 |
| Havainnekuvat tutkaimen näyttöltä; droonihälytys level one ! |
Taustaa projektille
Viimeisten viikkojen aikana on noussut voimakkaasti esille erilaisten droonien havaitseminen. Ukrainan iskiessä tuonne itärajan takaisiin kohteisiin, osa taistelussa käytetyistä drooneista eksyi syystä tai toisesta tänne kaakonkulmalle ihmeteltäviksi. Samalla nousi median innoittamana voimakas keskustelu siitä, kuinka kansalaisia tulisi varoittaa mm. noista "alueellemme" eksyneistä drooneista.
Ajattelin hieman testailla ja kokeilla kuinka tuollainen suhteellisen yksinkertainen droonivaroitusjärjestelmä voisi rakentua. Toki tähän testiprojektiin oli tarvittavat laitteet jo hallussa, joten pääsi suoraan toimeen.
Vuosina 1994 - 2015 pidin Mustolassa, kotikulmilla, suhteellisen suosittua ukkostutkaa, joka varoitti lähestyvistä ukkosrintamista ja -soluista. Viikolla tapasin sairaalan labrajonossa henkilön joka kysyi ukkostutkaimen nykytilaan, kun ei ole näkynyt enää internetissä. Tämä keskustelun avannut, hieman tuntemattomaksi jäänyt henkilö tunnisti minut 1990-luvun mediakuvista: tulloin oltiin näkyvillä niin sanomalehdissä kuin radiossa ja jopa TV:n aluelähetyksissä. Ilmeisesti ei ole naamataulu paljoa muuttunut kun noin hyvin osasi tunnistaa. Keskustelun yhteydessä tuli esille, että josko tuota tutkaa (tutkainta) voisi hyödyntää näissä droonihommissa. Hetken mietittyäni vastasin KYLLÄ, joten pitihän sitä testata.
Muuten, tuo Mustolan ukkostutka ei ole poissa käytöstä, se ei vaan ole enää internetissä, mutta toimii radioaseman vartijana Etelä-Savossa, Enonkoskella.
Ukkostutkain siirtyi pois internetistä, kun Ilmatieteenlaitos avasi tutkaindatannsa ja alkoi huolehtia kansalaisten varoittamisesta tarkoilla ennusteilla / tutkakuvilla - hienoa. Droonien osalta hieman sama asia, eli Ilmavoimat havaitsee ja reagoi kyllä drooneihin, mutta luonnollisesti tuo tutkadata ei ole avointa, joten sitä ei voi näin julkisessa verkossa esittää. Tällöin myös nuo varoitusjäjestelmät täytyy kehittää hieman toisin - mutta tämä onkin sitten jo kokonaan toinen juttu. Pienenä vinkkinä tutkadatan käytös sen verran, että tuo ukkostutkaimen tai droonitutkaimen hälytys ja kuvadata voidaa nykyään kätevästi siirtää matkapuhelimiin nähtäville. Netissä löytyy AI-pohjaisia (keinoäly) koodinmurkaimia tuonkin suorittamiseen 😁
Nyt olikin siis hyvä hetki kaivaa varastosta tuo varalaitteeksi jäänyt ukkostutka oheislaitteineen (kuva 2) ja alkaa testailemaan eri vaihtoehtoja. Droonikin sattui olemaan omasta takaa juuri sopivasti joten ei muuta kuin toimeksi. Muutoin tuo käyttämäni drooni on se sama, jolla tein erilaisia testailuja Rajalla, ennen kuin sielläkin vakuuduttiin laitteiden tarpeellisuudesta ja tilattiin niitä valvontakäyttöön.
 |
| Boltek (USA) ukkostutkakortti, antenniboxi, sovitin (kuva 2) |
Kuvan 2 mukaisella varustuksella lähdettiin liikkeelle. Boltekin korttia ei tässä muodossa ole enää verkkokaupoista saatavilla, mutta tämä yksikin riitti hyvin nyt. Vanha PCIe-väyläinen tietokonekin löytyi sopivasti, joten kortin osalta ei tullut ongelmia. Vanha kunnon Windows 98 -jaksaa pyörittään tätä järjestelmää hyvin. Myös alkuperäinen ukkostutka pyörii vielä Win98 -alustalla eikä ole juuri ollut huoltotarvetta.
Tiedonsiirto antennilta kortille tapahtuu RJ45-kaapelin kautta. No, tämä ei ole ongelma sillä tuo antenniosan tieto voidaan kätevästi kyllä muuttaa antennipaketilta RJ45-kaapeliinkin.
Ilman muutoksiahan tuo järjestelmä kuuntelee hyvin matalia taajuuksia, jotka syntyvät ukkosrintamien salamoidessa. Nämä signaalithan kulkevat hyvinkin pitkiä matkoja eli ukkosten osalta voidaan puhua jopa useiden tuhansien kilometrien havaintoetäisyyksistä. Ukkosen havainnointiin riittääkin mainiosti AM-radio, josta löytyy keskiaallot. Tästä kirjoittelinkin jo 2010 kun uukkosasiat tulivat jälleen ajankohtaiseksi.
Perusdroonien (kaupalliset) osaltahan tuo havainnointietäisyys rajoittuu hyvin voimakkaasti ns. radiohorisonttiin eli pahimmillaan vain muutamiin kymmeniin kilometreihin. Kuunteluantennin sijaintia nostamalla toki voidaan horisonttia siirtää kauemmaksi, mutta kuitenkin puhutaan eri etäisyyksistä kuin ukkosten osalta. Nämä kaupalliset droonithan työskentelevät pääsääntöisesti 2400 MHz tai 5100/5700 MHz taajuuksilla, jolloin puhutaan käytännössä näköyhteydestä lähettimen (drooni) ja vastaanottimen (tutkain) osalta.
Tässä testiprojektissahan tuo näytön lisääminen (tutkakuva) on vain eräänlainen "luxusefekti". Droonien osalta ei tällä järjestelmällä todellakaan seurata kohteen etenemistä, lentokorkeutta tai kohteen identifikaatiota (tyyppiä). Järjestelmän tarkoitushan on antaa pelkästään hälytystietoa, kun se havaitseen droonin / droonien signaalit. Ja tämähän voi tapahtua pelkällä äänihälytykselläkin. Sama idea oli ensimmäisessä ukkostutkaimessakin kun se teki äänihälytyksen kun ukkonen oli alle 40 km etäisyydellä. Suojautumisen kannalta tuo ukkosvaroitus on ihan OK, mutta droonien osalta herää kysymys, mitä kansalainen tekee sillä infolla jos tutkain alkaa hälyttämään ja kyseessä onkin ns. taisteludrooni (?) Siitä hetkestä kun tieto droonista tulee voi pahimmillaan olla aikaa reakointiin vain muutama minuutti, jos sitäkään 🤔
Toki, jos tällaisia kansalaisen "kevytjärjestelmiä" tehtäisiin rusaasti ja niitä asennettaisiin eri puolille valvottavaa aluetta, niillä voitaisiin kyllä hoitaa tiettyyn rajaan asti ennakkovaroituksiakin - jopa tehokkaastikin (Ukrainan opit käyttöön). Nämäkin "droonipurkit" saa keskustelemaan keskenään nykyisin ns. MESH-tekniikan avulla, jossa purkit ovat yhteydessä toisiinsa ja muodosta oman automaattisesti skaalautuvan radioverkon. Tuttua tekniikkaa Ukrainan suunnalta tämäkin.
 |
| Racal Classic uusiokäytössä (kuva 3) |
Kuvassa 3 on testissä käytetty "radiopurkki", jossa vastaanotin. Tästä "purkista" tieto mahdollisesta dronesignaalista siirrettiin järjestelmään RJ45-kaapelilla. Toimii myös MESH-verkon asemana, jolloin tieto siirtyy radiotiellä eikä hankalia kaapelointeja tarvita. Tällöin voidaan kuvan purkkeja sijoittaa lähes rajattomasti ja laajentaa valvonta-aluetta, sillä purkit hoitavat tiedonsiirron ja osaavat linkittää verkon uudelleen, jos joku purkeista häviäisi tai poistuisi jostain muusta syystä verkosta.
Kiitoksena edelliselle työnantajalle, sain ottaa käytöstä poistetut Classic -purkit talteen. Eihän näin hienoja MIL-testattuja purkkeja sopinut roskalavalle heittää 😁 Näillä purkeilla onkin ollut paljon erilaista käyttöä, muutakin kuin toimia Classic-järjestelmän virtalähteiden suojina. Aikoinaan näihin purkkeihin tuli rakenneltua mm. radiosignaalien taltiointijärjestelmiä (kerättiin infoa, siitä mitä kuuluu); osa purkeista ehti toimia ns. "radiokettuina" kun ELSO-kurssilaiset etsivät radiorasteja käsisuuntimoiden kanssa. Tälläkin hetkellä yksi "purkki" valvoo ilmatilaa Etelä-Savossa ja raportoi lentokoneiden ADS-B-majakoista internettiin. Mitä kaikkea uutta noille purkeille vielä keksiikään jatkossa 😁 Olisiohan Rajalla nyt käyttöä noille purkeille, kun sinne asennetaan droonitutkaimia? No, ehkä laitetoimittaja tuo tullessaan omat purkit - toivottavasti.
Summa summarum:
Droonitutkain on mahdollista rakentaa ns. kaupanhyllyiltä löytyvistä (COTS) tuotteista. Toki tekniikan kokoaminen saattaa tuoda erilaisia haasteita järjestelmän kokoamisen osalta. Ei kuitenkaan mitään ylitsepääsemätöntä.
Yksittäisenä tai yksittäisinä ratkaisuina tästä varoitusjärjestelmästä ei liene ilo kuin rakentajalle, jos sitäkään. Ennakkovaroitusjärjestelmänä toimiakseen tämä vaatii luonnollisesti useiden sensorien käyttämistä ja luonnollisesti kerätyn sensoridatan käsittelyä. Pelkkä käsittely ja analysointi ei tietysti riitä, sillä saatu tieto pitää luonnollisesti pystyä jakamaan sitä tarvitseville - siis kansalaisille!
Vaihtoehtoja löytyy varmasti, joten eiköhän tähänkin saada vielä ns. perusversio kaupallisessa laajuudessa ihan tavan kansalaisten käyttöön.
Parempi droonitutkain löytyi sattumalta testailujen yhteydessä. Karkeakarvainen mäyräkoira, joka ei pidä droonin äänestä havaitsi jo usean kilometrin etäisyyeltä n.150 metrin korkeudessa lähestyvän kohteen. Droonien ääneen reagointi lienee aika helposti opetettavissa useimmille koiraroduillekin - onko tarpeen, sitä en tiedä.
@ri
