Беспроводная разведывательно-сигнализационная система для больших площадей

Беспроводная разведывательно-сигнализационная система для больших площадей относится к системам тревожной сигнализации и может быть использована на больших площадях для скрытного автоматического дистанционного обнаружения и наблюдения за передвижением людей, техники и других целей.

Система содержит блок оконечного устройства [БОУ], состоящий из передатчика, приемника, вычислителя и датчиков - сейсмического и акустического, блок распознаватель оконечного устройства, состоящий из передатчика, приемника, вычислителя и датчика распознавания, центральный блок, состоящий из пульта управления, вычислителя и модуля спутниковой навигации. Дополнительно в центральный блок введен блок координатор, в каждом блоке оконечного устройства установлен модуль спутниковой навигации, блоки оконечных устройств и блоки распознаватели оконечных устройств установлены попарно, причем таких пар не менее трех.

Благодаря наличию в каждом БОУ модуля спутниковой навигации повышается достоверность определения местоположения и траектории объекта в каждый реальный момент времени. Кроме того, система обладает меньшей трудоемкостью при подготовке к работе.

Полезная модель относится к системам тревожной сигнализации и может быть использовано на больших площадях для скрытного автоматического дистанционного обнаружения и наблюдения за передвижением людей, техники и других целей.

Известен способ обнаружения и определения текущего местоположения нарушителя охраняемой зоны с помощью сети сейсмических датчиков, расположенных по периметру охраняемой зоны, где используется усиление, фильтрация и взаимно корреляционная обработка принимаемых сигналов. Принятие решения об обнаружении нарушителя осуществляется при превышении установленного порога уровнем взаимной корреляции сигнала одного приемника с сигналами, по крайней мере, трех других приемников, оценивают относительные задержки сигналов на этих четырех приемниках по положению максимумов взаимно корреляционных функций и по известным координатам этих приемников вычисляют текущие координаты нарушителя. Передача сигналов с датчиков осуществляется по проводам. (Патент Российской Федерации 2311686 С2, опубл. 01.2006.)

К недостаткам данного способа относятся:

1. Сигналы передаются по проводам.

2. Наличие датчиков одного типа ухудшает точность обнаружения нарушителя и вероятность ложной тревоги возрастает.

3. Невозможность идентифицировать объект-нарушитель.

4. Не обеспечивается получение информации о траектории движения нарушителя.

5. Невозможность получения координат нарушителя в системе глобальных координат.

6. Требуется проведение предварительной работы по координатной привязке местоположения датчиков относительно центрального блока.

Известен способ обнаружения нарушителя и система для его осуществления основанный на создании пространственной электромагнитной волны, сравнении параметров волны с опорными значениями параметров волны в точке приема и формировании сигнала тревоги при отклонении параметров волны от опорных значений. (Патент Российской Федерации 2325702 С2, опубликован 01.2006)

К недостаткам данного способа относятся:

1. Сигналы передаются по проводам.

2. Наличие датчиков одного типа ухудшает точность обнаружения нарушителя и увеличивает вероятность ложной тревоги.

3. Невозможно идентифицировать объект нарушитель.

4. Требуется большой объем предварительной работы при установке и настройке данной системы.

5. Невозможность получения координат местоположения объекта-нарушителя в системе глобальных координат.

Известен способ и устройство комбинированного обнаружения нарушителя, где используется одна и та же радиолиния для передачи радиосообщения и для двухпозиционного радиоволнового обнаружения нарушителя в комбинации с любым другим физическим способом обнаружения, определенным типом дополнительно включенного в систему датчика обнаружения, например, сейсмического, инфракрасного и т.п. Для этого устройство комбинированного обнаружения нарушителя и передачи сигналов радиосообщений содержит радиопульт управления и набор из N конструктивно автономных периферийных приемопередающих блоков обнаружения. Приемо-передающие блоки и радиопульт управления организуют в пространстве синхронную систему двухсторонних радио адресных обменов сигнальной информацией с возможностью управления работой приемо-передающими блоками со стороны радиопульта и работой радиопульта по сигналам от блоков. Формируемые между блоками пространственные линии радиосвязи являются одновременно и двухпозиционными радиоволновыми зонами обнаружения. (Патент Российской Федерации 2319211 С2, опубликован 01.2006.)

К недостаткам данного способа относятся:

1. Для покрытия большой площади необходимо на периферийных блоках обнаружения иметь передатчики большой мощности, что влечет большие энергопотребление.

2. Высокий уровень заметности в радиодиапазоне.

3. Невозможность определения координат местоположения нарушителя в системе глобальных координат.

4. Не обеспечивается получение информации о траектории движения нарушителя.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу относится способ обнаружения нарушителя с помощью американской системы «Фалкон уотч» (статья «Американская система разведывательно-сигнализационных приборов «Фалкон уотч»» из журнала Зарубежное военное обозрение 12 от 2009 года.) Система состоит из нескольких блоков оконечных устройств, при этом блок оконечного устройства содержит датчики, передатчик, усилитель, приемник, вычислитель, опто-электронный прибор наблюдения; центрального блока, содержащего приемник, передатчик, модуль спутниковой навигации, вычислитель, пульт управления.

Недостатки:

1. Блоки оконечных устройств не универсальны, их функциональные возможности жестко закреплены.

2. Требуется большой объем подготовительных работ при установке модулей, необходимо выполнить топографическую привязку блоков системы.

3. Высока вероятность выхода из строя отдельных блоков системы, что влияет на достоверность полученной информации.

4. Недостаточная надежность связана с низкой точностью проведения топографической привязки в боевых условиях.

Цель полезной модели состоит в разработке устройства, свободного от перечисленных выше недостатков.

Технический результат предложенного устройства заключается в определении достоверного местоположения объекта и его идентификации.

Поставленная цель достигается тем, что, в известном устройстве, содержащем блок оконечного устройства, состоящий из передатчика, приемника, вычислителя и датчиков - сейсмического и акустического, блок распознаватель оконечного устройства, состоящий из передатчика, приемника, вычислителя и датчика распознавания, центральный блок, состоящий из пульта управления, вычислителя и модуля спутниковой навигации, в центральный блок введен блок координатор, в каждом блоке оконечного устройства установлен модуль спутниковой навигации, блоки оконечных устройств и блоки распознаватели оконечных устройств установлены попарно, причем таких пар не менее трех.

Местоположение объекта определяется в каждый реальный момент времени, что составляет траекторию. Достижение достоверности местоположения и траектории обусловлено наличием в каждом блоке оконечного устройства [БОУ] модуля спутниковой навигации, благодаря которому система имеет единый временной отчет и возможность единой координатной привязки. Кроме того, достоверность информации и идентификация объекта обусловлена наличием не менее 3-х пар БОУ. Блок координатор в центральном блоке [ЦБ] обрабатывает информацию, получаемую им со всех БОУ и достоверно определяет местонахождение объекта и идентифицирует его. Таким образом достигается результат -определение достоверного местоположения и траектории движения и идентификация объекта - за счет совокупности признаков: размещение в каждом БОУ передатчика, приемника, вычислителя, датчиков и модуля спутниковой навигации, размещение БОУ попарно, причем не менее 3-х пар и наличие блока координатора.

Кроме этого достигается уменьшение затрат на подготовку к работе за счет того, что каждый БОУ оборудован модулем спутниковой навигации и не требует привязки по координатам при установке.

Отличительные от прототипа признаки заявляемого устройства:

- в каждом БОУ устанавливают блок спутниковой навигации;

- наличие блока координатора, который получает сигналы от всех БОУ;

- блок координатор содержит: приемник, передатчик;

- блок координатор установлен в ЦБ

- каждый БОУ установлен попарно с БОУ с датчиком распознавания;

- пар БОУ и БОУ с датчиками распознавания не менее 3-х.

Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии устройства критерию «новизна».

Анализ технических решений показал следующее:

Отличительные признаки по отдельности известны, но такое их сочетание в совокупности в заявляемой системе является новым.

Сочетание известных признаков обеспечивает появление новых свойств, а именно:

- за счет использования в каждом БОУ модуля спутниковой навигации, система имеет единый временной отчет и возможность единой координатной привязки.

- достоверность информации и идентификация объекта обусловлена наличием не менее 3-х пар БОУ.

- блок координатор обрабатывает информацию, получаемую им со всех (не менее 3-х пар) БОУ в режиме реального времени и позволяет связаться БОУ между собой.

В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, что приводит к новому эффекту.

Полезная модель иллюстрируется чертежом на котором представлен пример принципиальной схемы системы.

БОУ 1, которых не менее 3-х, содержит: передатчик 2, приемник 3, модуль спутниковой навигации 4, вычислитель 5, датчик сейсмический 6, датчик акустический 7. БОУ распознавания 8, который попарно установлен с каждым БОУ 1, содержит: передатчик 2, приемник 3, модуль спутниковой навигации 4, вычислитель 5, датчик распознавания 9. Блок ретранслятор 10 содержит передатчик 2 и приемник 3. Центральный блок 11 содержит пульт управления 12, вычислитель 13, модуль спутниковой навигации 4, блок координатор 14.

БОУ 1 обрабатывает сигналы, полученные с сейсмического 6 и акустического 7 датчиков, с помощью вычислителя 5 и передает обработанную информацию в эфир посредством передатчика 2, при этом полученная информация имеет координатную и временную привязку благодаря наличию модуля спутниковой навигации 4. Этот блок подобную информацию с помощью приемника 3 получает от других БОУ 1, находящихся в радиусе приема. Полученная информация позволяет с помощью вычислителя 5 вычислить координаты цели.

Блок ретранслятор 10 содержит: передатчик 2 и приемник 3. Он выполняет передачу полученной информации от близлежащих БОУ другим потребителям информации, находящихся в радиусе действия блока ретранслятора.

Блок координатор 14 выполняет коммутирующую роль между несколькими, не менее 6-ти БОУ и ЦБ 11, который содержит: вычислитель 13, пульт управления 12 и модуль спутниковой навигации 4. ЦБ обрабатывает полученную информацию с БОУ 1, выдает информацию о наличии постороннего объекта, его траекторию движения, вся информация выдается в реальном масштабе времени, данные выводятся на экран пульта управления на фоне изображения существующей сети БОУ, на фоне которой в виде специальных символов, привязанных к конкретным БОУ, отображается местоположение источника возмущений, выдает команду на включение БОУ 8 с датчиком распознавания 9, в зону видимости которой попадает посторонний объект. БОУ 8 с датчиком распознавания 9 содержит: передатчик 2, приемник 3, модуль спутниковой навигации 4, блок вычислителя 5, датчик распознавания 9, например, видеодатчик. Полученное видеоизображение выводится на экран монитора пульта управления 12 для окончательной идентификации обнаруженной цели оператором.

Блоки системы устанавливаются на землю. При установке системы преследуется цель максимального покрытия охраняемой территории зоной чувствительности датчиков. Местоположение и количество БОУ 1 определяется размером охраняемой площади, но не менее 3-х. БОУ 1 и БОУ 8 с датчиком распознавания 9 устанавливаются попарно. Блоки ретрансляторы 10 устанавливаются внутри охраняемого периметра для обеспечения бесперебойной связи между БОУ и ЦБ.

После установки каждый блок включается отдельным выключателем. После включения ЦБ осуществляет опрос блоков. БОУ по запросам ЦБ передают свои географические координаты. ЦБ на основании этих данных рассчитывает относительно своего местоположения координаты БОУ.

Система для осуществления временной привязки использует модули спутниковой навигации.

Основное рабочее время - спящий режим. В этом режиме система осуществляет информационный обмен посредством блока ретранслятора между БОУ и между БОУ и ЦБ с целью определения наличия блоков, их состояния, работоспособности и состояния канала связи.

Система просыпается в момент поступления возмущающего шума акустического или сейсмического типа. Сигнал с датчиков активизирует функционирование БОУ ближайшего к источнику излучения колебаний, БОУ передает сигнал тревоги на ЦБ. ЦБ активизирует все другие БОУ, по мере поступления шумов на другие БОУ запускается обработка полученной информации на других БОУ, и передача полученной информации на другие БОУ и на ЦБ. ЦБ по поступающей информации с БОУ вычисляет координаты цели относительно ЦБ. Координаты цели вычисляются по вычислению разностей времени прихода фронта акустического или сейсмического шума на датчики каждого БОУ. ЦБ использует координаты местоположения БОУ и времени прихода фронта шума и определяет местоположение цели. Получение подобной информации, и ее обработка на каждый такт времени, позволяет рассчитывать траекторию движения цели.

Как только местоположение цели определено и вычислена ее траектория движения, включается соответствующий БОУ с датчиком распознавания для осуществления идентификации цели оператором.

Вся информация отражается на мониторе ЦБ, где оператор осуществляет окончательную идентификацию цели.

1. Беспроводная разведывательно-сигнализационная система для больших площадей, содержащая блок оконечного устройства, состоящий из передатчика, приемника, вычислителя и датчиков - сейсмического и акустического, блок распознаватель оконечного устройства, состоящий из передатчика, приемника, вычислителя и датчика распознавания, центральный блок, состоящий из пульта управления, вычислителя и модуля спутниковой навигации, отличающаяся тем, что в центральный блок введен блок координатор, в каждом блоке оконечного устройства установлен модуль спутниковой навигации, блоки оконечных устройств и блоки распознаватели оконечных устройств установлены попарно, причем таких пар не менее трех.

2. Беспроводная разведывательно-сигнализационная система для больших площадей по п.1, отличающаяся тем, что в блок оконечного устройства введен оптический датчик (видеокамера).