Drohnen: Detektion, Erkennung und Abwehr in der Erforschung
Ob an Flughäfen oder im Stadion, unbemannte Flugobjekte können zur Gefahr werden. Deshalb arbeiten Forscher an der Entdeckung, Erkennung und schließlich Abwehr unbekannter Drohnen. Wir stellen vier aktuelle Ansätze vor.
Foto: panthermedia.net / welcomia
Die Abwehr unbemannter Flugobjekte, kurz UAS, ist nicht nur ein wachsendes Geschäft, sondern auch eine Frage der nationalen Sicherheit. Aus diesem Grund unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) derzeit vier Forschungsprojekte im Rahmen der Bekanntmachung „Zivile Sicherheit – Aspekte und Maßnahmen der Terrorismusbekämpfung“. Sie alle arbeiten an der Überwachung, der Detektion sowie der Abwehr von Drohnen in unerwünschten Flugzonen. Dazu zählen u.a. Flughäfen, denen sich unbemannte Flugobjekte grundsätzlich nicht näher als 1,5 Kilometer nähern dürfen – in Einzelfällen gelten sogar strengere Sicherheitsabstände.
Im Folgenden stellen wir die vier aktuellen Verbundvorhaben, ihre Intention und die leitenden Projektpartner kurz vor.
| Projekt | Laufzeit | Fördersumme |
| AMBOS | 2/2017 – 6/2019 | 2,9 Mio. Euro |
| ArGUS | 3/2017 – 3/2020 | 1,9 Mio. Euro |
| MIDRAS | 5/2017 – 4/2020 | 2,4 Mio. Euro |
| ORAS | 2/2017 – 1/2020 | 2,0 Mio. Euro |
Ambos: Maßnahmenpaket zur Drohnenabwehr
Ambos steht für „Abwehr von unbemannten Flugobjekten für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben“ und richtet sich vor allem an Polizei- und Einsatzkräfte bei Großveranstaltungen. Dort soll das künftige System Drohnen erkennen und als bedrohlich, bzw. unbedenklich klassifizieren. Erkennt es eine Bedrohung, schlägt es den Einsatzkräften automatisch verschiedene Optionen vor: etwa das Intervenieren mittels Störsignalen, um die Steuerung der fremden Drohne zu beeinflussen. Wenn dieses Eingreifen radikal erfolgt, nennt man das „jammen“. Der Funk- oder GPS-Kontakt zwischen Drohne und Drohnenpilot wird gestört, woraufhin das Flugobjekt im Idealfall von selbst die Landung einleitet. Es kann aber genauso gut unkontrolliert weiterfliegen oder direkt an Ort und Stelle des Signalabbruchs vom Himmel fallen.
Die sanftere Variante eines solchen Eingriffs nennt sich „spoofing“ und setzt auf die Manipulation des GPS-Signals. Beim Spoofing bringen die Eingreifenden die Drohne von ihrer eigentlichen Flugroute ab.
Das Projekt Ambos wird von deutschen und österreichischen Partnern unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie FKIE in Wachtberg gemeinsam durchgeführt. Nach Abschluss der Entwicklung soll es auch anderen Unternehmen und Institutionen zur Verfügung stehen, weshalb es auf einer offenen Systemarchitektur basiert. Das Forschungsprojekt wird Ende Juni 2019 abgeschlossen.
Argus: Früherkennung bedrohlicher Flugobjekte
Argus steht für „Assistenzsystem zur situationsbewussten Abwehr von Gefahren durch UAS“ und konzentriert sich auf die Erkennung sowie Analyse von unbekannten Flugobjekten. Die Kombination von Daten aus Radar, Mikrophonen und Flugfunk soll nicht nur die Identität der Drohne preisgeben, sondern auch die geplante Flugroute offenlegen. Immerhin trägt jede Drohne ihren eignen Fingerabdruck. Aufgrund des Sounds oder der Funksignale können angelernte Systeme mindestens einzelne Hersteller oder Produktgruppen erkennen.
Ob das System aktiv in die Steuerung des Drohnenpiloten eingreifen und das Flugobjekt quasi kapern können soll, ist derzeit noch unklar. Wahrscheinlich wird sie eher passiv eingreifen, indem sie unbekannte Drohnen im überwachten Gebiet an eine sicherheitsrelevante Stelle meldet.
Ganz sicher Teil des Projekts ist dagegen die kontinuierliche Prüfung aller geplanten Funktionen durch Rechtswissenschaftler. Immerhin müssen Polizisten im Ernstfall binnen kürzester Zeit reagieren können. Für die Einholung behördlicher Genehmigungen ist bei der bevorstehenden Festnahme eines Drohnenpiloten etwa keine Zeit mehr. Geleitet wird das Projekt vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB in Karlsruhe.
Oras: Datenfluss für Wimmelbild-Detektion
Oras steht für „Sensorgestütztes Überwachungs- und Alarmierungssystem zur Detektion und Verfolgung unbemannter Flugsysteme“. Die Projektpartner unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg wollen stationäre Systeme wie Antennen und Radaranlagen so aufrüsten, dass sie remote auf Kleinstflugkörper ausgerichtet werden können. Dafür muss zum einen die Beweglichkeit der Anlagen, zum anderen aber auch ihre Datenverarbeitungsleistung verbessert werden. Immerhin soll das System gerade in unübersichtlichen Situationen wie Demonstrationen und bei jeder Wetterlage zum Einsatz kommen. Und von dort sekundenschnell das Drohnenmodell identifizieren, die Geschwindigkeit sowie die genutzte Funkfrequenz herausfiltern und an die Sicherheitskräfte weiterreichen.
Midras: Spezialist für Mikro-Drohnen
Midras steht für „Mikro-Drohnen-Abwehr-System“ und zeigt, worauf sich die Projektpartner unter der Leitung der ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH aus Fürstenfeldbruck konzentrieren. Als Mikro-Drohnen werden Flugobjekte bezeichnet, die kleiner sind als 10 Zentimeter, langsamer als 10 Meter pro Sekunde und eine Reynoldsche Zahl von 1.000 bis 100.000 aufweisen. Sie sind aufgrund Ihrer Abmessungen extrem schwer zu entdecken, können aber trotz ihrer geringen Größe Gefahrstoffe transportieren oder mit einer Kamera bestückt als Spionage-Drohnen fungieren.
Um die Mikro-Drohnen zu entdecken, setzen die Forscher auf das Abfangen der Funk- sowie GPS-Signale. Im zweiten Schritt möchten sie in die Drohnensteuerung eingreifen und als letzte Instanz Abfang-Drohnen entsenden können, die Mikrodrohnen mit Fangnetzen aus der Luft fischen. Die Nutzer sollen das Baukastensystem in einer Basisversion oder in vollen Umfang nutzen können – je nach Verwendungszweck.
Warum deutsche Flughäfen keine Abwehrsysteme einsetzen und wo Detektions- und Erkennungssysteme heute schon gegen Drohnen im Einsatz sind.
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