Локатор пострілів або система виявлення пострілів - це система, яка виявляє та передає місцезнаходження пострілу або пострілу з іншої зброї за допомогою акустичних, вібраційних, оптичних або потенційно інших типів датчиків, а також комбінації таких датчиків. Ці системи використовуються правоохоронними органами, службами безпеки, військовими, державними установами, школами та підприємствами для визначення джерела та, в деяких випадках, напрямку пострілу та/або типу зброї, з якої стріляли. Більшість систем складається з трьох основних компонентів:
Масив мікрофонів або датчиків (акселерометрів, інфрачервоних детекторів тощо), розташованих спільно або географічно розподілених Процесорний блок користувальницький інтерфейс, який відображає попередження про обстріли. У загальних категоріях існують екологічні комплексні системи для переважно зовнішнього використання (як військові, так і цивільні/міські), які мають високу вартість, а також дешевші споживчі/промислові комплексні системи для переважно внутрішнього використання. Системи, що використовуються в міських умовах, інтегрують географічну інформаційну систему, тому на дисплеї відображається карта і адреса місця кожного інциденту. Деякі системи виявлення стрілянини в приміщеннях використовують детальні плани поверхів з накладанням місця розташування детектора, щоб показати місцезнаходження стрільця в додатку або веб-інтерфейсі.
Історія
Визначення походження пострілів за звуком було задумано ще до Першої світової війни, де воно вперше було застосовано на практиці (див.: Артилерійська звукова дальномірність).
У 1990 році унікальний алгоритм був використаний як відправна точка: компанія Metravib defence, працюючи з Délégation Générale pour l'Armement (DGA) - французьким агентством з оборонних закупівель - вивчала акустичну сигнатуру підводних човнів. Згодом DGA та інженерний відділ сухопутних військ (STAT) французької армії замовили Metravib D. знайти рішення для виявлення пострілів, щоб допомогти солдатам і миротворцям, які потрапляють під обстріл на Снайперській алеї, не знаючи, звідки саме лунають постріли.
Акустичний детектор пострілів PILAR V є важливим датчиком системи захисту транспортних засобів, що забезпечує кращу обізнаність про обстановку та підвищує рівень захисту особового складу. На початку 1990-х років райони східного Пало-Альто та східного Менло-Парку, Каліфорнія, були обложені злочинністю. Протягом 1992 року в Східному Пало-Альто було скоєно 42 вбивства, що призвело до того, що Східний Пало-Альто став столицею вбивств у Сполучених Штатах. Поліцейське управління Менло-Парк часто викликали на розслідування, коли мешканці повідомляли про постріли, але з розрізнених дзвінків до служби 911 не було можливості визначити їх джерело.
Наприкінці 1992 року Джон К. Лар, доктор наук, сейсмолог з розташованої неподалік Геологічної служби США, звернувся до поліцейського управління Менло-Парку з питанням, чи не буде їм цікаво застосувати сейсмологічні методи для визначення місця пострілів. До поліцейського управління Менло-Парку зверталися й інші особи з пропозиціями допомогти поліції за допомогою систем локалізації пострілів. Начальник поліції організував зустріч з місцевими винахідниками та підприємцями, які висловили зацікавленість у цій проблемі. На той час не було жодних рішень щодо відстеження пострілів, лише бажання це зробити. Одним з ключових учасників зустрічі був Роберт Шоуен, співробітник Стенфордського дослідницького інституту та експерт з акустики.
Лар вирішив продовжити свої плани, щоб продемонструвати можливість визначення місця пострілів, покладаючись на свій досвід у техніці визначення місця землетрусів та моніторингу на Алясці. Була створена мережа, що складалася з одного дротового і чотирьох радіотелеметричних мікрофонів, а його будинок у східному Менло-Парку став командним центром. Лар модифікував програмне забезпечення, яке зазвичай використовується для визначення місцезнаходження землетрусів, і записував дані з більшою частотою дискретизації, ніж та, що використовується для регіональної сейсмології. Після того, як лунали постріли, Лар визначав їх місцезнаходження, в той час як його дружина стежила за поліцейським радіо для незалежного підтвердження їх джерела.
Використовуючи цю систему, Лар зміг продемонструвати поліції та іншим, що ця методика є високоефективною, оскільки система здатна визначати місце пострілів, що відбуваються в межах масиву, з точністю до кількох десятків метрів. Хоча були відомі додаткові методи зі світу сейсміки, які могли б краще автоматизувати систему і підвищити її надійність, ці вдосконалення виходили за рамки цього техніко-економічного обґрунтування.
Характеристики пострілу
Існує три основні ознаки, які характеризують постріли і, отже, дозволяють виявити і визначити місце знаходження пострілів і подібних до них розрядів зброї:
оптичний спалах, який виникає при запалюванні вибухового заряду, що виштовхує снаряд з патронника зброї Типовий дуловий вибух генерує імпульсну звукову хвилю з рівнем звукового тиску (SPL), який коливається від 120 дБ до 160 дБ Ударна хвиля, яка виникає під час руху снаряда в повітрі з надзвуковою швидкістю. Зауважимо, що це не стосується дозвукових боєприпасів, швидкість польоту кулі яких не перевищує 1120 футів за секунду (тобто швидкість звуку в повітрі).
Оптичні спалахи можуть бути виявлені за допомогою оптичних та/або інфрачервоних методів зондування; однак від датчика до зброї повинна бути пряма видимість, інакше спалах не буде помічений. Непрямі спалахи, які відбиваються від довколишніх структур, таких як стіни, дерева та каміння, допомагають виявити приховані або обмежені зони прямої видимості між зброєю та датчиком. Оскільки виявляються лише оптичні спалахи, такі системи, як правило, здатні визначити лише напрямок пострілу відносно датчика, якщо тільки кілька систем не тріангулюють дальність пострілу. Кілька пострілів, зроблених з різних місць майже одночасно, легко розрізнити як окремі постріли, оскільки датчики зазвичай використовують масив фокальної площини, що складається з багатьох чутливих пікселів. Кожен піксель у всій фокальній площині (наприклад, 640×480 пікселів) постійно оцінюється.
Снаряд, як правило, повинен пролетіти на відстані від 50 до 100 метрів від датчика, щоб датчик почув ударну хвилю. Поєднання дульного вибуху та ударної хвилі надає додаткову інформацію, яка може бути використана разом з фізикою акустики та поширенням звуку для визначення дальності пострілу до датчика, особливо якщо відомий патрон або тип снаряда. Штурмові гвинтівки частіше використовуються в бойових сценаріях, де важливо, щоб потенційні цілі були негайно попереджені про позицію ворожого вогню. Система, яка може почути хвилинні відмінності в часі прильоту дульного зрізу, а також почути "клацання" ударної хвилі снаряда, може обчислити походження розряду. Множинні постріли, зроблені з різних місць майже одночасно, наприклад, із засідки, можуть давати неоднозначні сигнали, що призводить до невизначеності місця знаходження.
Акустику пострілів необхідно надійно відрізняти від шумів, які можуть звучати подібно, таких як вибухи феєрверків та відстріл автомобілів.
Міські райони, як правило, демонструють добові моделі шуму, де фоновий шум вище вдень і нижче вночі, де рівень шуму безпосередньо пов'язаний з міською активністю (наприклад, автомобільний рух, рух літаків, будівництво і так далі). Вдень, коли рівень шуму вищий, типовий дуловий постріл з пістолета може поширюватися на відстань до милі. Вночі, коли рівень шуму нижчий, типовий дуловий постріл пістолета може поширюватися на відстань до 2 миль. Таким чином, спільно розміщений масив мікрофонів або розподілений масив акустичних датчиків, які чують дуловий постріл у різний час, може сприяти визначенню місця походження розряду за умови, що кожен мікрофон/датчик може з точністю до мілісекунди вказати час, коли він зафіксував імпульс. Використовуючи цю інформацію, можна відрізнити постріли від звичайних побутових шумів, розмістивши акустичні датчики на великих відстанях таким чином, щоб лише надзвичайно гучні звуки (наприклад, постріли) могли досягти декількох датчиків.
Інфрачервоні системи виявлення мають аналогічну перевагу вночі, оскільки датчик не повинен боротися з будь-яким сонячним впливом на фоновий сигнал. Вночі сигнатура пострілу не буде частково прихована на фоні сонячних інфрачервоних внесків. Більшість придушувачів спалахів призначені для мінімізації видимого сліду пострілу. Пригнічувачі спалахів розбивають гази, що розширюються, на сфокусовані конуси, тим самим зводячи до мінімуму ефект "цвітіння" вибухових газів. Ці сфокусовані конуси містять більше сигнатури в меншому об'ємі. Додаткова потужність сигналу допомагає збільшити дальність виявлення.
Оскільки оптичний спалах і дуловий постріл приглушуються пригнічувачами спалаху і дулового пострілу (також відомими як "глушники"), ефективність систем виявлення пострілів може бути знижена для зброї з приглушеним звуком. За оцінками ФБР, 1% або менше злочинів, пов'язаних з вогнепальною зброєю, вчиняються із застосуванням зброї з глушником.
Конструкція
Метод зондування Системи визначення місця пострілу, як правило, вимагають одного або декількох способів зондування для виявлення факту пострілу зі зброї або виявлення снаряда, випущеного зі зброї. На сьогоднішній день звук, вібрація та візуальне або інфрачервоне світло успішно використовуються як технології виявлення. Обидва способи можуть бути застосовані для виявлення пострілів у статичних і динамічних умовах. Більшість систем, пов'язаних з діяльністю поліції, можуть бути стаціонарно встановлені, нанесені на карту і корельовані, оскільки датчики залишаються на місці протягом тривалого часу. З іншого боку, військові та спецпідрозділи діють у більш динамічному середовищі, що вимагає швидкого встановлення або здатності працювати під час переміщення датчиків.
Акустичний
Додаткова інформація: Локалізація акустичного джерела та Акустична локалізація Акустичні системи "слухають" або ударну хвилю від пострілу (звук снаряда або кулі при проходженні через повітря), або звук дульного зрізу зброї при пострілі, або комбінацію обох звуків.
Завдяки своїй здатності відчувати на великих відстанях, відчувати за межами прямої видимості і відносно низькій пропускній здатності, необхідній для передачі телеметричних даних датчиків, системи, розгорнуті для забезпечення правопорядку, громадської безпеки і внутрішньої безпеки в Сполучених Штатах, в основному базуються на акустичних методах.
Системи, що базуються лише на акустичних методах, зазвичай генерують сигнали тривоги на кілька секунд повільніше, ніж системи оптичного зондування, оскільки вони покладаються на поширення звукових хвиль. Таким чином, звук, що досягає датчика на відстані 1 милі від його джерела, займе майже 5 секунд. Декілька секунд на прийом сигналу від віддалених датчиків та визначення кількості пострілів, що часто є індикатором серйозності інциденту, є терпимим і значним покращенням для типових сценаріїв диспетчеризації поліції у порівнянні з кількома хвилинами, які проходять з моменту фактичного пострілу до моменту, коли людина вирішує зателефонувати за номером 9-1-1, і ця інформація фіксується, обробляється та передається патрульним офіцерам.
Оскільки такі системи мають масиви високочутливих мікрофонів, які постійно активні, виникали занепокоєння щодо приватності з такою широкою можливістю записувати розмови без відома тих, кого записують (це "супутнє підслуховування", оскільки фіксація розмов є лише ненавмисною можливістю конструкції системи, і правоохоронні органи заявляють, що запис відбувається лише після того, як були виявлені постріли).
Оптичні