Береговая пространственно распределенная многопозиционная радиолокационная станция с автономными радиолокационными терминалами для мониторинга акваторий

Полезная модель относится к области радиолокации, а именно к радиолокационным системам освещения и контроля надводной обстановки в реальном масштабе времени.

Цель полезной модели - повышение функциональности, автономности, защищенности, надежности и скрытности работы.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемой станции для мониторинга акваторий, содержащей источник электропитания, базовый радиолокационный терминал (БРТ), состоящий из устройства связи и устройства совместной обработки информации, а также, по крайней мере, два автономных радиолокационных терминала (APT), каждый из которых состоит из активной радиолокационной антенны и приемопередающего устройства, каждый упомянутый APT дополнительно снабжен радиолокационной антенной, устройством связи с БРТ и другими APT, приемопередающей аппаратурой государственного опознавания и автоматической идентификации судов и устройством оптикоэлектронного обнаружения, а БРТ - устройством освещения текущей обстановки с экраном и базой данных, устройством государственного опознавания (УГО) с шифрующим - дешифрующим блоком и блоком оценки, и устройством автоматической идентификации судов (УАИС), а также устройством управления и функционального контроля APT, УГО и УАИС. Кроме того, в вариантах комплекса APT могут быть выполнены антивандальными, установлены на мачтовых устройствах и снабжены возобновляемыми автономными источниками электропитания, например ветряными генераторами или солнечными батареями с блоками бесперебойного электропитания и резервными источниками питания, например дизельными генераторами, составные части станции могут быть снабжены устройствами охранной сигнализации и устройствами пожаротушения, при этом APT могут быть расположены вдоль границы зоны мониторинга на равноудаленном расстоянии друг от друга, причем каждый APT может иметь возможность радиолокационного контроля участка, частично перекрывающего участки, контролируемые смежными APT.

Технический результат заключается в получении функциональной, автономной, защищенной и надежной в работе береговой многопозиционной радиолокационной станции для обнаружения, идентификации (классификации), государственного опознавания и сопровождения надводных целей, а также для определения их координат и параметров движения, как в активном, так и в пассивном, скрытном режиме работы, например в береговых средствах наблюдения на Балтийском, Черном и Каспийском морях.

Полезная модель относится к области радиолокации, а именно к радиолокационным системам освещения и контроля надводной обстановки в реальном масштабе времени, и может быть использована для обнаружения, идентификации (классификации), государственного опознавания и сопровождения надводных целей, а также для определения их координат и параметров движения.

Цель полезной модели - повышение функциональности, автономности, защищенности, надежности и скрытности работы.

Уровень техники

За прототип выбран радиолокационный комплекс мониторинга воздушного пространства и морских акваторий по Патенту РФ 102267 U1, 2010 г., МПК G01S 13/04, опубл. 20.02.2011 г.

Комплекс - прототип содержит источник электропитания, базовый радиолокационный терминал (устройство управления параметрами и режимами и центр обработки информации), состоящий из устройства связи с потребителями и устройства совместной обработки информации, а также радиолокационные терминалы (РЛС), каждый из которых состоит из радиолокационной антенны и приемопередающего устройства.

Недостатками комплекса - прототипа являются недостаточные функциональность, автономность, защищенность, надежность и скрытность работы.

Технической задачей, решаемой полезной моделью является:

- повышение функциональности путем обеспечения возможности работы (получения и обмена информацией) с другими береговыми, надводными, воздушными и космическими средствами обнаружения (береговые РЛС, не входящие в станцию, наземные транспортные средства, надводные корабли, летательные аппараты, в т.ч. БПЛА и космические спутники), а также путем освещения и контроля надводной обстановки в реальном масштабе времени (РМВ) с использованием устройства государственного опознавания (ГО), радиолокационных и приемных устройств системы автоматической идентификации судов (АИС) на различных носителях, с отображением ее (обстановки) на электронной карте местности с единой нумерацией по всей зоне наблюдения станции;

- повышение автономности и защищенности путем установки радиолокационных терминалов на мачтовых устройствах по обе стороны от базового радиолокационного терминала, выполнения их в антивандальном исполнении, обеспечения автономными источниками электропитания, блоками бесперебойного электропитания и резервными источниками электропитания и снабжения всех составных частей станции устройствами охранной сигнализации и устройствами пожаротушения;

- повышение надежности путем обеспечения возможности управления и функционального контроля составных частей станции, а также путем обеспечения возможности контроля каждым радиолокационным терминалом участка, частично перекрывающего участки, контролируемые смежными терминалами;

- повышение скрытности работы путем снабжения радиолокационных терминалов дополнительными пассивными антеннами, не излучающими активных радиолокационных сигналов и работающими в режиме пассивного пеленгования.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в заявляемой береговой пространственно распределенной многопозиционной радиолокационной станции с автономными радиолокационными терминалами (APT) для мониторинга акваторий, содержащей источник электропитания, базовый радиолокационный терминал (БРТ), состоящий из устройства связи и устройства совместной обработки информации, а также, по крайней мере, два упомянутых APT, каждый из которых состоит из активной радиолокационной антенны и приемопередающего устройства, при этом, каждый APT снабжен дополнительной радиолокационной антенной, устройством связи с БРТ и другими APT, и приемопередающей аппаратурой государственного опознавания и автоматической идентификации судов, а БРТ - устройством освещения текущей обстановки с экраном и базой данных, устройством государственного опознавания (УГО) с шифрующим - дешифрующим блоком и блоком оценки, и устройством автоматической идентификации судов (УАИС), а также устройством управления и функционального контроля APT, УГО и УАИС.

Кроме того, в вариантах станции, APT могут быть выполнены антивандальными, установлены на мачтовых устройствах и снабжены возобновляемыми автономными источниками электропитания, например ветряными генераторами или солнечными батареями с блоками бесперебойного электропитания и резервными источниками питания, например дизельными генераторами, составные части станции могут быть снабжены устройствами охранной сигнализации и устройствами пожаротушения, при этом, APT могут быть расположены вдоль границы зоны мониторинга на равноудаленном расстоянии друг от друга, причем каждый APT может иметь возможность радиолокационного контроля участка, частично перекрывающего участки, контролируемые смежными APT.

Перечень фигур чертежей

На фиг.1 изображена береговая пространственно распределенная многопозиционная радиолокационная станция с автономными радиолокационными терминалами (БМПРЛС) для мониторинга акваторий, структурная схема, на фиг.2 - то же, функциональная схема.

БМПРЛС для мониторинга акваторий, содержит источник электропитания 1, базовый радиолокационный терминал (БРТ) 2, состоящий из устройства связи (УС) 3, устройства совместной обработки информации (УСОИ) 4, устройства освещения текущей обстановки (УОТО) 5 с экраном 6 и базой данных (БД) 7, устройства государственного опознавания (УГО) 8 с шифрующим - дешифрующим блоком 9 и блоком оценки 10, устройства автоматической идентификации судов (УАИС) 11, а также устройства управления и функционального контроля (УУФК) 12 APT, УГО и УАИС, автономные радиолокационные терминалы (APT) 13, каждый из которых установлен на мачтовом устройстве 14 и состоит из активной радиолокационной антенны (АРЛА) 15, пассивной радиолокационной антенны (ПРЛА) 16, приемопередающего устройства (ППУ) 17, устройства связи (УС) 18, приемопередающей аппаратуры государственного опознавания (без шифрующего - дешифрующего устройства и блока оценки) и автоматической идентификации судов (ППАГО и АИС) 19, а также автономного источника электропитания 20 с блоком бесперебойного электропитания 21 и резервным источником питания 22, кроме того, составные части станции снабжены устройствами охранной сигнализации 23 и устройствами пожаротушения 24.

БМПРЛС для мониторинга акваторий работает следующим образом.

APT 13 располагаются на мачтовых устройствах 14 в правом и левом «плечах» относительно БРТ 2 на расстоянии между собой равном половине дальности действия средств приема и передачи информации - ППУ 17 и УС 18, что обеспечивает сохранение работоспособности станции при выходе из строя одного из APT 13.

Работа составных частей БРТ 2 - УС 3, УСОИ 4, УОТО 5, УГО 8, УАИС 11 и УУФК 12, и составных частей APT 13 - АРЛА 15, ПРЛА 16, ППУ 17, УС 18 и ППАГО и АИС 19, а также устройств охранной сигнализации 23 и пожаротушения 24 обеспечивается соответственно источником электропитания 1 и автономными источниками электропитания 20.

В случае выхода из строя одного или нескольких автономных источников электропитания 20 автоматически запускаются резервные источники электропитания 22, которые обеспечивают функционирование аппаратуры и сохранение информации до устранения неисправностей, при этом, во время запуска, электроснабжение автоматически поддерживается блоком бесперебойного электропитания 21.

Посредством УС 3 и УУФК 12 БРТ 2 передают сигнал (команду) на ближайший APT 13 или транзитом через APT на любой APT, расположенный в данном «плече», который принимается ППУ 17 и УС 18 и происходит включение активных АРЛА 15, пассивных ПРЛА 16 и ППАГО и АИС 19 одного, нескольких или всех APT 13. АРЛА 15 излучают и принимают отраженные сигналы, а ПРЛА 16 в режиме скрытной работы (при отключенных АРЛА) сканируют контролируемую зону. Полученная первичная радиолокационная информация после аналого-цифрового преобразования поступает на ППУ 17 и УС 18 и передается на УС 3 БРТ 2 (непосредственно или транзитом через APT 13, расположенные в данном «плече»).

Информация от каждого включенного APT 13, принятая БРТ 2, проходит совместную вторичную обработку в УСОИ 4 и отображается на экране 6 УОТО 5, а затем полученные данные архивируются в БД 7.

При первичном обнаружении цели, в случае использования АРЛА 15, с БРТ 2 на APT 13 (где произошло обнаружение) передается кодированный сигнал для формирования и излучения сигнала ППАГО и АИС 19.

Полученный ответ государственного опознавания, принятый на APT 13 (без дешифровки и оценки), совместно с первичной радиолокационной информацией передается на БРТ 2 (непосредственно или транзитом через APT, расположенные в данном «плече»), где обрабатывается шифрующим дешифрующим блоком 9 и блоком оценки 10 УГО 8 и производится классификация обнаруженного излучения и определение дистанции до излучающего объекта по данным от одного или нескольких APT 13.

В случае использования ПРЛА 16, сигнал от обнаруженной цели передается с APT 13 на БРТ 2 (непосредственно или транзитом через APT, расположенные в данном «плече»), где он обрабатывается, а затем производятся вычисления по специальной математической программе, классификация обнаруженного излучения и определение дистанции до излучающего объекта по данным от одного или нескольких APT 13.

Результаты классификации и местоположения цели, идентифицированные с отметками целей, обнаруженных активной АРЛА 15 или пассивной ПРЛА 16, отображаются на экране 6 УОТО 5, полученные данные также архивируются в БД 7.

Данные автоматической идентификации судов, в т.ч. от источников, расположенных на других носителях, например надводных кораблях или космических спутниках (на схеме не обозначены), полученные АРЛА 15 или ПРЛА 16 в цифровом виде поступают на ППУ 17 и УС 18 и транслируются на УС 3 БРТ 2 (непосредственно или транзитом через APT 13, расположенные в данном «плече»), где отождествляются с уже обнаруженными целями. Результаты отождествления отображаются на экране 6 УОТО 5 и архивируются в БД 7.

Информация о техническом состоянии аппаратуры APT 13 передается на УУФК 12 БРТ 2 (непосредственно или транзитом через APT, расположенные в данном «плече») с заданным временным интервалом, где и осуществляется функциональный контроль за упомянутой аппаратурой.

При необходимости, по сигналу (команде) с БРТ 2 отключается аппаратура APT 13, в дежурном режиме работы остаются только устройства охранной сигнализации 23 и устройства пожаротушения 24.

Автономные источники электропитания 20 и средства приема и передачи информации - ППУ 17 и УС 18 работают в штатном режиме до получения сигнала на включение.

В случае возгорания или попытки несанкционированного

проникновения на APT 13 информация об этом передается по линии передачи данных на БРТ 2 (непосредственно или транзитом через APT 13, расположенные в данном «плече») без очереди, по получении такой информации принимают соответствующие оперативные действия.

Описанная БМПРЛС для мониторинга акваторий позволяет обнаруживать, идентифицировать (классифицировать), производить государственное опознавание и сопровождение надводных целей, а также определять их координаты и параметры движения, как в активном, так и в пассивном, скрытном режиме работы.

Сущность полезной модели

Береговая пространственно распределенная многопозиционная радиолокационная станция с автономными радиолокационными терминалами (БМПРЛС) для мониторинга акваторий представляет собой совокупность технических и программных средств, которые могут быть использованы на объектах береговых систем наблюдения (БСН) Военно-морского флота (ВМФ) России, радиотехнических постов наблюдения (РТПН) Пограничной службы (ПС) Федеральной службы безопасности (ФСБ) России и системы управления движением судов (СУДС) Министерства транспорта России, а также автоматизированной системы (АС) Министерства по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС) России.

БМПРЛС для мониторинга акваторий предназначена для:

- освещения и контроля в реальном масштабе времени (РМВ) надводной обстановки с использованием устройства государственного опознавания (ГО), радиолокационных и приемных устройств автоматизированной идентификационной системы судов на различных носителях (надводные корабли, самолеты, вертолеты, беспилотные летательные аппараты, космические аппараты, береговые объекты, наземные транспортные средства и т.п.), с отображением ее (обстановки) на электронной карте местности с единой нумерацией по всей зоне наблюдения станции;

- обеспечения контроля морской Государственной границы России, а также охраны водных и биологических ресурсов;

- обеспечения мониторинга обнаруженных контролируемых объектов;

- контроля районов, запрещенных для судоходства, и разрешенных районов промысла;

- контроля входа в морские порты и выхода из них;

- доставки обобщенной идентифицированной информации до автоматизированных рабочих мест (АРМ) должностных лиц Министерства обороны (МО) России, ВМФ России, ПС ФСБ России, МЧС России и т.д.;

- автоматизации информационно-расчетных процессов для принятия решений командного контура;

- ведения документирования в РМВ и формирования баз данных;

- анализа данных о текущем техническом состоянии составных частей станции и управления их работой;

- автоматизации принятия управленческих решений;

- обмена информацией о надводной обстановке между объектами сбора и обработки информации систем наблюдения Министерства обороны России, ВМФ России, ПС ФСБ России, Минтранса России, МЧС России и т.д.

БМПРЛС для мониторинга акваторий может быть реализована в виде стационарной иерархической территориально распределенной системы технического наблюдения, сбора, обработки, отображения и передачи информации, расположенной на побережье.

Решение задач обработки данных от APT может обеспечиваться соответствующими вычислителями, которые реализуют заданные алгоритмы в виде программ, исполняемых в операционных системах. Реализация основных функций на программном уровне позволяет добиться универсальности структуры станции, избежать создания специализированных устройств, которое приводит к усложнению системы и увеличению затрат на разработку и изготовление, проводить ее модернизацию путем изменения и совершенствования используемых алгоритмов.

В состав БМПРЛС для мониторинга акваторий могут входить сеть автономных радиолокационных терминалов (APT) до 30 объектов, расположенных равномерно вдоль берега акватории зоны ответственности с расстоянием между смежными APT 20 км, и обслуживаемый базовый радиолокационный терминал (БРТ) на расстоянии до ближайших APT 20 км, обобщенная структура представлена на фиг.1.

Все APT идентичны по составу оборудования, в которое, кроме описанных в разделе «Краткое описание чертежей», могут входить датчики радиолокационной информации* (* - на схемах не показаны, здесь и далее), телевизионные или видеокамеры*, аппаратура беспроводной передачи данных*, вычислительное устройство* с аналого-цифровым преобразователем* и т.д.

APT могут быть выполнены антивандальными (защищенными) и установлены на несущих замаскированных конструкциях мачтового типа, исключающих несанкционированный доступ, и работать полностью в автономном режиме с периодическим и внеплановым (ремонтом) обслуживанием.

БРТ может быть выполнен в виде обслуживаемого поста (служебные и жилые объекты капитального строительства) с сетевым источником электропитания.

С целью обеспечения непрерывной устойчивой работы оборудования, удаленных на значительное расстояние (до 300 км) APT, для обслуживания и оперативного реагирования (в случае аварии) в состав средств БРТ могут быть включены мобильные транспортные средства*, например колесные и гусеничные вездеходы, вертолет и т.д.

Таким образом, БМПРЛС для мониторинга акваторий является распределенной структурой, в которой решение задачи контроля надводной обстановки возложено на несколько разнесенных элементов (APT) с централизованным управлением, контролем, получением и обработкой информации, освещением текущей обстановки и составлением базы данных (БРТ).

Структура заявляемого БМПРЛС для мониторинга акваторий позволяет увеличивать количество APT по обе стороны от БРТ и осуществлять поэтапное развертывание станции от БРТ к периферийным APT при строительстве.

Принцип работы БМПРЛС для мониторинга акваторий заключается в следующем:

- получение информации о надводной обстановке от технических средств наблюдения и взаимодействующих информационно-управляющих систем;

- отождествление данных о целях;

- представление данных в таблице целей;

- представление графических данных о целях в сочетании с многослойными электронными картами акватории;

- цифровой записи данных ситуации для последующего воспроизведения.

Технический результат заключается в повышении функциональности, автономности, защищенности, надежности и скрытности работы.

Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно снабжением каждого APT дополнительной пассивной радиолокационной антенной, устройством связи с БРТ и другими APT, и приемопередающей аппаратурой государственного опознавания и автоматической идентификации судов, а БРТ - устройством освещения текущей обстановки с экраном и базой данных, устройством государственного опознавания (УГО) с шифрующим -дешифрующим блоком и блоком оценки, и устройством автоматической идентификации судов (УАИС), а также устройством управления и функционального контроля APT, УГО и УАИС.

Кроме того, в вариантах станции, APT могут быть выполнены антивандальными, установлены на мачтовых устройствах и снабжены возобновляемыми автономными источниками электропитания, например ветряными генераторами или солнечными батареями с блоками бесперебойного электропитания и резервными источниками питания, например дизельными генераторами, составные части станции могут быть снабжены устройствами охранной сигнализации и устройствами пожаротушения, при этом APT могут быть расположены вдоль границы зоны мониторинга на равноудаленном расстоянии друг от друга, причем каждый APT может иметь возможность радиолокационного контроля участка, частично перекрывающего участки, контролируемые смежными APT.

Представленные описание и чертежи заявляемой станции позволяют, применяя существующие материалы и унифицированные покупные комплектующие изделия, изготовить ее промышленным способом и использовать для обнаружения, идентификации (классификации), государственного опознавания и сопровождения надводных целей, а также для определения их координат и параметров движения, как в активном, так и в пассивном, скрытном режиме работы, например на Курильских островах.

1. Береговая пространственно распределенная многопозиционная радиолокационная станция с автономными радиолокационными терминалами (APT) для мониторинга акваторий, содержащая источник электропитания (ИП) составных частей станции, базовый радиолокационный терминал (БРТ), состоящий из устройства связи (УСБРТ) и устройства совместной обработки информации (УСОИ), а также, по крайней мере, два упомянутых APT, каждый из которых состоит из активной радиолокационной антенны (АРЛА) и приемопередающего устройства (ППУ), отличающаяся тем, что каждый APT снабжен дополнительной пассивной радиолокационной антенной (ПРЛА), устройством связи (УСАРТ) и приемопередающей аппаратурой государственного опознавания и автоматической идентификации судов (ППАГО и АИС), а БРТ - устройством освещения текущей обстановки (УОТО) с экраном и базой данных (БД), устройством государственного опознавания (УГО) с шифрующим дешифрующим блоком (ШДБ) и блоком оценки (БО), устройством автоматической идентификации судов (УАИС) и устройством управления и функционального контроля (УУФК) APT, УГО и УАИС, при этом УУФК через УСБРТ передает сигналы управления УСАРТ и ППУ и запускает работу АРЛА одного, нескольких или всех APT, АРЛА излучают и принимают отраженные сигналы от объектов, находящихся в зоне контроля, и через ППУ и УСАРТ каждого включенного APT и УСБРТ передают информацию УСОИ, которое производит ее совместную обработку, после чего полученная информация отображается на экране и архивируется в БД УОТО, затем УУФК через УСБРТ и УСАРТ передает кодированный сигнал ППАГО и АИС, которая формирует, излучает и принимает сигналы государственного опознавания и идентификации без дешифровки и оценки, далее эту информацию УСАРТ через УСБРТ передают в ШДБ и БО УГО и УАИС, которые производят дешифровку сигналов государственного опознавания и идентификации, на основании полученной информации, отображаемой на экране УОТО, формируются данные в БД УОТО для принятия оперативного решения.

2. Станция по п.1, отличающаяся тем, что APT выполнены антивандальными, установлены на мачтовых устройствах и снабжены автономными ИП, например ветряными генераторами или солнечными батареями, блоками бесперебойного электропитания (ББП) и резервными ИП, например дизельными генераторами, при этом упомянутые автономные ИП через ББП обеспечивают независимое от ИП станции функционирование составных частей APT, а резервные источники ИП - их питание в случае невозможности функционирования автономных ИП.

3. Станция по п.1, отличающаяся тем, что ее составные части снабжены устройствами охранной сигнализации (УОС) и устройствами пожаротушения (УПТ).

4. Станция по п.1, отличающаяся тем, что APT расположены вдоль границы зоны мониторинга на равноудаленном расстоянии друг от друга, при этом каждый APT имеет возможность радиолокационного контроля участка, частично перекрывающего участки, контролируемые смежными APT.