Bedrohungen aus der Luft

Kriminelle und Terroristen haben mit dem einfachen und preiswerten Zugang zu Drohnen vorher nicht verfügbare technische Möglichkeiten zur Durchführung ihrer Straftaten. Sicherheitspersonal, das so unterschiedliche Aufgaben wie den Schutz hochrangiger Repräsentanten von Staaten, Kritischer Infrastrukturen oder von Großveranstaltungen sicherstellt, benötigt entsprechende Einsatzmittel zum Erkennen und Abwehren von anfliegenden Drohnen.

Das Detektieren anfliegender Drohnen muss wegen der sehr dynamischen Abläufe schnell und zuverlässig erfolgen. Die Daten der Sensoren unterschiedlicher Modalität müssen schnell zusammengeführt und nutzerzentriert in Echtzeit als Lage dargestellt werden – inklusive der Bewertung des Bedrohungsgrades der Dohnen. Für die Anwendung von wirksamen Abwehrmaßnahmen gegen die anfliegenden Drohnen benötigen die Sicherheitskräfte eine passgenaue Entscheidungsunterstützung.

Das deutsch-österreichische Verbundprojekt »AMBOS« hatte den Auftrag, Lösungen für diese Aufgabenstellungen zu liefern. So erarbeiteten insgesamt zwölf Partner aus Wissenschaft und Industrie ein System, das Drohnen erkennt, ihr Gefährdungspotenzial analysiert und – sofern erforderlich – vom Nutzer initiierte Abwehrmaßnahmen durchführt. Als künftige Anwender eines solchen Systems waren dem binationalen Forschungsvorhaben sechs deutsche Sicherheitsbehörden, darunter das Bundeskriminalamt und die Bundespolizei, als Partner assoziiert. Gefördert wurde »AMBOS« durch das deutsche Programm »Forschung für die zivile Sicherheit« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und das österreichische »Förderprogramm für Sicherheitsforschung – KIRAS« des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT).

Im Rahmen von »AMBOS« wurden existierende wissenschaftliche Ansätze mit konkretem Blick auf reale Einsatzszenarien für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) umgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt fehlende, allerdings benötigte Methoden wurden neu entwickelt. Die Nutzerschnittstelle wurde unter Einbeziehen der assoziierten Partner im Hinblick auf die Bedarfe der Sicherheitskräfte optimiert ausgestaltet.  Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Demonstrators, dessen Leistungsfähigkeit die bereits auf dem Markt erhältlicher Systeme deutlich übersteigt.

Zur Detektion anfliegender Drohnen dient eine multimodale Sensor-Suite. Diese umfasst einen Funksensor zum Erkennen und Peilen von Funksignalen der Drohnen und der Fernbedienungen, Sensoren zur akustischen Erkennung und Peilung von Drohnen, Kamerasensoren und ein Radar. Jede Sensormodalität hat spezifische Vor- und Nachteile.

Mithilfe der im Fraunhofer FKIE erforschten und entwickelten Sensordatenfusion können die jeweiligen Vorteile der Sensoren durch algorithmische Kombination verstärkt und Nachteile vermindert werden. So werden auch die Detektionsrate erhöht und die Falschalarmrate vermindert.

Die fusionierten Sensordaten werden in einem ergonomisch gestalteten Lagebild fusioniert. Diese Darstellung unterstützt die Sicherheitskräfte bei der Entscheidung über die je nach Situation und Grad der Bedrohung auszuwählende Maßnahme zur Intervention. Die Optionen reichen hier vom Stören der Signale der Funkfernsteuerung und der Satellitennavigation oder – durch den Einsatz von High Power Electro Magnetics (HPEM) – der Bordelektronik bis hin zum Abfangen der Drohne mittels eines Fangnetzes.

Das zum Ende des Projekts verfügbare Demonstratorsystem zeigte gute Detektionsergebnisse. Besonders die Funk- und Akustiksensoren konnten in ihrer Performanz gesteigert werden. Die in der Nutzerschnittstelle realisierten Funktionalitäten bringen den aktuellen Stand der Ergonomieforschung mit den Bedarfen der Sicherheitskräfte – im vorliegenden Fall deutscher Polizeibehörden – zusammen. Diese Komponente geht weit über bis dahin am Markt verfügbare Lösungen hinaus.

Bei den Gegenmaßnahmen zeigte der Störsender gesteigerte Leistungsfähigkeit. Die HPEM-Komponente erfüllte als Beistellung die in sie gesetzten Erwartungen. Beim Netzwerfer wurden noch zu bearbeitende Aspekte im Hinblick auf die Einsatztauglichkeit identifiziert.

Das Gesamtsystem stellt offene Schnittstellen bereit, die die Integration weiterer Komponenten mit minimalem Aufwand ermöglichen. Sowohl die Sensor-Suite wie auch Module zur Intervention können in beliebiger Konfiguration an die jeweilige Einsatzsituation adaptiert und passend zusammengestellt werden.

In AMBOS begonnene Entwicklungen werden am Fraunhofer FKIE fortgesetzt. Algorithmen zur akustischen Drohnendetektion werden zusammen mit einem Industriepartner in ein Produkt integriert. Die zentralen Elemente, in Form der Aggregation der Sensordaten mittels der Fusion und des Detektionsmanagements sowie der Lagedarstellung und Entscheidungsunterstützung, stehen unter dem Begriff AMBOS.core als universelle Kernkomponente für Drohnenabwehrsysteme zur Verfügung. In weiteren Projekten wird diese Kernkomponente weiterentwickelt. Die Überführung von AMBOS.core in ein Produkt ist beabsichtigt und in Vorbereitung.