долара, ние работим с устройства, които могат да бъдат изградени за няколкостотин долара. Макар да нямат всички функции на системите от висок клас, комбинираните им данни могат да изградят една надеждна мрежа за локализиране.“

Новата евтина радарна технология

Технологията функционира чрез свързани помежду си радарни устройства, разположени около определена зона.

Всеки радар е насочен към небето, за да идентифицира и проследява движещите се обекти в неговия обхват.

След като радарният модул открие обект, той регистрира както позицията на обекта, така и местоположението на радара.

След това тези данни се преобразуват в глобална координатна система и се споделят с другите наземни станции, като по този начин се осигурява цялостен и динамичен поглед върху въздушния трафик в околността.

„Гарантираме, че всички радарни устройства са калибрирани, за да се осигури съгласувана интерпретация за местоположението на летателните апарати“, казва Тим Маклейн, професор по машинно инженерство, участващ в проекта.

„Тази синхронизация е от ключово значение за точното определяне на местоположението на всеки дрон в небето, което свежда до минимум вероятността от сблъсък.“

Изследователите предполагат, че тези малки радарни устройства биха могли да бъдат инсталирани на върха на структури като електрическите стълбове или базовите станции, което би улеснило широкото им разпространение без значителни инфраструктурни разходи.

Неотдавнашната публикация на Питърсън за системата за проследяване подчертава нейния потенциал за повишаване точността на определяне на местоположението на дроновете в реално време, което е жизненоважно за предотвратяване на сблъсъци.

Макар че първоначалното проучване на екипа е съсредоточено върху три радара, всеки от които може да наблюдава кръгово въздушно пространство с радиус 75 метра, те смятат, че системата може съвсем лесно да се разшири, за да обхване по-обширно пространство.

„За ефективното управление на въздушното пространство е необходимо множество оператори, като например куриерските фирми, да могат да ползват едно и също въздушно пространство без конфликти“, отбеляза Питърсън. „Нашата система дава възможност на различните дронове от различни доставчици да действат едновременно, като запазват изискванията за безопасност.“

Засичането и проследяването на дроновете

Остават още няколко трудности, особено по отношение на факторите на околната среда и различните смущения, които влияят върху точното позициониране на радарите.

Именно затова екипът е разработил функция за онлайн калибриране, която дава възможност на радарните устройства да се самокоригират, докато събират данните.

Дипломантът и съавтор Брейди Андерсън обърна специално внимание на отзивчивостта на системата:

„Само за 10 секунди нашата технология може да коригира всички промени в позиционирането на радарния модул.“

Този бърз процес на калибриране се базира на математическия модел на екипа, който показва значително подобрение на точността на проследяване в сравнение с традиционните методи, които разчитат на предварително записани данни.

Питърсън обобщава, че адаптивността на тяхната радарна система е от решаващо значение за нейното бъдещо развитие.

„С алгоритмите, които въведохме, можем при необходимост да сменяме радарните устройства и да разширяваме мрежата, като по този начин отговаряме на различните оперативни изисквания с развитието на съвременните технологии на дроновете.“

Тъй като търсенето на безпилотни летателни апарати продължава да нараства, иновации като тази система за контрол на въздушното пространство и движението на малки височини могат да изиграят ключова роля в осигуряването на безопасността и организацията на полетите в небето.