Главный конструктор ЦКБР Дмитрий Кузякин — о том, почему спутники больше не авторитет для дронов
Современные «дальнолеты» больше не доверяют спутникам на слово. Они перешли на «машинное зрение», вдохновленное марсианским вертолетом Ingenuity. Этот технологический сдвиг в корне поменял правила игры в воздухе: если раньше подмена GPS-координат (спуфинг) могла вывести аппарат из строя, то сегодня это лишь мелкая помеха, которую бортовой компьютер игнорирует с изрядной долей скепсиса.
Так одной из новинок навигации сегодня стала инерциально-оптическая одометрия. Своим дебютом она обязана миссии НАСА. Тогда перед инженерами стояла задача запустить дрон на Марсе, где нет ни спутниковой группировки, ни стабильного магнитного поля, а сигнал от оператора идет слишком долго, чтобы запускать БПЛА в режиме FPV.
Решение оказалось элегантным и приземленным — оно напоминает принцип работы обычной оптической мыши. Марсианский вертолет Ingenuity буквально «смотрел под ноги» камерами, цепляясь за микрорельеф поверхности. Не имея карты местности, аппарат с идеальной точностью высчитывал пройденное расстояние и смещение по трем осям. Он двигался в относительной системе координат, приняв точку взлета за начало отсчета. После завершения марсианской миссии НАСА полностью открыло доступ как к программному коду марсолета, так и к описанию его элементной базы.
Благодаря использованию гражданских компонентов и открытого программного кода эти «марсианские технологии» перекочевали из космоса в зоны современных конфликтов. И пока крупные оборонные предприятия связаны бюрократией, инновационные компании уже вовсю внедряют алгоритмы, которым не нужен сигнал извне. Яркий пример — американский IT-гигант Qualcomm, чьи процессоры стоят в марсианском Ingenuity, а теперь, по некоторым данным, и в дронах Hornet и Bumblebee, которые поставляются в ВСУ через цепочку фирм-посредников.
Заблудиться в лесу порой сложнее, чем в небе. Вопреки стереотипам, навигация в воздухе — задача запредельной сложности. Даже FPV-пилот над незнакомой местностью видит лишь однообразный ландшафт, и, чтобы выполнять боевые задачи на больших расстояниях, ему необходимо знать авиационное штурманское дело. Без четкой привязки к пространству беспилотник не способен даже зависнуть в точке, не говоря о выполнении сложного маршрута в обход зон ПВО или мобильных огневых групп.
Современные «дальнолеты» летят по большей части автоматически. Это не просто планер с мотором, а летающий аналитический центр. Его «бортовой мозг» — навигационный компьютер — оперирует огромными массивами данных: инерциальные датчики отслеживают малейшие ускорения, магнитный компас и доплеровский измеритель фиксируют курс и снос, барометр отвечает за высоту, лидары и камеры сканируют окружающее пространство.
Бытует мнение, что подмена GPS-координат заставит дрон сбиться с курса или упасть. Это заблуждение родом из прошлого века, когда военные ведомства только начинали внедрять спутниковую навигацию.
Действительно, во время операции «Буря в пустыне» против Ирака американские «Томагавки» порой уходили с маршрута и падали в песках. Причиной становился спуфинг — технология трансляции ложного спутникового сигнала, который сильнее того, что приходит из космоса. Однако те времена давно миновали. Современные системы воспринимают спутниковую навигацию лишь как один из многих источников данных, а не как истину в последней инстанции.
Сегодня всё иначе. Главный принцип современного ПО — тотальное недоверие. Спутник воспринимается лишь как один из многих источников информации. Если навигационный компьютер видит изменения координат по GPS, но гироскопы и акселерометры не подтверждают маневр, система мгновенно помечает спутниковые данные как скомпрометированные. Дрон продолжает миссию, опираясь на массив данных, поступающих с других датчиков, пока помехи не исчезнут. Дополнительно антенны приема спутникового сигнала изготавливаются в форме фазированных решеток, направленных строго в зенит. Это делает подавление с земли практически бессмысленным занятием.
К сожалению, приходится признать: задачи, которые ставятся перед многими государственными НИИ и КБ, зачастую безнадежно устарели. Мы продолжаем инвестировать в создание систем подавления GPS, в то время как главной угрозой становятся «марсианские» и подобные им технологии, которым спутниковый сигнал вообще если и нужен, то только для задач калибровки на начальном этапе полета.
Между уровнем принятия решений и текущей ситуацией на фронте по-прежнему ощущается определенная дистанция. В условиях быстро меняющейся цифровой среды иногда возникают сложности с своевременным обновлением компетенций, из-за чего часть ресурсов может направляться на задачи, постепенно уступающие место более актуальным приоритетам.
С другой стороны, в России есть немало структур, которые понимают, что в современных условиях небо начинают «захватывать марсиане». И чтобы противостоять им, нужно не искать, где удобнее или привычней, не разрабатывать еще одни инструменты в ряду неработающих, а развивать собственный «интеллект» для борьбы с текущими угрозами.
Автор — главный конструктор Центра комплексных беспилотных решений (ЦКБР)
Позиция редакции может не совпадать с мнением автора
