Оптическая навигация БПЛА: иммунитет к РЭБ и новые угрозы

Что известно

На протяжении нескольких лет радиоэлектронная борьба оставалась основным инструментом противодействия БПЛА на тактическом уровне: подавление сигналов GNSS лишало дрон позиционирования, а глушение канала управления разрывало связь с оператором. Оба воздействия в совокупности превращали большинство коммерческих и военных платформ в неуправляемые объекты, вынужденные уходить на посадку или возвращаться на точку старта.

Однако в 2024 году на поле боя и в лабораторных разработках ведущих технологических компаний всё отчётливее проявился качественный сдвиг: системы оптической навигации (СОН) на базе нейронных сетей начали переводить БПЛА в режим полной автономии — без спутника, без оператора, без радиочастотного канала. Параллельно развивается лидарная автономия для навигации в закрытых пространствах, принципиально иная по физике, но схожая по последствиям для обороняющейся стороны.

Совокупность этих тенденций формирует новый класс угрозы, который не описывался в прежних моделях рисков и требует пересмотра как технических решений по защите объектов, так и нормативной базы, регулирующей эти решения. Настоящая статья анализирует обе технологии, их характеристики, ограничения и практические последствия для защиты критической инфраструктуры.

---

Ключевые характеристики и параметры

Система оптической навигации (СОН)

• Принцип позиционирования: сравнение видеопотока с камеры надир со спутниковыми снимками в реальном времени
• Вычислительный модуль: встроенная нейронная сеть (инференс на борту)
• Зависимость от GNSS: отсутствует в навигационном контуре
• Зависимость от канала управления: отсутствует при автономном выполнении полётного задания
• Эффективная высота применения: определяется разрешением бортовой камеры и масштабом опорных спутниковых снимков; практически — от 50 до нескольких тысяч метров
• Ограничение по условиям: низкая эффективность в ночное время (недостаточная освещённость снижает качество сопоставления снимков)
• Применимые классы платформ по СП 542.1325800.2024: малый (до 30 кг), лёгкий (до 100 кг), средний (до 250 кг) — модуль масштабируется
• Известные классы носителей: тактические разведчики, барражирующие боеприпасы, FPV-платформы с предварительно загруженным маршрутом
• Уязвимость к РЭБ: глушение GNSS и подавление канала управления не нейтрализуют угрозу
• Уязвимость к спуфингу GNSS: не применимо — система не использует GNSS-сигнал

Лидарная автономия (навигация в замкнутых пространствах)

• Принцип позиционирования: построение трёхмерной карты окружения методом SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)
• Сенсор: лидар (лазерный дальномер с угловым сканированием)
• Зависимость от GNSS: отсутствует
• Зависимость от внешнего освещения: отсутствует (активный сенсор)
• Зависимость от предзагруженных карт: минимальная; карта строится в реальном времени
• Ограничения: стоимость лидарного модуля существенно выше камерного; масса и энергопотребление выше
• Сценарий применения: штурм зданий, действия в тоннелях, подземных коммуникациях, ЦОДах
• Уязвимость к РЭБ: не применимо

---

Как это работает

Оптическая навигация по снимкам земной поверхности

Камера, закреплённая в надир (перпендикулярно к земле), непрерывно снимает подстилающую поверхность. Нейронная сеть, выполняющая инференс непосредственно на борту, сопоставляет получаемые кадры с набором заранее загруженных спутниковых снимков опорного маршрута. По характерным признакам рельефа, строений, дорог и других объектов сеть вычисляет текущее положение борта с точностью, достаточной для выдерживания маршрута и поражения цели.

Полётное задание формируется заранее и загружается в автопилот вместе с пакетом опорных снимков. В ходе полёта дрон не нуждается ни в GNSS-сигнале, ни в активном канале связи с оператором. Оператор может полностью отсутствовать в контуре управления с момента пуска.

Ключевое следствие для средств противодействия: ни глушение GPS/ГЛОНАСС, ни подавление каналов 2.4/5.8 ГГц, ни перехват управления (takeover) не прерывают выполнение задания. Спуфинг GNSS — подача ложных координат — также неэффективен, поскольку система навигации к спутниковому сигналу не обращается.

Единственное техническое ограничение, зафиксированное на текущем этапе развития технологии, — деградация качества сопоставления в ночное время. При недостаточной освещённости текстурные признаки снимков теряют контрастность, и точность позиционирования снижается до неприемлемых значений. Это ограничение частично снимается применением инфракрасных камер и тепловизоров, однако такие решения увеличивают стоимость и массу модуля.

Лидарная автономия в замкнутых пространствах

Лидарный модуль излучает лазерные импульсы и по времени их возврата строит трёхмерную карту окружающего пространства. Алгоритм SLAM совмещает последовательные карты, определяя перемещение платформы без какой-либо внешней навигационной привязки. Дрон способен перемещаться в здании, коридоре или шахте, огибать препятствия и возвращаться к заданной точке без оператора и без предварительной карты объекта.

Для защищаемых объектов — прежде всего ЦОДов, распределительных подстанций 110/220/500 кВ, объектов ТЭК — это означает, что физическое проникновение дрона внутрь периметра может предшествовать штурму или использоваться как самостоятельный способ воздействия на оборудование. Традиционные методы РЭБ при этом полностью неэффективны.

---

Контекст и предыстория

Идея визуальной одометрии и навигации по ориентирам существует с 1980-х годов. Практически реализуемой для малых БПЛА она стала лишь с появлением достаточно мощных и компактных вычислительных модулей — в первую очередь нейросетевых ускорителей на базе GPU и NPU, умещающихся в модуль массой несколько сотен граммов.

В военном применении принцип навигации по ориентирам без GNSS использовался ещё в крылатых ракетах системы TERCOM (Terrain Contour Matching) — с 1970-х годов. Однако TERCOM требовала заблаговременно составленных детальных карт рельефа и работала на дорогостоящих вычислительных платформах. Современные СОН на нейронных сетях переносят этот принцип на тактические и даже малые БПЛА при существенно меньших затратах.

В гражданской робототехнике лидарная автономия получила широкое распространение в беспилотных автомобилях и промышленных роботах-курьерах. Перенос технологии на летающие платформы для работы внутри зданий — логичный следующий шаг, который уже реализуется в лабораторных и коммерческих разработках.

Параллельное развитие обеих технологий — СОН для открытого пространства и лидарной автономии для закрытых объёмов — формирует практически полный спектр навигационной независимости: дрон, стартовавший снаружи, может ориентироваться по оптике, проникнуть в здание и переключиться на лидарную навигацию внутри.

---

Сравнение вариантов

Анализ таблицы показывает, что обе технологии взаимно дополняют друг друга, закрывая ограничения партнёрской системы. СОН эффективна снаружи днём, лидар — внутри и ночью. Комбинированная платформа, оснащённая обоими модулями, лишена большинства эксплуатационных ограничений каждого из них в отдельности. Именно такая конвергенция представляет наибольшую угрозу для защищаемых объектов в горизонте 2–3 лет.

---

Практическое применение

Для специалистов в области физической защиты критической инфраструктуры появление РЭБ-иммунных платформ меняет иерархию применяемых мер.

Объекты повышенного риска. В соответствии с ПП 258/1046/588 и ФЗ 35/256/16, объекты ТЭК (НПЗ, ГПЗ, нефтебазы), электроэнергетики (подстанции 110–500 кВ), ЦОДы и объекты ядерной энергетики подлежат разработке модели угроз с учётом актуальных типов угрозы. Появление СОН-оснащённых платформ означает, что модель угроз, основанная на предположении о возможности нейтрализации атаки средствами РЭБ, требует актуализации.

Смещение приоритетов защиты. Активная РЭБ-защита не утрачивает значимости — она остаётся эффективной против платформ без СОН, которых по-прежнему большинство. Однако рассчитывать на неё как на единственный или достаточный рубеж нельзя. На первый план выдвигаются:

• Пассивные физические рубежи — многослойные сетевые системы с первичным слоем ~10×10 м, силовым тросовым слоем с ячейкой 200–500 мм и мелкоячеистым слоем 60–120 мм против малоразмерных FPV-платформ. Согласно параметрам, заложенным в СП 542.1325800.2024, демпфирование кинетической энергии БПЛА более чем в 10 раз обеспечивается при правильном расчёте каркасных тросов 20–35 мм на опорах до 80 м. Такие системы функционируют независимо от навигационного стека атакующей платформы.
• Кинетические средства поражения — пулемётные комплексы калибра 12,7–40 мм, а также лазерные и СВЧ-системы поражают цель вне зависимости от способа навигации.
• Многоуровневая детекция — сочетание радарного контроля, акустического мониторинга и оптических систем обнаружения обеспечивает обнаружение угрозы до входа в зону поражения.

Ночной период. Текущее ограничение СОН по ночному времени не должно формировать ложного чувства защищённости: во-первых, это ограничение технически преодолевается; во-вторых, лидарная автономия ночным временем не ограничена. Режимы охраны объектов в ночное время должны обеспечивать тот же уровень реагирования, что и в дневное.

Требования к проектированию. Приказ Ростехнадзора 387 и СП 542.1325800.2024 формируют базовые требования к системам защиты. В части угроз от СОН-оснащённых платформ ключевым становится расчёт зон безопасности применительно к классам угроз по СП 542: для малого класса (до 30 кг, кинетическая энергия до 4 кДж, масса ВВ до 6 кг ТЭ) — 5–8 м; для лёгкого (до 100 кг, до 55 кДж, до 10 кг ТЭ) — 6–10 м. Автономность навигации не изменяет физических параметров угрозы, однако увеличивает вероятность точного выхода в заданную точку поражения.

---

Экспертная оценка

Массовое оснащение тактических БПЛА системами оптической навигации на нейронных сетях представляет собой смену парадигмы, а не очередную инкрементальную угрозу. До сих пор РЭБ-средства рассматривались как достаточный первый рубеж противодействия для большинства сценариев. Этот тезис утрачивает силу по мере роста доли СОН-оснащённых платформ в общем парке атакующих дронов. Наиболее уязвимы объекты, где РЭБ являлась основой или единственным элементом активной защиты. Физические пассивные рубежи — сетевые системы, капитальные барьеры — в этом контексте переоцениваются в сторону повышения: они работают против любого навигационного стека. Параллельное развитие лидарной автономии для закрытых пространств означает, что угроза распространяется и на внутренние объёмы охраняемых зданий — сценарий, для которого большинство текущих моделей угроз не содержит адекватного ответа. Практическая рекомендация однозначна: модели угроз по ФЗ 35/256/16 и ПП 1046/588 для объектов первой и второй категорий должны быть актуализированы с учётом РЭБ-иммунных платформ в горизонте планирования не позднее 2025–2026 годов.