10 апреля 2025 года
Система управления каждого БПЛА, который является частью роя, должна обеспечивать ряд функций, обеспечивающих целостность роя, таких как принадлежность по принципу «я свой», предоставлять в общее пользование необходимую информацию о себе и, если назначено, выполнять общероевые функции.
Присутствие в рое, идентификация и аутентификация (я свой):
Каждый БПЛА должен иметь уникальный идентификатор (например, серийный номер), чтобы другие аппараты могли однозначно определить его присутствие в рое.
Жизненно важно предотвратить несанкционированное вмешательство в функционирование роя, поэтому необходимо использовать механизмы аутентификации, такие как цифровые подписи, обмен ключами, и другие наиболее надежные средства.
Обмен информацией в реальном времени:
Каждый БПЛА роя должен иметь возможность обмениваться данными с другими элементами роя в реальном времени. Он должен идентифицировать себя и выдавать по запросам или инициативно необходимые или экстренные данные через сеть роя.
Эти данные должны включать текущее местоположение в рое, скорость, направление движения, пространственное положение, состояние батарей и другой аппаратуры, собственное видение обстановки, выполняемую задачу и степень ее выполнения, сигналы опасности, а также любые другие параметры, необходимые для координации действий роя.
Связь с объектами вне роя
В процессе функционирования и решения задач необходима интеграция роя с внешними системами, такими, центры управления и другие автономные системы. Рой может получать задачи и инструкции от внешних источников, а также передавать собранные данные для анализа и принятия решений, а также, при необходимости, для взаимодействия с другими системами.
Одним из ключевых аспектов является обеспечение безопасной и надежной передачи данных. Это включает в себя использование зашифрованных каналов связи, протоколов аутентификации и механизмов предотвращения кибератак. Также важна стабильность соединения, особенно в условиях сложной местности или при наличии помех.
Задачей обеспечения такой связи в рое, по-видимому, должны заниматься не все элементы роя, а специально оборудованные для этого БПЛА с возможностями дублирования и ретрансляции.
Команды и данные управления.
СУ каждого БПЛА предполагает выдачу управляющих команд на подсистему управления его движением, которые генерируются алгоритмами БПЛА в соответствии с требуемыми собственными действиями для выполнения своей задачи в условиях окружающей обстановки, а также с учетом общих решений необходимых рою. Каждый БПЛА должен участвовать в принятии общих решений с использованием различных алгоритмов, например, голосования. Это позволяет БПЛА координировать свои действия в интересах всего роя.
Важно также предусмотреть возможность для каждого БПЛА получать динамически назначение различных ролей внутри роя: например, данный аппарат может быть назначен лидером, отвечающим за координацию остальных.
Участие в анализе обстановки и принятии решений, интеллект и машинное обучение:
Использование алгоритмов ИИ и машинного обучения позволит улучшить анализ и принятие решений в условиях неопределенности и динамически меняющейся среды.
Например, эти технологии могут использоваться для предсказания поведения окружающей среды и адаптации стратегии полетов в зависимости от текущих условий.
Гибкость и масштабируемость.
Распределенная СУ роя БПЛА должна поддерживать как добавление новых, так и потерю каких-либо членов роя без значительного снижения его функциональных возможностей.
Также важно обеспечить возможность динамического перераспределения конфигурации роя и назначения отдельных его элементов в зависимости при изменении или уточнении поставленных задач.
Для этого в функционале СУ каждого БПЛА должны быть предусмотрены соответствующие средства связи, идентификации и аутентификации.
Контроль собственного положения БПЛА внутри роя
Функция контроля собственного положения БПЛА в рое создает возможности для различных форматов роевого взаимодействия, включая возможность перемещения в сложных условиях. Управление собственным позиционированием критически важно для реализации сложных тактических маневров и поддержания заданной формации роя.
Современные технологии позволяют реализовать высокоточные системы навигации, которые обеспечивают автоматизированное отслеживание и управление положением каждого отдельного дрона в составе роя.
Основными компонентами таких систем являются GPS-приемники, инерциальные навигационные устройства, а также сенсорные системы, использующие данные от камер и лидаров. Эти элементы должны обеспечивать в реальном времени контроль пространственного положения и ориентацию данного БПЛА, относительно других элементов роя.
Кроме того, алгоритмы взаимного контроля и обмена данными между БПЛА обеспечивают динамическое адаптирование к изменениям внешней среды и целям миссии..
Участие в построении топологии роя
Важным аспектом функционирования роя является формирование оптимальной топологии, определяющей расположение и взаимодействие отдельных дронов.
Участие БПЛА в построении и перестроении топологии роя неразрывно связано с индивидуальными возможностями каждого аппарата и общей стратегией управления. Каждый дрон, оснащенный сенсорами и вычислительным блоком, способен оценивать свое местоположение относительно других членов роя и окружающей обстановки. Эта информация используется для принятия решений о его перемещении и взаимодействии с другими БПЛА.
Роль каждого БПЛА в процессе перестроения топологии зависит от его функционального назначения и положения в рое. Лидеры могут инициировать перестроение, в то время как остальные дроны следуют за ними, поддерживая целостность структуры.
Перестроение топологии может быть вызвано различными факторами: изменением цели, появлением препятствий, выходом из строя отдельных БПЛА. Алгоритмы перестроения должны обеспечивать быструю и эффективную адаптацию роя к новым условиям, минимизируя затраты энергии и сохраняя целостность группы.
Мониторинг наличия средств противодействия
Обнаружение и идентификация средств РЛС, систем РЭБ, систем противовоздушной обороны и других средств, предназначенны для подавления или уничтожения беспилотников и других угроз.
Для этого каждый БПЛА в рое выполняет сканирование в заданном для него спектре частот и анализирует электромагнитную обстановку. Обнаруженные всеми БПЛА сигналы сопоставляются с библиотекой известных угроз, что позволяет определить тип и местоположение вражеских средств.
Информация, собранная отдельными БПЛА, интегрируется и обрабатывается централизованно или параллельно, обеспечивая полную реальную модель зоны выполнения задач. Это позволяет предупреждать всех членов роя об опасностях, оперативно принимать решения о маршрутах обхода опасных зон, или о выполнении действий роя для противодействия угрозам.
Информационные данные для управления в интересах общей задачи роя
Для эффективного управления действиями каждого БПЛА в рамках задач всего роя на всех этапах задания необходим постоянный сбор и анализ данных, как от собственных бортовых средств, так и поступающих от других источников, в том числе и по спутниковым каналам. Общие функции СУ каждого БПЛА роя состоят в получении команд и обработке информации, по которой планируются его действия.
Статус и управление полезной нагрузкой
Статус и управление боевой нагрузкой на борту ударных БПЛА в процессе выполнения задач критически важны для обеспечения эффективности и безопасности операций. Мониторинг статуса боеприпасов включает в себя отслеживание количества, типа и готовности каждого боевого элемента. Управление осуществляется посредством автоматизированных систем, позволяющих оператору выбирать, активировать и применять соответствующие боеприпасы в зависимости от поставленной задачи и текущей оперативной обстановки.
В процессе выполнения задач, СУ БПЛА должна учитывать различные факторы, такие как расположение и дальность до цели, тип цели, погодные условия и угрозы со стороны противника. Динамическое перераспределение приоритетов целей и адаптация боевой нагрузки к изменяющимся условиям являются ключевыми аспектами эффективного применения ударных БПЛА. В случае нештатных ситуаций, система должна обеспечивать безопасный сброс боеприпасов в заданных зонах, минимизируя риск для гражданского населения и инфраструктуры. Своевременное получение и обработка информации о состоянии боевой нагрузки позволяют СУ роя принимать обоснованные решения в режиме реального времени.
Контроль и тестирование своего оборудования каждого БПЛА роя на этапах подготовки и выполнения задачи.
Контроль и тестирование своего оборудования каждого БПЛА роя одна из важнейших функций, как элемент обеспечения надежности и эффективности групповых операций. На этапе подготовки проводится комплексная диагностика всех систем: от двигателей и аккумуляторов до навигационного оборудования и систем связи. Это включает в себя проверку телеметрии, калибровку сенсоров и тестирование алгоритмов автономного управления.
Во время выполнения задачи непрерывный мониторинг состояния каждого дрона позволяет оперативно выявлять и реагировать на любые отклонения. Анализ поступающих данных в режиме реального времени обеспечивает возможность корректировки траектории, оптимизации энергопотребления и предотвращения потенциальных сбоев. В случае обнаружения неисправности, дрон может быть автоматически исключен из роя для предотвращения негативного влияния на общую миссию. Таким образом, строгий контроль и тестирование гарантируют стабильность и успешное выполнение поставленных задач.