Síť pasivních senzorů pro detekci dronů

Co to řeší v praxi

Vyvíjíme síť pasivních senzorických stanic pro okolí chráněného objektu. Každá stanice má místně vyhodnocovat rádiové signály; centrála bude spojovat jejich měření do mapového přehledu zdrojů, trajektorií a bezpečnostních událostí.

Cílová mapová aplikace má ukazovat stanice, detekované rádiové zdroje, odhad polohy a směr pohybu. Události bude možné porovnat se zónami kolem objektu a rozlišit včasné upozornění od vstupu do perimetru. Historie má umožnit navazovat na předchozí měření místo posuzování každého signálu samostatně.

V lokalizační vrstvě pracujeme s několika nezávislými údaji: směrem příchodu signálu, rozdílem času jeho příjmu, intenzitou, klasifikací přenosu a dostupným Remote ID. Smyslem kombinace je zachovat možnost vyhodnocovat i zařízení bez identifikátoru a současně omezovat vliv odrazů nebo odlehlého měření jedné stanice.

Stanice mají provádět podstatnou část analýzy lokálně a do centrály posílat především vyhodnocené události. Navazující API je určené pro dohledové a bezpečnostní systémy. Pasivní RF metoda nezachytí dron bez relevantního vysílání; kvalitní 3D odhad navíc vyžaduje vhodnou prostorovou geometrii senzorů.

Technické řešení

Vyvíjená architektura spojuje víceanténní pasivní RF stanice s lokálním zpracováním a přesnou časovou referencí. Stanice mají odhadovat AoA; časově sladěná měření stejné události mají umožnit také TDoA. Centrální software bude tyto údaje slučovat s rádiovou klasifikací a zobrazovat vývoj polohy na mapě.

Návrh každé stanice počítá s anténním polem a koherentním RF příjmem pro místní odhad směru AoA. Pro porovnání časů mezi stanicemi řešíme stabilní lokální hodiny korigované GNSS referencí. Kritická časová značka musí být navázaná na RF vzorkování; pozdější čas z operačního systému by pro přesné TDoA nebyl vhodný.

Centrální lokalizační vrstva má spojovat události z více míst podle času, frekvence a znaků signálu. Geometrické směry a rozdíly doby příjmu poskytují doplňující se důkazy; odrazy nebo vadná měření je nutné rozpoznat jako odlehlé hodnoty. Právě fúze více stanic je důležitá tam, kde jednotlivý směr míří k odrazu místo k vysílači.

Podstatná část spektrálního a časového rozboru má běžet přímo na stanici. Centrála tak nemusí nepřetržitě přijímat surový proud RF vzorků, ale vyhodnocené události a potřebnou diagnostiku. Tím se odděluje náročné místní měření od mapové a bezpečnostní aplikace.

Následné sledování má propojit měření do trajektorie a vyhodnocovat je vůči chráněným zónám. Dostupné Remote ID bude dalším samostatným zdrojem informace pro srovnání s RF lokalizací. Kvalita odhadu výšky závisí na prostorové geometrii stanic; jednoduchá téměř rovinná síť ji neurčí se stejnou jistotou jako horizontální polohu.

Technické výzvy

• Synchronizovat vzdálené stanice tak, aby měření rozdílu času příjmu mělo smysl a časová značka vznikala u RF vzorku, ne až v aplikaci.
• Spojit směry a časové rozdíly z více míst při odrazech, výpadcích a odlehlých měřeních.
• Udržet datový tok mezi stanicemi a centrálou přiměřený lokálním vyhodnocováním signálů.
• Oddělit horizontální odhad polohy od výšky, kterou jednoduchá rovinná geometrie senzorů neurčuje stejně spolehlivě.
• Sloučit identifikátor Remote ID, rádiovou klasifikaci a fyzické měření bez zaměňování jejich původu a spolehlivosti.

Jak je řešení navržené

1. 01Lokální příjem+

   Stanice rozmístěné kolem objektu pasivně přijímají rádiové přenosy a na vlastních anténních polích zachovávají koherenci měření.

2. 02Klasifikace události+

   Místní zpracování vyhodnotí znaky signálu, dostupný identifikátor a kvalitu záchytu. Do centrály se odesílá událost s relevantní diagnostikou.

3. 03Směr a přesný čas+

   Každá stanice poskytne azimut a časovou značku spojenou s RF měřením. Společná časová reference umožní porovnat tutéž událost mezi stanicemi.

4. 04Prostorová fúze+

   Centrála kombinuje směry AoA a rozdíly příjmu TDoA. Neshodující se měření po odrazech nebo chybách dostávají nižší váhu.

5. 05Sledování pohybu+

   Opakované odhady se propojují v čase do historie polohy, směru a rychlosti. Zobrazená jistota odráží kvalitu dostupných důkazů.

6. 06Vyhodnocení zón+

   Mapová aplikace porovná událost s chráněným perimetrem a pravidly upozornění. Obsluha vidí důvod alarmu v kontextu rozmístění senzorů.

7. 07Předání a historie+

   Relevantní události lze přes API předat do dohledových systémů; průběh zůstává dostupný pro následné posouzení.

Co z toho vzniklo

Rozpracovaný distribuovaný pasivní RF systém: senzorické stanice, lokalizační software a mapová aplikace se vyvíjejí jako propojené části řešení. Výsledné parametry a provozní ověření zatím nezveřejňujeme.