Public:ARHUDFM Features Summary

Furtherium UG / Furtherium Inc.

Whitepaper for Experts of Cyber Innovation Hub der Bundeswehr (CIHBw)

Description of the application, features, and main characteristics of the upcoming electronic device ARHUDFM: Augmented Reality Head-Up Display Fullface Mask

Revised on February 10, 2023

Notes:

1. This document covers only application and technical issues. All questions related to development, distribution, business model, cost, unit economics, competitors and other topics can be found in the public FAQ section of our Wiki at https://wiki.furtherium.com
2. This is the printed version of the electronic document located at https://wiki.furtherium.com/wiki/Public:ARHUDFM_Features_Summary

Contact Basil Boluk at basil.boluk@furtherium.com if you have any questions or comments.

.PDF, a text in 2 columns, footnotes below (meanings). See structure example on FAA docs.

Introduction

В настоящее время в вооружённых силах и службах безопасности действует строгая специализация, основанная на полученных компетенциях и навыках. Однако для задач ISR очень важно учитывать человеческий фактор и фактор неожиданности. Часто специалист требуемой квалификации вместе с необходимым оборудованием не сможет оказаться в нужное время в нужном месте. Погодные условия, ландшафт и удалённость создают препятствия для более раннего обнаружения и идентификации угроз. В то же время каждый пользователь ARHUDFM приобретает ранее недостижимые возможности для визуального наблюдения днём и ночью с возможностью фиксации и передачи координат своему командованию и одновременно напрямую командованию других доменов, радиоразведки, радиопеленгации, определения направления и удалённости источника радиосигнала или радиопомех, обнаружения большинства типов ЛА, включая малые UAV, обнаружение артиллерийских расчётов и концентрации сил противника, мин-ловушек и др. задач. В том числе в автоматическом режиме и с возможностями междоменной коммуникации один-ко-многим и многие-ко-многим на разных частотных диапазонах. К примеру, экипаж штурмовой группы может корректировать работу вертолётной и истребительной авиации (быстрый воздух), артиллерийских подразделений.

Electronic warfare is a fight for control of the spectrum, which militaries use for situational awareness, communications, weapons guidance and more. This contest is increasingly important as more advanced technologies are deployed on the battlefield and troops try to minimize their signatures to avoid detection.

Большую роль в последние годы и ещё большую в последующие играют системы электронной борьбы и управления полем боя на основе искусственного интеллекта. “We’re going to be designed to deliver long-range sense and effect, integrated SIGINT, EW and radio frequency-enabled cyber. But we’re going to do it at longer range and at echelons that do not have that capability organically at this time: division, corps and theater,” Maj. Joseph Fink, also an assistant product manager with the terrestrial spectrum warfare portfolio, said at the same event. “We also have different target sets. We have different signals of interest at each echelon. And those are being developed in real time.”

And that’s what really lays the groundwork for the Army to be able to actually achieve these programs as part of a family of systems.

Main Features

Head-Up Display

• effect of total reflection, without glowing holographic waveguide
• FOV 105°h and 70°v
• DLP technology display smoother (1080p FHD, 2K, 4K) images without jitter, perfect geometry and superior grayscale linearity, higher contrast, wider color gamut
• dynamically changing transparency of the screen areas

Hands-Free Control

• voice control, inaudible from outside (including via the mask's built-in microphone)
• hand tracking
• joystick and buttons

Situational Awareness

• easy GNSS positioning (Teseo III which supports GPS, Glonass, Galileo, BeiDou and QZSS)
• maps and navigation (ATAK-MIL)
• digital zoom and measurement
• friend-or-foe identification
• drone and external cameras view
• radio direction finding system (RDF)

Communication

• Cross-Domain Interaction (CDI): one-to-many and many-to-many communication solutions
• voice call
• text messages and tasks (including spech-to-text and voice playback)
• icon messages (instant messaging system)
• image exchange (photos, video, auto-confirmation)
• Software Defined Radio (SDR) MANET network for VHF/UHF 30-512 MHz Receiver-Transmitter
• Wi-Fi Direct (p2p network) for integrated computing, up to 200 m / 250 Mbps, IEEE 802.11a, g, or n, 2.4 and 5 GHz
• Bluetooth 5.3 for near field protect communications, resistant to radio interference, low signal strength 2.5 mW, 128-битное AES-шифрование, up to 400 m / 2 Mbps , IEEE 802.15.1, 2.4 GHz
• WLAN 10.7-12.5 GHz Ku-band, up to ....
• 5G ...

Основные проблемы: недостаток частот, перегруженные каналы, качество связи, помехи, отсутствие прямой видимости и многократно переотражённый сигнал, отсутствие междоменной коммуникации без посредников один-ко-многим и многие-ко-многим.

Intelligence, Surveillance, Reconnaissance (ISR)

• Software Defined Radio (16-bit SDR) VLF, LF, MW, HF, VHF, UHF and L-band 1 kHz to 6 GHz range Scanner-Receiver and Spectrum Analyzer
• enemy position computing (RDF, p2p) report and exchange

Electronic Warfare and Battlefield Management Systems

• All Source II (ASII), Palantir Technologies. AI based software that allows analysts to parse vast amounts of data and quickly provide leaders the latest battlefield information. The All Source II application is expected to be deployed as part of the Command Post Computing Environment, a tailorable mission command suite operated and maintained by soldiers. “ASII is integrated into, and built to interoperate with, the Command Post Computing Environment, which not only reduces the amount of hardware the Army intelligence community is required to maintain, but it also provides a streamlined way to deliver timely intelligence to the commander,” Col. Christopher Anderson, the project manager for intelligence systems and analytics, said in a statement. ... .
• BigBear.ai. the Army’s Global Force Information Management system, meant to provide service leaders with an automated and holistic view of manpower, equipment, training and readiness.
• The projects — essentially siblings — are known as the Terrestrial Layer System-Brigade Combat Team, TLS-BCT (Lockheed Martin Co., General Dynamics Mission Systems); the Terrestrial Layer System-Echelons Above Brigade, TLS-EAB (Lockheed Martin Co.); and the Multi-Function Electronic Warfare-Air Large, or MFEW-AL (Lockheed Martin Co.). The U.S. Army is assembling a family of systems to provide soldiers with electronic warfare, signals intelligence and cyber capabilities that they can employ from near and far, on the ground and in the air. “We don’t expect these systems to do their own mission; they have to be used in tandem, whether we’re using an MFEW-Air Large in the air to get range [or] looking at long-range precision fires with [TLS-EAB],” William Utroska, who works with the Army’s Program Executive Office Intelligence, Electronic Warfare and Sensors, told reporters in August at Aberdeen Proving Ground, Maryland. “That’s one of the points I wanted to make upfront,” he said. “We foresee these systems being mutual, used in tandem, in order to provide the commander the best effects.” Together, the three systems are expected to boost soldier situational awareness and efficacy in future fights, potentially against technologically savvy opponents such as China and Russia.
• Israel
• Rafael
• Germany

Other Features

• L-STE

Icon Messaging System

Система состоит из нескольких групп иконографических символов. Во многом она напоминает систему дорожных знаков, которые имеют лаконичный вид и воспринимаются мгновенно, вызывая соответствующую реакцию. Такая система воспринимается значительно быстрее, чем текст или голосовая команда. Примером тому служит язык жестов, используемый в подразделениях специального назначения. Также в отличие от голосового вызова сеанс связи намного короче, не перегружает линию связи, малый пакет данных не требователен к скорости передачи данных, цифровой пакет данных с контрольным уведомлением о получении всегда означает только 2 состояния, что сообщение получено или нет. Нет проблем с неразборчивостью сообщения, отсутствием ясности в сообщении. Нет необходимости сообщать, кто передаёт сообщение. Данный метод сам по себе очень лаконичный и исключает ненужную информацию, чем разгружает канал связи и внимание пользователей. Особенно важное значение данная система коммуникаций приообретает в международных контингентах и во время совместных учений.

Отправитель сообщения с помощью голосовой команды (голос пользователя акустически изолирован от окружающих обтюратором и корпусом маски) или жестом сообщает: группу или отдельного получателя (с помощью буквенно-цифрового кода), команду или ответ на команду (см. пример ниже), информацию для уточнения (курс, дистанция, количество, причина, код, название объекта). По умолчанию, если получатель не указан, каждое следующее сообщение адресовано тому же, что и предыдущее. Также по общему правилу, если уточняющая информация не указана, она не передаётся. Таким образом, коммуникация ещё более ускоряется. Произносится: <user> (<usergroup>) + <command> + <info>

Пользователь, отправивший сообщение видит, кому последнее сообщение не доставлено. В интерфейсе указываются данные пользователей, которые не отправили ответное сообщение о подтверждении. Также в интерфейсе видны последние полученные сообщения от пользователей.

Некоторые примеры голосовых команд на английском языке, применяемых в Icon Messaging System ("+i", когда по умолчанию предусмотрена уточняющая информация):

Notification	Reply	Command	Request	Report	ACP-131 Z-codes
Warning! Threat +i	Online	Total silence	Call <user>	Transmitting target coordinates +i	ZAL: Alter your wavelength.
Warning! Civilians +i	Standby	Cancel	Report	Fault report +i	ZAR: This is my .#. request (or reply).
Warning! Friendly forces +i	WILCO (will comply)	Cleared	Picture report	Injury report +i	ZDE *: Message ... undelivered, *..
Warning! Gas +i	CANNOT +i	Recleared	Requesting command +i	Ammo report +i	ZEK: No answer is required.
Cell leader <user>	Clarify me	Disregard	Requesting support +i	Picture report +i	ZDG: Accuracy of following message(s) (or message ...) is doubtful. Correction or confirmation will be forthcoming.
Hurry Up	Done	Cover me by fire	Requesting evacuation +i	Monitoring report +i	ZEL: This message is correction to message ... (transmitted by ...).
Rally Point +i	Check it +i	Follow me	Requestion medical aid +i	Motion report +i	ZET: Message ... has been protected and no further action by ... is required.
	No info	Don't follow me	Requesting clarification +i	Radio monitoring data report +i	ZEV: Request you acknowledge message ... / Message (or message ...) is acknowledged.
	No connection +i	Dividing +i	Requesting comm channel +i	Meteo report +i	ZIP: Increase power.
	Target coordinates confirmed +i	Formation +i	Requesting target coordinates +i		ZOM: Delivery of this message by mail in lieu of broadcast permissible (to ...).
	Target destruction confirmed +i	Find shelter	Requesting ammunition +i		ZUE: Affirmative (Yes).
	Ready to fire	Take up defenses	Requestion radio scanning +i		ZUG: Negative (No).
	Confirm	Take position +i	Requestion meteo report +i		ZUH: Unable to comply.
	Negative	Change position +i			ZUJ: Stand by.
		Do surveillance +i			ZWF: Incorect.
		Perform tactical reconnaissance +i			ZWG: You are correct.
		Watch out! Fire			ZWH: Try again.
		Charge +i			ZWI: Answer last question (or question ...).
		Apply disguise +i
		Freeze
		Go here +i
		Go away +i
		Keep distance +i

User Interface

Меню

Экран разделён на зоны меню по контуру в верхней части, слева и справа, а также снизу. Меню не показывается целиком. Отображается только та часть меню, которая вызывается в данный момент (чтобы уменьшить ненужную информацию на экране и не создавать препятствия вниманию пользователя). Некоторые виды меню: разделы главернр меню, статусы (состояния включения и выключения функций, заряд батареи, уровень сигналов и др.), виджеты.

Виджеты

Существуют 2 вида виджетов для работы приложений. Одни, которые не требуют затемнения зоны экрана и хорошо видны пользователю в любое время суток при любой погоде в любой окружающей обстановке. Как правило, эти виджеты обеспечивают пользователя ключевой информацией и не должны существенно ограничивать видимость окружающей реальности. Другие виджеты, наоборот, требуют затемнения отдельных зон

Виджеты, не требующие затемнения зоны экрана: компас, коммуникации с другими пользователями, навигационная сетка, система свой-чужой, баллистические параметры, управление задачами.

Зоны затемнения экрана

Всего предусмотрено 7 зон затемнения: в центральной области экрана, по одной в левой и правой верхней половине, по две в левой и правой нижней половине. Зоны затемнения никогда не располагаются в перифирической зоне зрения, в верхней и нижней центральной области экрана. Также зоны затемнения никогда не ограничивают видимость для двух глаз одновременно.

See Also

This Whitepaper, Pitch Decks, FAQ links

Vision

• Увеличение изображения до 24x.
• Тепловизионное изображение без ИК подсветки и с ИК источником. ИК источник может находится отдельно и не демаскировать пользователей.
• Наложение видео HD стереокамеры и тепловизионного изображение. Выделение контуров объектов (движущихся, с отличной от окружающей температурой, по габаритам).
• Измерение расстояния без лазерного источника с помощью измерений HD стереокамеры. Нет демаскирующего эффекта.

Communication and Detection

SDR Receiver, RF Scanner and Spectrum Analyser

SDR (Software Defined Radio) module is a single-tuner wideband full featured 16-bit SDR which covers the entire RF spectrum from 1kHz to 3.2GHz giving up to 10MHz of spectrum visibility. It contains three antenna ports, two of which use SMA connectors and operate across the full 1 kHz to 2 GHz range and the third uses a BNC connector which operates up to 200MHz. The SDR module provide enhanced performance with additional and improved pre-selection filters, improved intermodulation performance, the addition of a user selectable DAB notch filter and more software selectable attenuation steps . The SDR module introduces a special HDR (High Dynamic Range) mode for reception within selected bands below 2MHz. HDR mode delivers improved intermodulation performance and fewer spurious responses for those challenging bands.

• Covers all frequencies from 1kHz through VLF, LF, MW, HF, VHF, UHF and L-band to 3.2GHz, with no gaps
• Passive radar A-, B-, C-, D-bands
• Receive, monitor and record up to 10MHz of spectrum at a time
• Performance below 2MHz substantially enhanced – improved dynamic range and selectivity
• Software selectable choice of 3 antenna ports
• Enhanced ability to cope with extremely strong signals
• External clock input for synchronisation purposes, or connection to GPS reference clock for extra frequency accuracy
• Excellent dynamic range for challenging reception conditions
• Calibrated S meter/ RF power and SNR measurement
• Documented API provided to allow demodulator or application development on multiple platforms
• Быстрый поиск активных радиочастот (RF surveying), до 100 каналов в секунду, включая мобильную связь, готовые паттерны для точной идентификации (тип модуляции, тип импульса, мощность). В групповом режиме задачи поиска распределены между несколькими пользователями и не дублируются. Найденные частоты запоминаются для последующего периодического сканирования. Задачи сканирования ранее найденных частот тоже распределены между несколькими пользователями. Таким образом кратно повышается производительность сканирования радиоэфира. Задачи сканирования выполняются в автоматическом фоновом режиме и не требуют постоянного внимания пользователя. Пользователь может анализировать на экране спектр частот, измерять мощность, управлять работой фильтров, определять источники радиочастотных помех (RFI/EMC detection).
• Для эффективной междоменной связи модуль использует полнодуплексную связь одновременно на нескольких частотах. При этом в соответствии с алгоритмом во время сеанса приём и передача осуществляется на разных каналах. Также система передаёт собеседнику цифровой код для смены частоты в течение одного сеанса. Смена частоты производится бесшовно за примерно 20 мс во время идентификации коротких пауз в разговоре после завершения фразы. Также одновременно передаётся новый ключ шифрования (1024, 2048, 4096 бит).
• Для верификации ключей шифрования используется система блокчейн, которая предотвращает подмену ключа.
• Broadcast integrity monitoring
• см. Arinst webcite
• Фильтры ?
• Модуляции ?
• Шифрование ?
• распознавание иностранной речи и перевод - субтитры
• Кроме голосовой связи используется обмен текстовыми сообщениями. Речь преобразуется в текст для передачи. Полученное текстовое сообщение выводится на экран и может быть дополнительно озвучено.
• Кроме голосовой связи и обмена текстовыми сообщениями применяется система обмена символами (символьная связь). Протоколо символьной связи предполагается разработать совместно с военными экспертами. За основу предлагается принять коды жестов, применяемых подразделениями специального назначения и систему дорожных знаков. Пользователь будет видеть символ, реакция на который однозначная и в несколько раз быстрее, чем на голосовое или текстовое сообщение. Для передачи символьных кодов могут использоваться специально заученные команды (в маске пользователь не слышен окружающим) или распознавание жестов пользователя.
• Кроме голосовых, текстовых и символьных сообщений предусмотрена передача видео и фото. Включение режима записи видео или серии фото может быть сделано вручную пользователем или автоматически по триггеру (Computer Vision, сигнал от другого пользователя, сигнал от командования, сигнал от пилота вертолёта или самолёта). Важно для документально подтверждения цели и подтверждения уничтожения цели, уточнения координат.
• Модуль использует собственные процессоры, независимые от основного процессора вычислительного модуля.

SDR Transmitter

• 30 MHz to 512 MHz frequency range
• Multi channel radio system
• Multiple waveforms support
• Simultaneous voice and IP data
• Virtual voice channels
• True MANET network for VHF/UHF
• Position reporting system (GPS, Galileo, Glonass)
• AES based COMSEC/TRANSEC
• Up to 10 W power output
• Mission Modules support
• Backward compatibility with the RF20 radio system

Technical parameters:

Frequency range	30 MHz to 512 MHz
Modulation type	FM, AM, CPM
Transmission power	5W / 10W burst
Channel bandwidth	25 kHz, 250 kHz
Waveforms	LOS FM/AM (STANAG 4204/4205) WF40 (VHF/UHF MANET waveform) HW20 (VHF EPM waveform)
Communication encryption	AES, key length up to 384 bits
GNSS receiver	built in (GPS/Glonass/Galileo)
Data interfaces	Ethernet, USB, Serial

Mechanical and climatic resistance, EMC:

Dimensions including battery pack	75 mm x 202 mm x 41 mm
Weight including battery pack	0.9 kg
Operating temperature range	-40°C to +70°C
Environmental specification	MIL-STD-810G
EMC specification	MIL-STD-461F

10W скорее всего встроенный антенный усилитель. Пример, 8W Baofeng складная антенна 47.5 см до 6.5 миль

VHF/UHF (136-174 MHz / 400-520 MHz) но это гражданские частоты

Найти антенны для военных. Foldable antennas.

Почитать: транкинговая связь, шифрование и типы/ключи, смена ключей и обмен ключами, HAM radio.

см. DIG 6002-410-021 USRP B205mini-i: 1x1 USB SDR-Plattform, 6 GHz и стр. SDR, also here, here, here

see also SDR 1 and SDR 2

WLAN (Wi-Fi Direct)

Основной канал связи для передачи видео и фото.

Bluetooth

Канал связи может применяться для обмена внутри подразделения или части подразделения, действующих на близком расстоянии друг от друга. Преимущество в том, что радиоперехват на расстоянии более 400 м практически невозможен.

External Active and Passive Radar

Для обнаружения источников РЛС, ЛА и артиллерийских установок может применяться внешний активный и пассивный радар, работающий в широком диапазоне 0.25-20 GHz (B, C, D, E, F, G, H, J, I).

Antennas

• Ретрансляцию связи многие-ко-многим из VHF/UHF диапазона в HF и обратно способны обеспечить наземная группа обеспечения, состоящая из гусеничных роботов (одна 5м вертикальная пневматическая телескопическая антенна - 160м? диапазон и дипольная двухдиапазонная горизонтальная 10+10м антенна для 40/80м диапазона - поддерживая двумя телескопическими 9м пневматическими карбоновыми подвесами, разводимыми в стороны сервоприводом и реечной передачей на вершине вертикальной антенны, либо двумя пневматическими карбоновыми опорами с пневматическими упорами снизу для регулирования угла опор и с растяжками сверху к концу вертикальной мачты вертикальной антенны). Автоматическое развёртывание и свёртывание антенн. Возможно 3 или 4 горизонтальных антенн на 3-х или 4-х опорах.
• Вариантом быстрого развёртывания ретранслятора также может быть использование 3-х робособак с пневматическими телескопическими мачтами для антенн.
• Ретрансляцию также обеспечивает группа из 3-х или более аэростатически разгруженных дронов на высоте 900-3500м.
• Гусеничные роботы также обеспечивают перемещение и быстрое развёртывание источника излучения для пассивных радаров. Маршрут их движения и остановки, а также способность работы на ходу должны снизить вероятность уничтожения огнем противника.

Positioning

The GNSS/Positioning community has been created for GNSS/Positioning application enthusiasts, developers, makers, universities, research institutes, and engineers. STMicroelectronics is involved in Positioning applications since 1993. The first multi-constellation receivers in the world was introduced in the market by STMicroelectronics with the Teseo II. ... and we improved our Teseo solution introducing the Teseo III which supports GPS, Glonass, Galileo, BeiDou and QZSS. We are leader as GNSS provider in the Car-Maker market and now we want provide our GNSS technology to everybody: enthusiasts, developers, makers, universities, research institutes, engineers. Our GNSS modules is there to provide you our GNSS technology in an easy form-factor.

See also

1. Public:ARHUDFM FAQ
2. One-pager pitch
3. 7-min pitch
4. Pitch Deck for Business Angels
5. Calculations
6. Business Processes Flowchart
7. Production Scheme
8. Press Release Page