Полосы сильных радиопомех в Катаре на спутниковых снимках.
Radar Interference Tracker (RIT) — это open source инструмент, созданный Олли Баллинджером, который позволяет любому человеку искать и потенциально обнаруживать активные военные радарные системы в любой точке Земли. (Github)
Пара спутников Европейского Космического Агентства Sentinel-1, запущенных в 2014 и 2016 годах зондируют Землю при помощи технологии Synthetic Aperture Radar (SAR) и охватывают области, недоступные для обычных видеоспутников. Данные с этих спутников выкладываются в открытый доступ. Бага в том, что на снимках этих спутников часто бывает «засветка» от радиоизлучения, но эту багу исследователи OSINT превратили в фичу.
В 2018 году простой израильский инженер Харел Дан сделал случайное открытие. Он любовался изображениями Ближнего Востока и заметил сильные интерференционные картины. Он решил отфильтровать шум, но вместо «минимизации» шума сделал «максимизацию» и заметил закономерность. Это послужило поводом для энтузиастов запилить open source проект.
(осторожно, много тяжелых гифок)
Sentinel-1
Снимки со спутников бывают оптические и радиолокационные. Тип делится на подкатегории в зависимости от апертуры, орбиты и диапазонов. Пара спутников Sentinel 1 программы ESA Copernicus, S1A и S1B, дает общее среднее время повторного посещения 1,5 дня.
Столь высокое разрешение и короткое время повторного посещения, а также открытый доступ к данным, которые эти спутники предоставляют, открывает много возможностей для науки и исследований, а так же для реагирования на чрезвычайные ситуации, морского мониторинга, анализа растительности, количественной оценки лесных пожаров и городского планирования.
Данные могут быть свободно загружены и проанализированы на многих платформах, включая Copernicus Open Data Hub, Sentinel EO Browser and Google Earth Engine.
В то время как оптические изображения могут иметь оптические помехи, такие как облака и пыль, радиолокационные изображения помогают «видеть» сквозь водяной пар и другие мелкие частицы. И наоборот, приемники радиодиапазона могут быть восприимчивы к помехам от других источников излучения на земле и в воздухе, передающих на тех же длинах волн.
Свободно перемещаясь по картам с данными от Sentinel-1, можно обнаружить много разных интерференций, вспышек, помех, пятен и волн, поэтому объединение нескольких изображений может создать более плавное изображение и удалить некоторые, если не все интерференции.
Эти артефакты изображения являются результатом более высоких отраженных сигналов. Они бывают разных поляризаций, размеров и местоположений, но всегда будут иметь главный угол, перпендикулярный направлению полета спутника, поэтому будут иметь два разных угла наклона в зависимости от типа орбиты.
Большую часть шума можно удалить с помощью некоторых форм агрегации изображений или многовременного анализа, когда для каждого пикселя изображения выбирается наименьшее значение. Когда израильский инженер попытался проделать такой трюк в Google Earth Engine, то случайно выбрал максимальное значение, и результаты были довольно интересными.
Отображая комбинацию поляризаций VH и VV, линии, являющиеся результатом наложения интерференции восходящей и нисходящей орбиты, постоянно сходились.
Интерференционная картина, обнаруженная Sentinel-1.
Что это могло быть?
Это радары с фазированной антенной решеткой AN/MPQ-53/65, которые образуют ракетную батарею Patriot C². Глядя на официальную документацию, военный G-диапазон совпадает с гражданским C-диапазоном. Центральная частота Sentinel-1 составляет 5,405 ГГц, что находится в пределах этого диапазона, поэтому рабочая гипотеза состоит в том, что есть какие-то наземные помехи сигналу Sentinel-1.
Дальнейшие исследования подтвердили, что большая часть этих помех была вызвана действующими системами противоракетной обороны, такими как MIM-104 Patriot PAC-2, которые были разбросаны по территории Бахрейна, Катара, Иордании, Израиля, Йемена и других стран.
И все это было видно, как выяснилось, на общедоступных спутниковых снимках.
Когда батареи Patriot включают радар, то спутники Sentinel-1 улавливает как эхо от своего собственного импульса радиоволн, так и мощный выброс радиоволн с земли из радара. Это проявляется в виде полосы интерференции, перпендикулярной орбитальному пути спутника.
Ракеты Patriot — не единственная система, создающая такого рода помехи. Другие военные радары, работающие на той же частоте C-диапазона, включают морские радары, такие как японский FCS-3, китайский Тип-381 и российский зенитно-ракетный комплекс С-400.
Дэн подтвердил местоположение радаров, которые он обнаружил во время своего первоначального исследования, используя другие открытые источники, такие как изображения на Google Maps.
Он также рассказал о других интересных местах расположения ракетных батарей, таких как шведская группа STRIL.
Шведский массив STRIL, полученный снимком Sentinel-1.
Radar Interference Tracker
Поверхность Земли — это большая территория, и Sentinel-1 получает много данных SAR, для просеивания которых требуется много времени.
Опираясь на первоначальную работу и открытие Харела Дэна, Олли Баллинджер создал инструмент под названием Radar Interference Tracker (RIT), который позволяет любому исследователю легко искать радиочастотные помехи (RFI) от военных радаров на огромных территориях и в большом временном диапазоне.
Годовые совокупные помехи в C-диапазоне также можно легко рассчитать и отобразить на больших интересующих территориях в простой и понятной форме. Если радар включается, когда Sentinel-1 находится над ним хотя бы раз в году, инструмент зафиксирует его и отобразит полосу помех. Одним щелчком мыши пользователи могут увидеть, включался ли радар в какой-либо другой момент за последние семь лет, создав график радиопомех в этом месте:
Даммаме, Саудовская Аравия.
Это эффективно позволяет любому, у кого есть подключение к Интернету, отслеживать, когда и где развертываются определенные военные радарные системы.
Ссылка на инструмент здесь и на его исходники здесь.
В совокупности с оптическими изображениями со спутника и фотографиями на Google Street View можно получать довольно много интересной информации.
Интерференционная картина и оптическое изображение со спутника.
История мощности сигнала в данной точке за несколько лет.
Вид из Google Street View.
Помехи на радиолокационной станции Димона в Израиле.
Следует отметить, что не каждый случай радиочастотных помех C-диапазона вызван военным радаром. Ряд наземных систем используют одну и ту же частоту, от метеорологических радаров до телекоммуникационной инфраструктуры — все они улавливаются Sentinel-1.
Например, на этой карте показаны помехи над Европой, а указатели обозначают расположение метеостанций, видимых на веб-сайте Всемирной метеорологической организации. Хотя помехи вокруг некоторых метеорологических радаров и городов кажутся несколько выше, они производят только слабые сигналы по сравнению с военными радарами. Полный технический обзор обнаружения и локализации радиочастотных помех с помощью Sentinel-1 см. в этой статье.
Как использовать Radar Interference Tracker
Ниже приведен скриншот интерфейса с пятью помеченными компонентами, каждый из которых мы рассмотрим отдельно. В этом примере инструмент сосредоточен на системе противоракетной обороны MIM-104 Patriot PAC-2, размещенной в Даммаме, Саудовская Аравия. Представленные изображения представляют собой совокупность данных радиолокационных помех за январь 2022 года.
Аннотированный интерфейс Radar Interference Tracker.
- Точка в центре экрана указывает место, в котором измеряются радиочастотные помехи (РЧП). Пользователи могут измерять РЧ-помехи в любом месте, просто щелкнув на карте точку, которую они хотят исследовать.
- На графике слева показаны история радиочастотных помех (РЧП) в месте, отмеченном синей точкой в центре карты. Красные и синие полосы на карте соответствуют большим пикам на этом графике, которые обычно указывают на наличие военного радара или другого источника помех C-диапазона. В этом примере мы видим, что этот радар был включен где-то в середине 2021 года. При наведении курсора на график отобразится дата съемки изображения, а при нажатии на график загрузятся изображения за этот период. Пользователи могут загрузить график, нажав кнопку справа от графика.
- Эта строка указывает дату и уровень агрегации (год, месяц, день) отображаемых изображений.
- Выпадающее меню позволяет пользователям объединять спутниковые изображения на трех уровнях.
Агрегирование по годам требует много времени, но полезно для прочесывания. Если радар будет обнаружен в любой момент данного года, он будет виден в этом слое.
Агрегирование по месяцам или дням намного быстрее, и это полезно, если вы уже нашли радар и хотите исследовать его дальше.
Непрозрачность слоя радара можно переключать с помощью ползунка справа. - 5 Чтобы посетить местоположения известных радаров, выберите одно из местоположений в этом раскрывающемся меню.
В GIFке ниже мы переходим к другому сигналу помехи к северу от сигнала в Даммаме. Если мы нажмем на сигнал, будет сгенерирован новый график, который предоставляет историческую информацию о RFI в это месте.
Наводя курсор на график, мы видим, что в недавнем прошлом есть три основных момента, когда этот радар был активен и видим всплески помех в апреле, сентябре и декабре 2021 года. Нажав на всплеск в апреле, мы можем загрузить историю изображений с этого периода, выявляя сильный сигнал помех. При нажатии на случайный период, когда на графике нет всплесков (июль 2020 г.), загружаются изображения при отсутствии помех.
По умолчанию изображения, отображаемые в инструменте, агрегированы по месяцам. Это означает, что если помехи будут обнаружены в любой момент в течение данного месяца, они будут отображены на карте.
Агрегирование по годам требует больше времени для загрузки, но очень полезно для наблюдения за большой территорией. Если помехи будут обнаружены в любой момент в течение года, они проявятся. На приведенном ниже GIF показано, как можно использовать годовое агрегирование для обнаружения радаров.
GIF начинается с изображений за май 2021 года. В этот период не было обнаружено никаких сигналов, поэтому особо не на что смотреть.
Однако если мы изменим таймфрейм в дашборде в левой части инструмента на агрегирование по годам, то вдруг увидим два сильных сигнала. Нажав на первый сигнал, мы можем увидеть, что радар был засечен только за один день в 2021 году — 13 ноября. Но этого достаточно, чтобы его обнаружить, если агрегировать по годам. Щелчок по пику на графике загружает изображения с этой даты, и мы можем загрузить изображения с этого дня. Ежедневные изображения будут отображаться фиолетовым цветом.
Как только вы заметили радар, вы можете найти точный источник, увеличив масштаб полосы помех. Уменьшив непрозрачность, чтобы показать спутниковую карту высокого разрешения. В GIF ниже мы увеличиваем сигнал и уменьшаем непрозрачность, чтобы найти источник излучения.
Еще один пример в Даммаме, Саудовская Аравия.
При выборе Dammam в раскрывающемся меню в разделе «Посетить примеры местоположений» изображение увеличивается до точки в центре полосы помех, чтобы показать систему противоракетной обороны MIM-104 Patriot PAC-2. В центре системы находятся три транспортных средства, отмеченные выделенными прямоугольниками: радар AN/MPQ-53 (красный), станция управления (синий) и грузовик-генератор (зеленый). Черные прямоугольники обозначают грузовики с ракетными установками. Компоненты ракетной батареи Patriot крупным планом можно увидеть в этом видео, снятом Национальной гвардией США.
Одна из самых больших проблем для OSINT-исследователей — это знать, где искать или находить ту первую подсказку, которая позволяет значительно сузить поиск. Radar Interference Tracker позволяет любому, у кого есть подключение к Интернету, проводить мониторинг больших территорий на наличие радаров.
Читать еще про Radar Interference Tracker
- OSINT threat to naval forces: how free satellite imagery can detect radars
- You Can Find Military Radars on Publicly-Available Satellite Data
- Radar Interference Tracker: A New Open Source Tool to Locate Active Military Radar Systems
