SkySafe élimine les menaces liées aux drones grand public grâce à la technologie de radio logicielle open source

Scott Torborg, CTO, SkySafe

 

Points saillants de l’étude de cas

 

  • SkySafe a fourni une solution de défense contre les drones plus rapidement et à moindre coût avec les produits de radio logicielle de NI.
  • À mesure que de nouvelles menaces de drones apparaissent, SkySafe peut rapidement élaborer le prototype de nouveaux algorithmes basés sur la chaîne d’outils logiciels open source de la radio logicielle NI et les déployer.
  • Le format compact et la faible consommation énergétique (SWaP) de la plate-forme de radio logicielle USRP X310 ont fourni une solution de défense anti-drone hautement mobile et déployable.

« La plate-forme USRP X310 d’Ettus Research de National Instruments est la seule radio logicielle disponible sur le marché qui est dotée des fonctionnalités RF et DSP brutes nécessaires pour répondre aux besoins des menaces liées aux drones en rapide évolution. »

—Scott Torborg, CTO chez SkySafe

Le défi

Avec l’émergence de drones sans fil, peu coûteux et très performants, les personnes mal intentionnées peuvent facilement mener des opérations perturbatrices, comme les récentes intrusions dans les aéroports rapportées dans les médias européens. Ces incidents ont entraîné la nécessité de se munir de systèmes de défense anti-drone qui évoluent rapidement en fonction de la fréquence et de la sophistication toujours croissantes des menaces.

La solution​

SkySafe a mis au point une fonctionnalité de pointe axée sur la radio logicielle dans la plate-forme USRP X310 ouverte et flexible d’Ettus Research pour contrer la menace croissante que représentent les drones bon marché. Grâce à sa capacité à créer des prototypes et de déployer rapidement à l’aide du matériel de radio logicielle NI USRP, SkySafe a mis à la disposition du gouvernement une fonctionnalité de pointe sur le terrain, très rapidement et à un coût nettement inférieur.

Il est presque impossible de jeter un œil aux actualités technologiques sans tomber sur un article sur les drones : qu’il s’agisse d’expliquer la manière dont Amazon souhaite utiliser des drones pour la livraison de colis, ou de publier une vidéo aérienne saisissante de drones automatisés suivant des snowboardeurs olympiques, les drones grand public sont de plus en plus omniprésents. Leur émergence a profité à de nombreuses utilisations, notamment en radiodiffusion sportive et dans les enquêtes sur la préservation de la faune sauvage. Équipés d’un logiciel intelligent puissant et d’une plage d’utilisation considérable, les drones sont moins chers et plus faciles à utiliser. Comme toute technologie révolutionnaire, le fonctionnement des drones attire souvent des personnes mal intentionnées cherchant à les exploiter à des fins malhonnêtes. Certains rapports ont confirmé que des drones grand public sans pilote ont été utilisés pour de la surveillance indésirable, et même pour perturber l’aviation commerciale, comme ce fut le cas des incidents récents au Royaume-Uni. 

 

Heureusement, beaucoup s’efforcent de contrer ces personnes mal intentionnées en développant des systèmes de défense anti-drone. La plupart de ces systèmes tirent profit de la technologie pour détecter et contrer les menaces. Ils utilisent à la fois des radars actifs et passifs, ainsi que de nombreux systèmes de vérification optique. Les méthodes de neutralisation varient, allant de l’interception de communication non destructive et du brouillage GPS à l’utilisation de contre-mesures destructives comme les munitions ou les lasers à haute puissance dirigés. 

 

 

Principaux défis technologiques liés au système de défense anti-drone

Chaque année, de nouveaux drones grand public plus intelligents intègrent des systèmes de commande et de contrôle (C2) ainsi que des systèmes de navigation de plus en plus sophistiqués. À l’heure actuelle, il n’est pas rare qu’un drone ait un mode d’évitement d’objet actif et un mode autonome. Lorsqu’un drone n’est pas contrôlé directement par un pilote, cela rend les contre-mesures C2 difficiles ; ainsi, il est courant de perturber ou de refuser le service GPS par spoofing (usurpation de localisation) ou par brouillage. Les drones dotés de pilotage à distance actif offrent une variété de moyens de communication, allant de la modulation analogique de base aux liaisons numériques hautement sécurisées à commandes chiffrées. En général, il est envisageable d’utiliser une technique de brouillage à haute puissance, mais elles peuvent être très gênantes pour les forces alliées et compromettre une opération de camouflage, sans parler du respect des enjeux réglementaires dans de nombreux pays. Rendre un système de défense unique adaptable pour cibler un large éventail de moyens de perturbation C2 constitue un défi considérable. 

 

Premièrement, comment suivre l’évolution technologique et de quelle manière mettre rapidement en œuvre les nouvelles mesures de protection contre les menaces ? Puisque les cycles traditionnels de développement de programmes du département de la Défense américain axés sur le long terme peuvent être incompatibles, de nombreux systèmes ont adopté une technologie commerciale standard pour un déploiement plus rapide, permettant aux concepteurs de systèmes de se concentrer sur la menace plutôt que sur la mise en œuvre matérielle. 

 

Deuxièmement, il est question de mobilité : bien que la protection des bases soit importante, de nombreux opérateurs militaires doivent déployer une solution de contre-mesures efficace sur des véhicules en régions éloignées. Souvent, ils ne disposent pas d’un véhicule pouvant accueillir un système radar à grande échelle qui comprend des caméras et des contre-mesures destructives. Les systèmes mobiles doivent rester furtifs et avoir une longue vie opérationnelle en mission ; ainsi, ils se tournent souvent vers de petits systèmes électroniques légers et économes en énergie (SWaP). Il est essentiel de choisir une plate-forme pouvant passer du prototype au déploiement et qui répond aux normes de performance SWaP et radio.

 

 

 

La solution de défense anti-drone de SkySafe

SkySafe est une société américaine innovante dont la mission est de fournir des solutions non destructives de classe mondiale pour la défense et le contrôle de l’espace aérien contre les drones. En appliquant des technologies d’ingénierie radio avancées et en effectuant des analyses approfondies des menaces, la société fournit des solutions complètes de surveillance et de contrôle de l’espace aérien aux clients des secteurs militaire, commercial et de sécurité publique. La solution SkySafe utilise des contre-mesures non destructives en perturbant les systèmes C2 et ceux de navigation de nombreuses menaces courantes. De plus, le logiciel SkySafe peut intercepter les rapports de navigation de liaisons descendantes et afficher passivement les emplacements de drones à un opérateur en temps réel. Comme l’espace réglementaire évolue, SkySafe a porté attention aux applications militaires de défense anti-drone et a fourni des solutions en vertu d’un contrat pour le département de la Défense américain.

 

 

 

Pour lutter à la fois contre l’évolution technologique et les défis liés au concept SWaP, SkySafe a conçu son système en fonction de la technologie commerciale de radio logicielle de NI. En associant la radio logicielle NI à un logiciel open source, SkySafe peut s’adapter rapidement à l’évolution des menaces en déployant simplement de nouveaux algorithmes, ce qui réduit le temps et les coûts de déploiement de nouvelles fonctionnalités. Des algorithmes de radio logicielle novateurs et exclusifs, voilà la clé de l’efficacité de la solution SkySafe.

 

Le système de défense anti-drone SkySafe utilise Ia plate-forme radio logicielle USRP X310 d’Ettus Research de marque NI, la communauté logicielle open source GNU Radio et le réseau sur puce RF, un framework FPGA flexible. La plate-forme USRP X310 est adaptable et idéale pour une application mobile à développement rapide, hautement adaptable et économe en énergie. Selon Scott Torborg, CTO chez SkySafe, « la plate-forme USRP X310 d’Ettus Research de National Instruments est la seule radio logicielle disponible sur le marché qui est dotée des fonctionnalités RF et DSP brutes nécessaires pour répondre aux besoins des menaces liées aux drones en rapide évolution. »

 

Pour résoudre le problème du facteur de forme et de robustesse, la solution SkySafe reconditionne la plate-forme USRP X310 dans un boîtier robuste pour un montage sur véhicule (voir Figure 2). La protection contre les éléments environnementaux et le renforcement des systèmes font partie intégrante de la conception de SkySafe, et le soutien de NI à l’adaptation de la plate-forme USRP X310 a été essentiel pour répondre aux exigences environnementales de SkySafe. 

 

 

 

Conclusion

Les drones sont une technologie amusante et utile ; cependant, certains cherchent à exploiter cette technologie novatrice avec de mauvaises intentions. Se défendre contre cette nouvelle menace présente des défis à la fois technologiques et réglementaires. À mesure que la réglementation évolue, le développement de la défense anti-drones cible principalement les applications militaires. SkySafe a fourni un système hautement performant basé sur la technologie de radio logicielle NI qui s’est avéré capable de répondre à la fois aux évolutions de la menace et aux exigences en matière de facteur de forme avec la plate-forme USRP X310 et le logiciel open source.

Figure 1. Test de la plate-forme USRP X310 avec drone
Figure 2. Boîtier robuste pour système de défense anti-drone SkySafe équipé de la plate-forme NI USRP X310
Figure 3. Système de défense anti-drone SkySafe installé sur un véhicule militaire