Подвижный пункт разведки и управления

Предлагаемый подвижный пункт разведки и управления (ППРУ) относится к области противовоздушной обороны (ПВО), а именно, к подвижным средствам обнаружения воздушных объектов и управления боевыми действиями подразделений ПВО вооруженных зенитными системами малой дальности. Задачей полезной модели является создание ППРУ, позволяющего управлять боевыми машинами (БМ) во всех режимах, включая скрытый режим управления, при котором БМ не включают собственную обзорную радиолокационную станцию (РЛС), а данные по цели от ППРУ поступают непосредственно в канал наведения БМ, и позволяющего сократить "работное время" БМ, т.е. позволяющего работать БМ на максимально возможных дальностях поражения целей. Для достижения поставленной цели ППРУ оснащается цифровой высокоточной РЛС обнаружения целей, выполненной в виде полуактивной фазированной антенной решетки, аппаратно-программным комплексом (АПК), содержащим автоматизированные рабочие места командира и оператора (АРМ КОМ и АРМ ОП), реализованные на базе двух центральных приборов коммутации и управления (ЦПКУ (1) и ЦПКУ (2)), представляющие собой вычислительные системы со специальным программным обеспечением. ЦПКУ позволяют решать задачи по управлению боевыми действиями взаимодействующих БМ. Аппаратура передачи данных (АПД), содержит пять электронных модулей 2С06 и один электронный модуль 2С17, обеспечивающие взаимообмен телекодовой информацией с сопрягаемыми БМ по радио или проводным каналам связи со скоростями передачи данных соответствующими типу БМ. Благодаря улучшенным техническим характеристикам РЛС, АПК и АПД, ППРУ позволяет реализовать новые функциональные возможности пунктов управления боевыми действиями БМ.

Область техники

Полезная модель относится к области противовоздушной обороны, а именно, к подвижным средствам обнаружения воздушных объектов и управления боевыми действиями подразделений противовоздушной обороны (ПВО) вооруженных зенитными системами малой дальности.

Уровень техники

Аналогом полезной модели является УНИФИЦИРОВАННЫЙ МОБИЛЬНЫЙ КОМАНДИРСКИЙ ПУНКТ [1] (свидетельство РФ на полезную модель RU 29600 U1, заявка 2002129461 от 04.11.2002 г., опубликовано 20.05.2003 г., бюл. 14, правообладатель ФГУП «НПП «Рубин», авторы О.Л.Пархоменко, В.В.Духовников, В.Г.Боровков, В.Н.Фролов, И.Л.Козлов, А.Н.Атапин, И.В.Урнев). Унифицированный мобильный командирский пункт предназначен для управления боевыми действиями подразделений ПВО вооруженных зенитными системами малой дальности.

Недостатками данного аналога являются:

- ограниченные функциональные возможности, поскольку унифицированный мобильный командирский пункт не имеет собственного источника радиолокационной информации (радиолокационной станции обнаружения), следовательно, в случае управления боевыми машинами, не имеющими собственную обзорную радиолокационную станцию (РЛС), для получения радиолокационной информации (РЛИ) требуется наличие внешнего источника РЛИ (внешней РЛС);

- недостаточные оперативные показатели, поскольку даже в случае управления боевыми машинами, имеющими собственные РЛС обнаружения, унифицированный мобильный командирский пункт получает РЛИ от обзорной РЛС боевой машины (БМ), используя аппаратуру передачи данных (АПД). Это ведет к увеличению времени между моментом обнаружения цели и готовности БМ к обстрелу цели (так называемое "работное время"). Увеличение "работного времени" сокращает максимальную дальность поражения цели БМ;

- малые вычислительные мощности ЭВМ, используемой в унифицированном мобильном командирском пункте, увеличивают "работное время" БМ, т.е. уменьшают возможности БМ.

Наиболее близким аналогом полезной модели, принятым авторами за прототип, является МОДУЛЬ РАЗВЕДКИ И УПРАВЛЕНИЯ [2] (патент РФ на полезную модель RU 90234 U1, заявка 2009131358 от 17.08.2009 г., опубликовано 27.12.2009 г., правообладатель ОАО «НПП «Рубин», авторы А.Н.Атапин, В.С.Безяев, В.Г.Боровков, Ю.А.Гайнов, О.Л.Пархоменко, В.В.Федярин, В.Н.Фролов, А.С.Ширяев). Модуль разведки и управления предназначен для управления боевыми действиями подразделений ПВО вооруженных зенитными системами малой дальности.

Недостатками модуля разведки и управления являются:

- ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что модуль разведки и управления имеет малогабаритный радиолокационный обнаружитель (МРЛО), технические характеристики которого позволяют самостоятельно управлять только работой стрелков зенитчиков, вооруженных переносными зенитными ракетными комплексами. При работе с БМ, имеющих собственную обзорную РЛС, необходимо РЛИ с БМ передавать на модуль разведки и управления, что приводит к увеличению "работного времени" и уменьшению максимальной дальности поражения цели.

- низкие вычислительные возможности ЭВМ серии «Багет» приводят к временным ограничениям при решении поставленных задач и невозможности добавления новых режимов и решаемых задач без ущерба для других задач.

Общим недостатком аналога и прототипа полезной модели является невозможность работы этих изделий в новом режиме управления БМ. В этом режиме БМ не включают собственную обзорную РЛС, а данные по цели от командного пункта поступают непосредственно в канал наведения БМ. Так как при работе аналога полезной модели и при работе прототипа полезной модели обязательно используется информация от обзорной РЛС БМ, то в новом режиме управления аналог и прототип полезной модели теряют основной источник точной информации о целях. Это делает невозможным работу аналога и прототипа полезной модели в новом режиме. Другая информация о целях, поступающая на аналог и прототип полезной модели, не может использоваться в новом режиме, т.к. не обладает необходимой точностью.

Раскрытие полезной модели

Задачей предлагаемой полезной модели является создание подвижного пункта разведки и управления, оснащенного высокоточной обзорной радиолокационной станцией (РЛС), аппаратно-программным комплексом (АПК), аппаратурой передачи данных (АПД), сервером передачи данных (СПД), маршрутно-навигационной системой ориентирования (МНСО), что позволит управлять боевыми машинами (БМ) во всех режимах, включая предложенный, при котором БМ не включают собственную обзорную РЛС, а данные по цели от ППРУ поступают непосредственно в канал наведения БМ, и сократить "работное время", т.е. работать БМ на максимально возможных дальностях.

Для достижения поставленной цели подвижный пункт разведки и управления (ППРУ) имеет в своем составе цифровую РЛС обнаружения целей, выполненную в виде полуактивной фазированной антенной решетки (ФАР), и обладающую высокими техническими характеристиками по сравнению с прототипом 1 Л122-1:

п/п	Наименование технических данных	Значение 1Л122-1	Значение РЛС ППРУ
1	Количество сопровождаемых целей	32	Более 40
2	Дальность обнаружения, (км)	от 1 до 25	от 2 до 60
3	Высота обнаружения, (км)	до 6	до 15
4	Скорость сопровождаемых целей, м/с	от 0 до 700	от 0 до 1000
5	Пределы работы изделия по углу места, (град.)	от минус 5 до 45	от 0 до 80

Первый вход-выход РЛС соединен цифровым каналом связи (ЦКС) Ethernet с первым входом-выходом коммутатора сети EDG 65281. РЛС решает задачи по обнаружению цели в беспомеховой и помеховой обстановке, автоматическому захвату целей на сопровождение, их опознаванию, распознаванию и определению сферических координат (азимут, угол места, дальность). Данные по целям (координаты (х, у, Н), скорость, признаки опознавания и распознавания по цифровому каналу связи (ЦКС) Ethernet поступают на аппаратно-программный комплекс (АПК) для решения задач по управлению боевыми действиями огневых средств через коммутатор сети EDG 65281. РЛС реализована в твердотельном исполнении на основе полуактивной фазированной антенной решетки, с помощью которой осуществляется электронное перемещение (сканирование) диаграммы направленности антенны (ДНА) в угломестной плоскости. Таким образом, осуществляется последовательный обзор пространства по углу места двумя приемными и одной передающей ДНА, последовательно устанавливаемыми в разные угломестные положения (УМП) (с первого по десятый). При этом обзор пространства в горизонтальной плоскости (по азимуту) осуществляется вращением антенны со скоростью (180±18)%. РЛС обеспечивает время обзора зон низколетящих целей (НЛЦ) и высокоточного оружия (ВТО), равное 2 с и темп обновления данных по сопровождаемым целям - 2 с.

Аппаратно-программный комплекс (АПК) содержит автоматизированное рабочее место командира (АРМ КОМ) и автоматизированное рабочее место оператора (АРМ ОП), которые построены на базе двух центральных приборах коммутации и управления (ЦПКУ (1) и ЦПКУ (2)), обладающих высокими вычислительными возможностями и позволяющих решать задачи по управлению боевыми действиями взаимодействующих БМ. ЦПКУ представляет собой вычислительную систему со специальным программным обеспечением. ЦПКУ (1) своим входом-выходом соединен ЦКС Ethernet со вторым входом-выходом коммутатора сети EDG 65281, ЦПКУ (2) своим первым входом-выходом соединен ЦКС Ethernet с третьим входом-выходом коммутатора сети EDG 6528I, а вторым выходом соединен ЦКС RS-232C с третьим входом РЛС. ЦПКУ (2) по ЦКС RS-232C осуществляет управление азимутальным вращением, свертыванием и развертыванием РЛС, обеспечивает автоматическое развертывание (свертывание) и включение (выключение) вращения антенны при заданном режиме обзора пространства.

Программное обеспечение ЦПКУ (1) и ЦПКУ (2) (АРМ КОМ и АРМ ОП) позволяет решать задачи по управлению РЛС, боевыми действиями БМ, подразделений ПВО, вводу и расчету данных и отображению информации:

- программное включение и выключение РЛС в боевом режиме (БР), дежурном режиме (ДР), регламентном режиме (РР);

- программное управление системой помехозащиты РЛС;

- ввод наземной обстановки: точек стояния, реперных точек, секторов ответственности и боеготовности огневых и взаимодействующих средств ПВО, прикрываемых объектов, коридоров и маршрутов пролета авиации;

- юстировка, расчет зон видимости РЛС ППРУ, РЛС (внешней зенитно-ракетной системой (ЗРС), зенитно-ракетным комплексом (ЗРК)) в зависимости от рельефа местности;

- отождествление РЛИ от различных источников;

- автоматическое целераспределение и координация действий БМ;

- информационное взаимодействие ППРУ с внешней РЛС, взаимодействующим командным пунктом (ВзКП), вышестоящим командным пунктом (ВКП), с подчиненными БМ;

- регистрация и воспроизведение информации;

- функциональный контроль РЛС, модулей электронных;

- расчет путевой скорости и текущего азимута ППРУ;

- управление отображением информации на дисплеях АРМ ОП и АРМ КОМ.

Отображение следующей информации:

- назначаемых команд управления (меню, подменю, диалоговые панели, панели настройки, вкладки, закладки);

- воздушной обстановки (координатные точки обнаруженных и сопровождаемых целей с признаками опознавания, распознавания, формулярами) на фоне беспомеховой или помеховой обстановки (АРМ ОП), трасс целей (от РЛС ППРУ) с формулярами и признаками опознавания, распознавания, действия по целям, целераспределения (АРМ КОМ);

- технического состояния РЛС, модулей электронных;

- трасс сопровождаемых целей РЛС, РЛС БМ, внешней РЛС, ВзКП (АРМ КОМ);

- картографического фона;

- местоположения ППРУ, ВКП, РЛС, ВзКП;

- местоположения БМ, их секторов ответственности;

- состояния управляемых огневых средств (боеготовность, количество боеприпасов);

- состояния батарейного командного пункта (БКП);

- местоположения прикрываемых объектов;

- коридоры и маршруты пролета авиации;

- результатов целераспределения и функционального контроля;

- зон видимости РЛС, внешней РЛС и РЛС ЗРС, ЗРК;

- результатов юстировки;

- зон обзора РЛС, РЛС ЗРС, ЗРК.

Входными данными являются:

- данные воздушной обстановки (обнаруженные цели, сопровождаемые цели с признаками опознавания и распознавания, помеховая обстановка), поступающие по ЦКС Ethernet от РЛС на АРМ ОП;

- трассы целей с признаками опознавания, распознавания, поступающие по ЦКС Ethernet от РЛС на АРМ КОМ;

- текущие данные вектора состояния шасси ППРУ, поступающие через сервер передачи данных (СПД) ЗН149 по ЦКС Манчестер-2 с маршрутно-навигационной системы ориентирования (МНСО) на АРМ КОМ;

- телекодовая и речевая информация, поступающая по каналам системы связи (АРМ КОМ).

Выходными данными аппаратно-программного комплекса являются:

- директивы, команды управления РЛС, поступающие с АРМ ОП по ЦКС Ethernet на РЛС;

- данные вектора состояния шасси ППРУ, поступающие с СПД ЗН149 по ЦКСК8-232С на РЛС;

- данные программного управления, поступающие по ЦКС RS-232C на РЛС для автоматического развертывания (свертывания) антенны РЛС, включения (выключения) ее вращения.

Интерфейс "человек-машина" аппаратно-программного комплекса реализован на базе ЦПКУ (1) и ЦПКУ (2). Основой этого интерфейса является управление боевыми действиями ЕМ или БКП и режимами работы РЛС и отображение необходимой информации в основном окне на экране ЦПКУ (1) АРМ КОМ и на экране ЦПКУ (2) АРМ ОП.

Аппаратура передачи данных (АПД) содержит пять электронных модулей 2С06 и один электронный модуль 2С17. АПД ППРУ обеспечивает взаимообмен (прием, передача) телекодовой информацией с сопрягаемыми БМ по радио или проводам со скоростями передачи данных соответствующими типу БМ. Электронные модули 2С06 обеспечивают взаимообмен телекодовой информацией с частотной и импульсной модуляцией входных (выходных) сигналов, а 2С17 - с относительно-фазовой модуляцией входных (выходных) сигналов. Первые входы-выходы электронных модулей 2С06 соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым входами-выходами сервера передачи данных (СПД) ЗН149, а первый вход-выход электронного модуля 2С17 соединен с восьмым входом-выходом СПД. Через вторые входы-выходы электронных модулей осуществляется взаимообмен данными с БМ, обеспечивается сопряжение ППРУ с БМ.

СПД представляет собой электронно-вычислительную машину (ЭВМ) специального назначения и предназначен для обмена данными в реальном масштабе времени в автоматической системе управления тактического значения, а также СПД осуществляет преобразование интерфейсов RS-232C в Ethernet (Ethernet в RS-232C) и Манчестер-2 в RS-232C (RS-232C в Манчестер-2). Первый вход-выход СПД соединен ЦКС Ethernet с четвертым входом-выходом коммутатора сети EDG 65281, а второй выход СПД соединен ЦКС RS-232C со вторым входом РЛС.

Коммутатор сети EDG 6528I позволяет реализовать одноранговую локальную вычислительную сеть (ЛВС) с архитектурой "Звезда" и тем самым осуществляет взаимообмен данных между РЛС, АПК и СПД.

Маршрутно-навигационная система ориентирования (МНСО) со спутниковой навигационной системой, выход которой соединен ЦКС Манчестер-2 с девятым входом СПД, решает задачу по точному определению координат местоположения ППРУ на стоянке и в движении в одометрическом и радионавигационном режимах работы (по сигналам системы "Глонасс" или NAVSTAR) независимо от времени года, суток и метеоусловий в любой точке поверхности земли в диапазоне широт ±80°. Данные о навигации поступают от МНСО на РЛС, сначала по ЦКС Манчестер-2 от МНСО на СПД ЗН149, а затем по ЦКС RS-232C от СПД ЗН149 на РЛС, что обеспечивает работу РЛС в движении ППРУ при изменении углов азимута, тангажа, крена и путевой скорости. При этом СПД ЗН149 рассчитывает азимут и путевую скорость ППРУ, исходя из текущего значения дирекционного угла, угла сближения меридианов и скоростей изменения планарных координат х, у.

Предлагаемая полезная модель ППРУ позволяет реализовать новые функциональные возможности пунктов управления боевыми действиями БМ.

Благодаря улучшенным техническим характеристикам РЛС, АПК,АПД:

1. Предлагаемый ППРУ самостоятельно обнаруживает воздушную цель на дальностях, когда обзорная РЛС БМ цели не видит. За время пока воздушная цель достигает зоны действия обзорной РЛС БМ, предлагаемый ППРУ передает на БМ координаты цели, которую необходимо уничтожить. Таким образом, БМ под управлением предлагаемого ППРУ работает на предельных дальностях поражения цели.

2. Предлагаемый ППРУ позволяет реализовать скрытый режим управления БМ, которые имеют собственную обзорную РЛС. В этом режиме БМ не включает свою обзорную РЛС, а данные в канал наведения для обстрела цели поступают от ППРУ.

Краткое описание чертежей

На фигуре приведена структурная схема подвижного пункта разведки и управления.

Осуществление полезной модели

Реализуемость предлагаемой полезной модели проверена экспериментально в процессе разработки опытного образца подвижного пункта разведки и управления, которая проведена ОАО «Марийский машиностроительный завод» (г.Йошкар-Ола).

На предлагаемую полезную модель разработана техническая документация на блоки и изделие в целом, проведены стендовые и натуральные испытания отдельных блоков и изделия в целом.

Предложенный подвижный пункт разведки и управления реализован на гусеничном шасси МТ-Лбу. Реализуемость ППРУ на колесном шасси не вызывает принципиальных трудностей.

Подвижный пункт разведки и управления (ППРУ), оснащенный радиолокационной станцией (РЛС), аппаратно-программным комплексом (АПК), аппаратурой передачи данных (АПД), сервером передачи данных (СПД), маршрутно-навигационной системой ориентирования (МНСО), отличающийся тем, что РЛС выполнена в виде полуактивной фазированной антенной решетки (ФАР), первый вход-выход которой соединен цифровым каналом связи (ЦКС) Ethernet с первым входом-выходом коммутатора сети EDG 6528I, при этом данные о навигации поступают от МНСО на РЛС, вначале по ЦКС Манчестер-2 от МНСО на СПД ЗН149, а затем по ЦКС RS-232С от СПД ЗН149 на РЛС, при этом АПК содержит автоматизированные рабочие места командира и оператора (АРМ КОМ и АРМ ОП), реализованные на базе двух центральных приборах коммутации и управления ЦПКУ (1) и ЦПКУ (2), из которых ЦПКУ (1) своим входом-выходом соединен ЦКС Ethernet со вторым входом-выходом коммутатора сети EDG 6528I, ЦПКУ (2) своим первым входом-выходом соединен ЦКС Ethernet с третьим входом-выходом коммутатора сети EDG 6528I, а вторым входом-выходом соединен ЦКС RS-232С с третьим входом РЛС, при этом АПД содержит пять электронных модулей 2С06 и один электронный модуль 2С17, первые входы-выходы электронных модулей 2С06 соединены соответственно с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым входами-выходами сервера передачи данных (СПД) ЗН149, а первый вход-выход электронного модуля 2С17 соединен с восьмым входом-выходом СПД, вторые входы-выходы электронных модулей осуществляют взаимообмен данными с БМ (боевой машиной) по радио или проводам со скоростями передачи данных, соответствующими типу БМ на предельных дальностях поражения цели, не включающих свои обзорные РЛС и позволяющих реализовать скрытый режим управления БМ, и данные в канал наведения для обстрела цели поступают от ППРУ.