So funktioniert AARTOS

Wie sich Drohnen erkennen lassen

4. Februar 2021, 16:24 Uhr | Heinz Arnold

Verschiedene Elemente sind erforderlich, um Drohnen zu erkennen. Die speziellen Algorithmen bilden das Herz des Detektionssystems.

Das vollständige AARTOS von Aaronia besteht aus mehreren Hauptkomponenten: Die Basis bilden die Funkpeiler-Antennen vom Typ »IsoLOG 3D DF« mit den integrierten Echtzeit Spektrum-Analysatoren vom Typ »SPECTRAN V6«, gefolgt von den hochauflösenden Tag/Nachtsicht Kameras, den optionalen Radargeräten bzw. Jammern und schließlich dem Leitstand mit der KI-Software.

Die »IsoLOG 3D DF«-Antenne kann über Triangulation nicht nur die Position jeder Drohne in einer Entfernung von bis zu 50 km in einem Umkreis von 360 Grad ermitteln, sondern auch ihre Höhe. Ganze Drohnen-Schwärme lassen sich einzeln auflösen.

Zudem deckt die Antenne ein weites Frequenzband von 9 kHz bis 20 GHz ab. Im Zentrum des Leitstandes stehen eine Vielzahl an leistungsfähiger Real Time Spectrum Analyzern. Sie erkennen alles, was im Umfeld funkt, ob Mobiltelefone, Walky Talkies, Autoschlüssel oder eben Drohnen. Eine spezielle Software identifiziert die jeweiligen Geräte anhand ihrer speziellen Funkmuster. Die dazu erforderlichen Algorithmen bilden das Herz des Systems. Das geht soweit, dass das System nicht nur feststellen kann, dass es sich um eine Drohne handelt, sondern um welchen Typ. Hat AARTOS sie erkannt, gibt es eine Warnung ab. Es handelt sich also um ein passives System, das alle Informationen nur aus der Analyse des Funkverkehrs zwischen der Drohne und ihrem Operator gewinnt. Deshalb lässt sich auch der Standort von AARTOS nicht ermitteln. Die Detektion erfolgt vollkommen unsichtbar.

Im Gegensatz dazu sendet ein aktives Radar-System Funkstrahlung aus, empfängt deren Reflektionen und ermittelt daraus die Informationen über die Objekte im Luftraum, was nur über verhältnismäßig geringe Distanzen funktioniert, vor allem wenn es um kleine Objekte wie Drohnen geht. Von wo aus die Drohnen ferngesteuert werden, lässt sich mit einem Radar überhaupt nicht erkennen. Außerdem können Radarsysteme Drohnen mit Objekten wie Drachen, Ballonen oder Vögeln verwechseln und falschen Alarm geben. Das kann dem AARTOS Funkpeiler nicht passieren.

Nähern sich eine oder mehrere Drohnen dem zu schützenden Gebiet, kann entschieden werden, welche Gegenmaßnahmen getroffen werden sollen, falls die Drohnen eindringen. Beispielsweise kann das Leitzentrum einem Jammer mitteilen, dass und wo die Drohnen eingedrungen sind. Bei dem Jammer handelt es sich um eine gerichtete Hochleistungsantenne, die Funkwellen mit einer Leistung von bis zu 100 W aussendet. Der Jammer stört auf diese Weise die Funksignale zwischen Drohne und ihrem Operator in dem jeweiligen Sektor so selektiv, dass andere Funkverbindungen davon nichts bemerken und wie vorgesehen weiter bestehen bleiben. Die Drohne aber kann mit ihrem Steuerzentrum nicht mehr kommunizieren, AARTOS hat die Kontrolle übernommen und kann sie in der Luft schweben oder landen lassen, die Gefahr ist ausgeschaltet.

Zusätzlich ist es möglich, über die Höhen-Informationen nicht nur den Jammer sondern auch hochauflösende optische und thermische Kameras auf die entdeckten Drohnen auszurichten, über die noch zusätzliche Informationen gewonnen werden können, beispielsweise ob die Drohnen Waffen oder Sprengstoff transportieren. Die Drohne lässt sich so auch verfolgen, wenn sie sich im autonomen Flugmodus befindet.

Zudem kann AARTOS auch um ein oder mehrere Radarsysteme ergänzt werden. Dadurch wird die Genauigkeit der Zielposition erhöht und Fehlalarme des Radars praktisch ausgeschlossen, weil nur das bereits detektiert Ziel des Funkpeilers besser aufgelöst wird.

AARTOS lässt sich fest installieren oder auf Fahrzeugen, Schiffen oder Flugzeuge montieren aber auch mobil einsetzen. Es ist innerhalb von wenigen Minuten einsatzbereit. Um Triangulationen durchführen zu können, müssen mindesten zwei Systeme in einem gewissen Abstand voneinander installiert werden. Wieviel 3D Funkpeiler, Radare, Jammer und Kameras in der Praxis erforderlich sind, um ein bestimmtes Gebiet wie einen Flughafen zu schützen, ergibt sich aus den jeweiligen Verhältnissen vor Ort und wird von Aaronia mit dem Kunden unter anderem über eine eigene Simulationssoftware ermittelt.