СПОСОБ СКРЫТИЯ НАЗЕМНОГО МОБИЛЬНОГО ОБЪЕКТА ОТ РАДИОЛОКАЦИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ ИЗ КОСМОСА
METHOD FOR CONCEALING A GROUND MOBILE OBJECT FROM RADAR SURVEILLANCE FROM SPACE

Изобретение относится к относится к области маскировки наземных мобильных объектов от космических систем радиолокационного наблюдения (РЛН).
Известен способ защиты мобильных объектов от радиолокационных средств разведки и наведения оружия по патенту RUS №2577843 [1], согласно которому выполняют следующую последовательность действий:
предварительно устанавливают малогабаритные модули помех вдоль трассы движения мобильного объекта на расстоянии друг от друга, обеспечивающем непрерывное пребывание радиолокационного средства в зоне действия по меньшей мере одного малогабаритного модуля помех, и имеющие возможность управления с мобильного объекта,
мобильный объект оснащают пультом управления малогабаритными модулями помех,
формируют поля помех с помощью дистанционно управляемых малогабаритных модулей помех, за счет включения малогабаритного модуля помех при подходе мобильного объекта к нему на заданное расстояние, а выключают малогабаритный модуль помех при удалении от него мобильного объекта на заданное расстояние.
При таком способе обеспечивается защита мобильных объектов от средств разведки и наведения оружия за счет создания помех при движении мобильного объекта в районе его нахождения.
Недостатком аналога является относительно длительное время организации скрытия мобильного объекта, обусловленное необходимостью установки малогабаритных модулей помех вдоль трассы движения мобильного объекта.
Известен способ скрытия мобильного объекта от РЛН из космоса по патенту RUS №2312297 [2], согласно которому выполняют следующую последовательность действий:
рассчитывают моменты времени пролета радиолокатором точек минимальной дальности до него от объекта и соответствующие им углы места (УМ) и азимута;
определяют углы места и азимута направления РЛН из множества углов места и азимута направлений на точки минимальной дальности до радиолокатора;
рассчитывают ориентацию и размеры зон скрытия - зон радиолокационных наложений и радиолокационных теней искусственных и естественных объектов участков местности, расположенных по маршруту движения, пролета космического радиолокатора;
осуществляют выбор зон скрытия, обеспечивающих снижение уровня обнаружения и распознавания, с учетом габаритных размеров мобильного объекта;
осуществляют перемещение мобильного объекта по маршруту движения с учетом его скорости и расстояния между зонами скрытия в интервалах между моментами пролета космического радиолокатора, и остановку мобильного объекта в моменты его пролетов в зонах скрытия.
В указанном способе обеспечивается заданный уровень снижения вероятности обнаружения и распознавания - преимущественно в зонах радиолокационных теней.
Недостатками аналога являются относительно длительное время перемещения мобильного объекта, обусловленное необходимостью остановки в зонах радиолокационных теней и ограничением на перемещение в случаях, когда искусственных и естественных объектов участков местности, дающих радиолокационную тень недостаточно.
Из известных способов наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа по своей технической сущности является способ скрытия наземного мобильного объекта от РЛН из космоса по патенту RUS №2493530 [3] заключающимся в том, что:
рассчитывают моменты времени пролета космического радиолокатора (КРЛ) на основе априорно известных географического расположения маршрута движения наземного мобильного объекта (НМО) и параметров орбиты КРЛ;
определяют участок дорожной сети по маршруту перебазирования наземного мобильного объекта, имеющий достаточную протяженность, качество покрытия и азимутальную ориентацию, близкую к азимуту направления РЛН в момент пролета космического радиолокатора;
осуществляют разгон на выбранном участке дороги и удержание скорости НМО в момент РЛН, обеспечивающей смещение его радиолокационного изображения на выбранный участок местности,
в снижении отражательных характеристик НМО до уровня отражательных характеристик фона участков окружающей местности, придание доплеровского частотного сдвига отраженному радиолокационному сигналу путем совершения наземным мобильным объектом кратковременного маневра уклонения на интервале РЛН.
Недостатком способа прототипа является относительно большое время преодоления НМО выбранного маршрута в условиях защиты от РЛН из космоса.
Использование способа прототипа предполагает выбор участка маршрута, имеющего достаточную протяженность, требуемого качества покрытия и азимутальную ориентацию в момент нахождения НМО в зоне радиовидимости КРЛ. Например, ориентация маршрута НМО должен возможно близко примыкать к перпендикуляру относительно траектории движения КРЛ. В этом случае эффект Доплера будет максимальным и радиолокационное изображение MHO будет сливаться с участком местности. В противном случае, эффект Доплера будет снижаться и в частном случае, когда маршрут НМО перпендикулярен траектории КРЛ - будет нулевым. Кроме того, поскольку априорно неизвестен момент времени наблюдения КРЛ за НМО, необходимо применять меры скрытия от РЛН из космоса в течении всего периода нахождения НМО в зоне радиовидимости КРЛ, составляющего десятки минут.
Указанные обстоятельства накладывают ограничения на пространственно-временное планирование маршрута и приводят к увеличению времени, затрачиваемого НМО на преодоление выбранного маршрута.
Целью изобретения является разработка способа сокрытия НМО, обеспечивающего снижении времени преодоления НМО выбранного маршрута в условиях защиты от РЛН из космоса за счет своевременного выявления факта нахождения НМО в одной из рабочих зон КРЛ и принятия мер скрытия от РЛН наблюдения из космоса.
n
n
и
и
n
n
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе скрытия НМО от РЛН из космоса, заключающимся в том, что рассчитывают период времени нахождения НМО в зоне радиовидимости КРЛ на основе априорно известных географического расположения маршрута движения НМО и параметров орбиты КРЛ, применяют меры скрытия НМО от РЛН из космоса в момент РЛН, в период времени нахождения НМО в зоне радиовидимости КРЛ принимают радиосигналы от КРЛ в N≥2 моментов времени t где n=1…N. Определяют координаты КРЛ для каждого момента времени t на основе априорно известных параметров орбиты. Измеряют длительность радиолокационного импульса τ. Измеряют периоды повторения радиолокационных импульсов T(t) для каждого момента времени t.
n
n
n
Отображают на карте внутренние и внешние границы радиовидимости КРЛ для каждого момента времени t, используя предварительно заданные минимальный и максимальный углы места КРЛ. Отображают на карте семейство рабочих и нерабочих зон КРЛ для каждого момента времени t. В случае, если НМО находится в одной из рабочих зон КРЛ во все моменты времени t, скрывают НМО от РЛН из космоса за счет создания облака аэрозоля на пути распространения зондирующего сигнала.
и
n
n
Периоды повторения радиолокационных импульсов T(t) для каждого момента времени t измеряют используя усреднение по пачке радиолокационных импульсов, содержащей M≥10 одиночных импульсов.
n
На карте внутренние и внешние границы радиовидимости КРЛ для каждого момента времени t отображают, учитывая модель Земли в виде сферы эквивалентного радиуса, соответствующего широте подспутниковой точки КРЛ.
n
Границы рабочих и нерабочих зон КРЛ для каждого момента времени t отображают, учитывая модель Земли в виде сферы эквивалентного радиуса, соответствующего широте подспутниковой точки КРЛ на основе предварительно рассчитанных наклонных дальностей, соответствующих внешним и внутренним границам этих зон.
n
Семейство нерабочих зон КРЛ для каждого момента времени t отображают, учитывая модель Земли в виде сферы эквивалентного радиуса, соответствующего широте подспутниковой точки КРЛ на основе предварительно рассчитанных наклонных дальностей, соответствующих внешним и внутренним границам этих зон.
Облако аэрозоля создают путем разрыва пиротехнического снаряда.
3
Облако аэрозоля содержит покрытые слоем металла толщиной не более 1 мкм полые алюмосиликатные микросферы с нанопорами в стенках, с плотностью 0,18-0,9 г/см, с размером до 150 мкм и заполненные водородом в качестве горючего компонента, причем размер нанопор соответствует размеру молекул водорода.
Благодаря указанной новой совокупности существенных признаков, в том числе за счет своевременного выявления факта нахождения НМО в одной из рабочих зон КРЛ и принятия мер скрытия от РЛН из космоса, достигается цель изобретения: обеспечивающего снижении времени преодоления НМО выбранного маршрута в условиях защиты от РЛН из космоса.
Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:
на фиг. 1 геометрическая основа взаимосвязи наклонной дальности D с расстоянием от подспутниковой точки (ПТ) до точки отражения (ТО);
max
min
max
min
на фиг. 2 геометрическая основа взаимосвязи максимальной D и минимальной D наклонных дальностей с углами места и β и β;
1
на фиг. 3 Внешняя и внутренняя границы зоны радиовидимости радиовидимости (ЗРВ) КРЛ в момент времени t;
на фиг. 4 иллюстрация условия (2D/c=FT) невозможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ;
и
на фиг. 5 иллюстрация граничного условия (2D/c-τ=FT) возможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ;
и
на фиг. 6 иллюстрация граничного условия (2D/c+τ=FT) возможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ;
1
на фиг. 7 построение 1-й рабочей и 1-й нерабочей зон КРЛ в момент времени t;
1
на фиг. 8 построение 1-й рабочей и 1-й нерабочей зон в момент времени t при увеличенном масштабе;
1
на фиг. 9 построение 1-й и 2-й рабочих, 1-й и 2-й нерабочих зон КРЛ в момент времени t;
1
на фиг. 10 построение 1-й и 2-й рабочих, 1-й и 2-й нерабочих зон КРЛ в момент времени t при увеличенном масштабе;
1
на фиг. 11 построение 1…46-й рабочих, 1…45-й нерабочих зон КРЛ в момент времени t.
1
на фиг. 12 построение 1…46-й рабочих, 1…45-й нерабочих зон КРЛ в момент времени t при увеличенном масштабе;
1
2
на фиг. 13 построение 1…46-й рабочих и 1…45-й нерабочих зон КРЛ в моменты времени t и t;
1
2
на фиг. 14 построение рабочих и нерабочих зон КРЛ в моменты времени t и t при увеличенном масштабе;
1
11
на фиг. 15 построение 1…46-х рабочих и 1…45-х нерабочих зон КРЛ в моменты времени t…t.
1
11
на фиг. 16 построение 1…46-х рабочих и 1…45-й нерабочих зон КРЛ в моменты времени t…t при увеличенном масштабе;
1
на фиг. 17 нахождение НМО в 19-й нерабочей зоне КРЛ в момент времени t;
1
на фиг. 18 нахождение НМО в 19-й нерабочей зоне КРЛ момент времени t при увеличенном масштабе;
1
на фиг. 19 нахождение НМО в 20-й рабочей зоне КРЛ в момент времени t;
1
на фиг. 20 нахождение НМО в 20-й нерабочей зоне КРЛ в момент времени t при увеличенном масштабе;
1
2
на фиг. 21 нахождение НМО в 20-й рабочей зон КРЛ в моменты времени t и t;
1
2
на фиг. 22 нахождение НМО в 20-й рабочей зоне КРЛ в моменты времени t и t при увеличенном масштабе;
1
11
на фиг. 23 нахождение НМО в 20-й рабочей зоне КРЛ в моменты времени t…t;
1
11
на фиг. 24 нахождение НМО в 20-й рабочей зоне КРЛ в моменты времени t…t при увеличенном масштабе.
В патенте на изобретение [4] показана возможность создания облака аэрозоля для маскировочной дымовой завесы, не позволяющей противнику вести РЛН. Основу указанного способа составляет создание облака аэрозоля на пути распространения зондирующего сигнала путем разрыва пиротехнического снаряда.
3
Облако аэрозоля содержит покрытые слоем металла толщиной не более 1 мкм полые алюмосиликатные микросферы с нанопорами в стенках, с плотностью 0,18-0,9 г/см, с размером до 150 мкм и заполненные водородом в качестве горючего компонента, причем размер нанопор соответствует размеру молекул водорода.
На практике применение такого способа для скрытия НМО, перемещающегося на большие расстояния, от РЛН из космоса не применим, по причине невозможности создание запаса пиропатронов, обеспечивающих создание облака аэрозоля на всем протяжении выбранного маршрута. Однако, если каким-либо образом узнать моменты времени РЛН с использованием КРЛ районов в которых находится НМО, то создание облака аэрозоля на пути распространения зондирующего сигнала может стать весьма эффективным для скрытия НМО.
Известно, что НМО может находиться в зоне радиовидимости КРЛ при одном пролете в течении определенного времени. Продолжительность этого времени зависит от ряда факторов (высоты КРЛ, взаимного расположения маршрута НМО и траектории КРЛ, предельных рабочих углах места КРЛ и др.) и может достигать 30 минут. Для получения радиолокационного изображения высокого качества выбранного участка местности космическому радиолокатору необходимо до 30 секунд в течении пролета. Таким образом, если выявить факт ведения радиолокационной разведки участка местности, на котором находится НМО, то возможно принять меры скрытия НМО при помощи создания облака аэрозоля на пути распространения зондирующего сигнала, использовав при этом один пиропатрон.
Этапы алгоритма построения семейства рабочих и нерабочих зон КРЛ, а также аналитические соотношения представлены в приложении А.
На фиг. 1 представлена геометрическая основа взаимосвязи наклонной дальности D с расстоянием от ПТ до ТО S. На фиг. 1 введены следующие обозначения:
КРЛ - космический радиолокатор;
О - центр Земли;
ПТ - подспутниковая точка;
ТО - точка отражения;
R - эквивалентный радиус Земли;
Н - высота КРЛ;
D - наклонная дальность;
S - расстояние от ПТ до ТО по дуге большого круга;
β - угол места;
γ - угол засечки под которым видно S из КРЛ;
α - угол под которым видно S из центра Земли.
При использовании системы геодезических параметров Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90) радиус Земли на экваторе равен - 6378 км, а на полюсах - 6356 км. Для решаемой задачи возможно в качестве поверхности Земли использовать сферу с эквивалентным радиусом Земли R, зависящем от широты ПТ [5].
Анализ фиг. 1 показывает, что существует однозначная зависимость между наклонной дальностью D и расстоянием от ПТ до ТО S, которую возможно выразить через теоремы сферической тригонометрии [6].
max
min
max
min
На фиг. 2 Геометрическая основа взаимосвязи максимальной D и минимальной D наклонных дальностей с углами места и β и β.
max
min
При ведении РЛН из космоса, ограничиваются максимальным β и минимальный β УМ.
max
Максимальный угол места β обусловлен тем, что при увеличении угла места снижается контрастность радиолокационных изображений. На практике максимальный угол места, обычно принимают равным 60°.
min
Минимальный угол места β ограничен большим затуханием радиосигнала на радиотрассе при малом угле места. На практике минимальный угол места, обычно принимают равным 5°.
На фиг. 2 введены следующие обозначения:
КРЛ - космический радиолокатор;
О - центр Земли;
ПТ - подспутниковая точка;
1
2
max
min
ТО и ТО - точки отражения, соответствующие максимальному β и минимальному β УМ;
R - эквивалентный радиус Земли;
Н - высота КРЛ;
min
max
max
min
D и D - наклонные дальности, соответствующие максимальным β и минимальный β УМ;
min
max
1
2
S и S - расстояния от ПТ до ТО и TO по дуге большого круга;
max
min
β и β - максимальный и минимальный УМ;
max
min
min
max
γ и γ - углы засечки под которыми видны S и S из КРЛ;
max
min
min
max
α и α - углы под которыми видны S и S из центра Земли.
max
min
max
min
Аналитические соотношения взаимосвязи максимальной D и минимальной D наклонных дальностей с углами и β и β представлены в приложении А.
1
На фиг. 3 показаны внешняя и внутренняя границы зон радиовидимости (ЗРВ) КРЛ в момент времени t, с помощью математического моделирования. Здесь и далее, для иллюстрации предложенного способа, представлены результаты имитационного моделирования для частного случая, характеризующегося следующими исходными данными:
max
min
максимальный и минимальный УМ - β=60°, β=5°;
1
11
высота КРЛ в моменты времени t…t-Н=1000 км;
интервал времени между измерениями - Δt=2 с;
РЛH
время, затрачиваемое КРЛ на РЛН одного НМО - T=20 с;
И
начальное значение периода повторения импульсов - Т=300 мкс;
И
начальное значение длительности импульса - τ=30 мкс;
1
ПТ1
ПТ1
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47°с.ш., λ=40°з.д.;
2
ПТ2
ПТ2
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,1°с.ш., λ=40,05°з.д.;
3
ПТ3
ПТ3
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,2°с.ш., λ=40,1°з.д.;
4
ПТ4
ПТ4
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,3°с.ш., λ=40,15°з.д.;
5
ПТ5
ПТ5
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,4°с.ш., λ=40,2°з.д.;
6
ПТ6
ПТ6
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,5°с.ш., λ=40,25°з.д.;
7
ПТ7
ПТ7
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,6°с.ш., λ=40,3°з.д.;
8
ПТ8
ПТ8
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,7°с.ш., λ=40,35°з.д.;
9
ПТ9
ПТ9
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,8°с.ш., λ=40,4°з.д.;
10
ПТ10
ПТ10
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=47,9°с.ш., λ=40,45°з.д.;
11
ПТ11
ПТ11
о
широта и долгота ПТ КРЛ в момент времени t-ϕ=48°с.ш., λ=40,5з.д.;
1
11
НМО
HMO
широта и долгота НМО в моменты времени t…t-ϕ=60°с.ш., λ=30°з.д.;
1
11
радиус Земли для ПТ КРЛ в моменты времени t…t R=6366743 м.
1
11
Широты и долготы ПТ КРЛ в моменты времени t…t были смоделированы исходя из высоты КРЛ.
1
11
РЛH
Широта и долгота НМО в моменты времени t…t выбрана одна и та же, поскольку скорость НМО на несколько порядков меньше КРЛ и его перемещением в течении T можно пренебречь.
1
11
Изменения высоты КРЛ Н и радиус Земли для ПТ КРЛ R являются медленно изменяющимися величинами, поэтому в моменты времени t…t их изменения не учитывались.
min
max
1
Аналитические выражения для расчета расстояний S и S, соответствующих внутренней и внешней границам ЗРВ КРЛ в момент времени t, представлены в этапе 6 приложения А.
min
max
Наносят внутреннюю и внешнюю границы ЗРВ КРЛ в виде совокупности точек, отстоящих по дуге большого круга от ПТ КРЛ на расстояния S и S соответственно (этап 7 приложения А).
1
На фиг. 7…24 продублированы внешняя и внутренняя границы ЗРВ КРЛ в момент времени t.
Алгоритм построения внутренних и внешних границ ЗРВ КРЛ в другие моменты отличается от рассмотренного лишь исходными данными.
И
На фиг. 4 представлена иллюстрация условия (2D/c=FT) невозможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ.
И
И
В верхней части фиг. 4 показана последовательности импульсов излучаемая КРЛ с длительностью τ и периодом повторения Т: 1, 2, 3, 4, 5, …, i+1, i+2, i+3.
В нижней части фиг. 4 показана последовательности импульсов принятая КРЛ после отражения: 1', 2', 3'.
И
Показано, что при выполнении условия 2D/c=FT (где D - наклонная дальность, с - скорость света, F - целое положительное число) временные интервалы излучаемых i+1, i+2, i+3 и принимаемых 1', 2', 3' импульсов совпадают, что приводит к невозможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ.
И
И
На фиг. 5 представлена иллюстрация граничного условия (2D/c-τ=FT) возможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ.
И
И
В верхней части фиг. 5 показана последовательности импульсов излучаемая КРЛ с длительностью τ и периодом повторения Т: 1, 2, 3, 4, 5, …, i+1, i+2, i+3.
В нижней части фиг. 5 показана последовательности импульсов принятая КРЛ после отражения: 1', 2', 3'.
И
И
Показано, что при выполнении граничного условия 2D/c-τ=FT (где D - наклонная дальность, с - скорость света, F - целое положительное число) временные интервалы излучаемых i+1, i+2, i+3 и принимаемых 1', 2', 3' импульсов не совпадают, что приводит к возможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ.
И
На фиг. 6 представлена иллюстрация граничного условия (2D/c+τ=FT) возможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ.
И
И
В верхней части фиг. 5 показана последовательности импульсов излучаемая КРЛ с длительностью τ и периодом повторения Т: 1, 2, 3, 4, 5, …, i+1, i+2, i+3.
В нижней части фиг. 5 показана последовательности импульсов принятая КРЛ после отражения: 1', 2', 3'.
И
И
Показано, что при выполнении граничного условия 2D/c+τ=FT (где D - наклонная дальность, с - скорость света, F - целое положительное число) временные интервалы излучаемых i+1, i+2, i+3 и принимаемых 1', 2', 3' импульсов не совпадают, что приводит к возможности приема отраженной последовательности импульсов на борт КРЛ.
Анализ фиг. 4…6 позволяет сделать вывод о наличии рабочих и нерабочих зон КРЛ на поверхности Земли, определяемых следующими параметрами КРЛ:
ПТ
ПТ
широта и долгота ПТ ϕ, λ;
радиус Земли ПТ КРЛ R;
высота КРЛ Н;
И
период повторения импульсов Т;
И
длительность импульсов τ.
Необходимым и достаточным условием ведения РЛН с помощь КРЛ является выполнение двойного неравенства:
q
q
Аналитические выражения для расчета дальностей наклонных дальностей L и K, соответствующих внутренним и внешним границам нерабочих зон представлены в этапах 10 и 11 приложения А.
1
На фиг. 7 показано построение 1-й рабочей и 1-й нерабочей зон КРЛ в момент времени t.
q
q
Аналитические выражения для расчета дальностей наклонных дальностей L и K, для q=1 соответствующих внутренним и внешним границам первой нерабочей зоне представлены в этапах 10 и 11 приложения А. 1-я нерабочая зона отображена в виде заштрихованного кольца. 1-я рабочая зона расположена между внутренней границей ЗРВ КРЛ и 1-й нерабочей зоной.
1
На фиг. 8, для наглядности, показано построение 1-й рабочей и 1-й нерабочей зон в момент времени t при увеличенном масштабе.
1
На фиг. 9 показано построение 1-й и 2-й рабочих, 1-й и 2-й нерабочих зон КРЛ в момент времени t.
q
q
Аналитические выражения для расчета дальностей наклонных дальностей L и K, для q=1 и q=2 соответствующих внутренним и внешним границам 1-й и 2-й нерабочим зонам представлены в этапах 10 и 11 приложения А. 1-я и 2-я нерабочие зоны отображена в виде заштрихованных колец. 1-я рабочая зона расположена между внутренней границей ЗРВ КРЛ и 1-й нерабочей зоной. 2-я рабочая зона расположена между 1-й и 2-й нерабочими зонами.
1
На фиг. 10, для наглядности, показано построение 1-й и 2-й рабочих, 1-й и 2-й нерабочих зон в момент времени t при увеличенном масштабе.
1
На фиг. 11 показано построение 1…46-й рабочих, 1…45-й нерабочих зон КРЛ в момент времени t.
q
q
Аналитические выражения для расчета дальностей наклонных дальностей L и K, для q=1…45 соответствующих внутренним и внешним границам 1…45-й нерабочим зонам представлены в этапах 10 и 11 приложения А. 1…45-я нерабочие зоны отображена в виде заштрихованных колец. 1-я рабочая зона расположена между внутренней границей ЗРВ КРЛ и 1-й нерабочей зоной. 2…44-я рабочие зоны расположены между нерабочими зонами. 46-я рабочая зона расположена между 45-й нерабочей зоной и внешней границей ЗРВ КРЛ.
В общем случае количество рабочих (нерабочих) зон КРЛ Q может быть различным и зависит от следующих параметров:
высота КРЛ Н;
max
min
максимальный и минимальный УМ β и β;
И
период повторения импульсов Т;
И
длительность импульса τ.
Аналитические выражения для расчета количество рабочих (нерабочих) зон КРЛ Q представлено в этапе 8 приложения А.
1
На фиг. 12, для наглядности, показано построение 1…46-й рабочих, 1…45-й нерабочих зон в момент времени t при увеличенном масштабе.
1
2
На фиг. 13 показано построение 1…46-х рабочих, 1…45-х нерабочих зон КРЛ в моменты времени t и t.
1
2
КРЛ в моменты времени t и t находится в различных точках пространства, поскольку за интервал времени между измерениями Δt=2 с КРЛ перемещается. Следовательно перемещаются рабочие и нерабочие зоны КРЛ.
q
q
Аналитические выражения для расчета дальностей наклонных дальностей L и K, для q=1…45 соответствующих внутренним и внешним границам 1…45-х нерабочих зон представлены в этапах 10 и 11 приложения А. 1…45-е нерабочие зоны отображена в виде заштрихованных колец. Каждая 1-я рабочая зона расположена между внутренней границей ЗРВ КРЛ и 1-й нерабочей зоной. Каждые 2…44-е рабочие зоны расположены между нерабочими зонами. Каждая 46-я рабочая зона расположена между 45-й нерабочей зоной и внешней границей ЗРВ КРЛ.
1
2
На фиг. 14, для наглядности, показано построение рабочих, и нерабочих зон в моменты времени t и t при увеличенном масштабе. На фиг. 14 видно, что нерабочие зоны сдвинулись вдоль траектории движения КРЛ, а геометрические размеры рабочих зон уменьшились.
1
11
На фиг. 15 показано построение 1…46-х рабочих, 1…45-х нерабочих зон КРЛ в моменты времени t…t.
1
11
КРЛ в моменты времени t…t находится в различных точках пространства, поскольку за каждый интервал времени между измерениями Δt=2 с КРЛ перемещается. Следовательно перемещаются рабочие и нерабочие зоны КРЛ.
q
q
Аналитические выражения для расчета дальностей наклонных дальностей L и K, для q=1…45 соответствующих внутренним и внешним границам 1…45-x нерабочих зон представлены в этапах 10 и 11 приложения А. Каждая 1…45-я нерабочие зоны отображена в виде заштрихованных колец. Каждая 1-я рабочая зона расположена между внутренней границей ЗРВ КРЛ и 1-й нерабочей зоной. Каждые 2…44-е рабочие зоны расположены между нерабочими зонами. Каждая 46-я рабочая зона расположена между 45-й нерабочей зоной и внешней границей ЗРВ КРЛ.
1
11
На фиг. 16, для наглядности, показано построение 1…46-x рабочих и 1…45-й нерабочих зон КРЛ в моменты времени t…t при увеличенном масштабе. На фиг. 16 видно, что нерабочие зоны сдвинулись вдоль траектории движения КРЛ, а геометрические размеры рабочих зон уменьшились.
1
1
На фиг. 17 показано нахождение НМО в 19-й нерабочей зоне КРЛ в момент времени t. На фиг. 17 помимо построенных 1…46-й рабочих, 1…45-й нерабочих зон КРЛ в момент времени t отображен выбранный НМО.
1
На фиг. 18 показано нахождение НМО в 19-й нерабочей зоне КРЛ момент времени t при увеличенном масштабе.
Анализ фиг. 17 и фиг. 18 позволяет сделать вывод, что КРЛ не сможет вести РЛН в отношении НМО, поскольку излучение и прием импульсов с избранными периодом повторения и длительностью происходит в одно и то же время, что невозможно реализовать.
И
И
Для того, чтобы КРЛ мог вести РЛН необходимо и достаточно выполнение двойного неравенства (2). Следовательно выбранные в качестве начальных условий τ и/или Т необходимо изменить и подобрать их таким образом, чтобы двойное неравенство (1) выполнялось.
1
И
И
На фиг. 19 показано нахождение НМО в 20-й рабочей зоне КРЛ в момент времени t; Это произошло в результате подбора τ и Т таким образом, чтобы двойное неравенство (1) было верным.
1
На фиг. 20 показано нахождение НМО в 20-й нерабочей зоне КРЛ в момент времени t при увеличенном масштабе.
РЛН
Важно, чтобы двойное неравенство (1) выполнялось в течении всего времени, затрачиваемого КРЛ на РЛН один НМО Т.
1
2
И
И
1
2
На фиг. 21 показано нахождение НМО в 20-х рабочих зонах КРЛ в моменты времени t и t. Это произошло в результате подбора τ и Т для моментов времени t и t таким образом, чтобы двойное неравенство (1) было верным.
1
2
На фиг. 22 показано нахождение НМО в 20-х нерабочих зонах КРЛ в моменты времени t и t при увеличенном масштабе.
1
11
И
И
1
11
На фиг. 23 показано нахождение НМО в 20-х рабочих зонах КРЛ в моменты времени t…t. Это произошло в результате подбора τ и Т для моментов времени t…t таким образом, чтобы двойное неравенство (1) было верным.
1
11
На фиг. 24 показано нахождение НМО в 20-х нерабочих зонах КРЛ в моменты времени t…t при увеличенном масштабе.
Рассмотренный частный случай приведен для иллюстрации построения семейства рабочих и нерабочих зон КРЛ.
Для реализации заявляемого способа необходимо выполнить следующие этапы:
И
n
И
n
n
измерение периодов повторения импульсов Т(t) и длительностей импульсов τ(t) в течении непродолжительного времени, составляющего 2-5 секунд в моменты времени t;
построение ближней и дальней границы ЗРВ КРЛ;
построение семейства рабочих и нерабочих зон КРЛ;
выработка решения о принятии мер скрытия НМО от РЛН из космоса в случае если НМО;
принятие мер скрытия НМО от РЛН из космоса за счет создания облака аэрозоля путем разрыва пиротехнического снаряда.
Совместное имитационное моделирование заявленного способа скрытия НМО от РЛН из космоса и способа прототипа показало возможность сокращения времени преодоления НМО выбранного маршрута в условиях защиты от РЛН из космоса в 5…10 раз за счет своевременного выявления факта нахождения НМО в одной из рабочих зон КРЛ и принятия мер скрытия от РЛН из космоса, что указывает на возможность достижения указанного технического результата.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Белоусов А.В., Болкунов А.А., Ивойлов В.Ф., Пашук М.Ф., Саркисьян А.П., Хакимов Т.М. Способ защиты мобильных объектов от радиолокационных средств разведки и наведения оружия. Патент на изобретение RUS №2577843 от 20.03.2016.
2. Полетаев A.M. Способ скрытия мобильного объекта от радиолокационного наблюдения из космоса. Патент на изобретение RUS №2312297 от 10.12.2007.
3. Полетаев A.M. Способ скрытия наземного мобильного объекта от радиолокационного наблюдения из космоса. Патент на изобретение RUS №2493530 от 20.09.2013.
4. Прокопьев И.П., Якунин Г.Н., Чабак А.Ф. Способ создания облака аэрозоля для маскировочной дымовой завесы или ложной цели. Патент на изобретение RUS №2388736 от 10.05.2010.
5. Волков Р.В., Севидов В.В., Богдановский С.В., Теслевич С.Ф. Модель поверхности Земли при определении местоположения земной станции по сигналам спутников-ретрансляторов. Наукоемкие технологии. 2016. Т. 17. №12. С. 44-50.
6. Волков Р.В., Ремнев Р.С., Севидов В.В. Применение теорем сферической тригонометрии в координатометрии. В сборнике: Инновационная деятельность в Вооруженных Силах Российской Федерации. Труды всеармейской научно-практической конференции. 2015. С. 81-84.
7. Балабанов В.В., Беспалов В.Л., Кельян А.Х., Пономарев А.А., Севидов В.В., Чемаров А.О. Способ определения параметров орбиты искусственного спутника Земли. Патент РФ №2652603 МПК G01S 5/00 (2006.01) Бюл. №12 от 27.04.18 по заявке №2017121725 от 20.06.2017.
8. Агиевич С.Н., Беспалов В.Л., Дедовская Э.Г., Матюхин А.С., Подъячев П.А., Севидов В.В. Способ определения параметров орбиты искусственного спутника Земли с использованием приемных опорных реперных станций. Патент РФ №2702098 по заявке №2018127491 от 25.07.18.
Приложение А
Алгоритм построения семейства рабочих и нерабочих зон космического радиолокатора
Для построения рабочих и нерабочих зон космического радиолокатора (КРЛ) разработан алгоритм этапы которого представлены в настоящем приложении.
КРЛ
КРЛ
КРЛ
Этап 1. Определяют декартовы координаты КРЛ х, y, z одним из известных способов [7, 8].
ПT
ПТ
ПТ
ПТ
ПТ
Этап 2. Определяют декартовы координаты подспутниковой точки (ПТ) КРЛ х, y, z и преобразуют их в географические координаты ϕ и λ.
Этап 3. Рассчитывают радиус Земли исходя из широты для ПТ КРЛ [5].
max
min
Этап 4. Выбирают максимальный β и минимальный β углы места (УМ) для точек отражения (ТО) от земной поверхности.
min
max
Этап 5. Рассчитывают расстояния S и S, соответствующие внутренней и внешней границам ЗРВ КРЛ.
min
max
Минимальный γ и максимальный γ углы засечки, соответствующие максимальному и минимальному УМ соответственно исходя из теоремы синусов для плоского треугольника будут равны:
Минимальный и максимальный углы из центра Земли, соответствующие максимальному и минимальному углу места соответственно будут равны
min
min
max
α=90-γ-β,
max
max
min
α=90-γ-β.
min
max
Тогда расстояния S и S, соответствующие ближней и дальней границам зоны радиовидимости (ЗРВ) КРЛ возможно рассчитать по формулам
min
max
Этап 6. Наносят внутреннюю и внешнюю границы ЗРВ КРЛ в виде совокупности точек, отстоящих по дуге большого круга от ПТ КРЛ на расстояния S и S соответственно (см. фиг. 3).
min
max
Этап 7. Рассчитывают минимальную D и максимальную D наклонную дальность, соответствующую ближней и дальней границам радиовидимости:
Этап 8. Рассчитывают количество рабочих (нерабочих) зон КРЛ Q в соответствии с выражением
где с - скорость света.
q
Этап 9. Рассчитывают Q наклонных дальностей D, где q=1…Q, удовлетворяющим двум условиям:
min
q
max
D≥D≥D,
q
где с - скорость света, A - целое положительное число.
q
Этап 10. Рассчитывают Q дальностей наклонных дальностей L, соответствующих внутренним границам нерабочих зон по формулам:
q
q
и
L=(2D-τс)/2.
q
Этап 11. Рассчитывают Q дальностей наклонных дальностей K, соответствующих внешним границам нерабочих зон по формулам:
q
q
и
K=(2D+τс)/2.
n
Этап 12. Рассчитывают углы  соответствующие наклонным дальностям L по теореме косинусов для плоского треугольника.
q
Этап 13. Рассчитывают углы  соответствующие наклонным дальностям K по теореме косинусов для плоского треугольника.
Этап 14. Рассчитывают дуги большого круга Земли  соответствующие радиусам внутренних границ нерабочих зон КРЛ.
Этап 15. Рассчитывают дуги большого круга Земли  соответствующие радиусам внешних границ нерабочих зон КРЛ.
Этап 16. Строят внутренние и внешние границы нерабочих зон на карте, откладывая соответствующие дуги большого круга  и,  от ПТ.
Этап 17. Заштриховывают пространство между внутренними и внешними границами нерабочих зон.
Этап 18. Повторяют этапы 1…17 М раз для каждого момента времени измерения.
Этап 19. В качестве рабочей зоны КРЛ выбирают не заштрихованные области на карте внутри зоны радиовидимости КРЛ.