МОБИЛЬНЫЙ НАЗЕМНЫЙ ПУНКТ УПРАВЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Полезная модель относится к области радиотехники, а именно, к технике связи с летательным аппаратом и приему информации наблюдения от бортовых датчиков по радиоканалам и может использоваться в качестве мобильного наземного пункта управления и обработки информации, и доведения до потребителей видеоданных оперативного мониторинга объектов инфраструктуры топливно-энергетического комплекса, объектов технадзора и районов чрезвычайных ситуаций.
Из уровня техники известны мобильные комплексы сбора, обработки и доведения информации, описанные, например, в книге: B.C.Верба. Авиационные комплексы радиотехнического дозора и наведения. Состояние и тенденции развития. - М.: Радиотехника. 2008. с.51-57. Так, разработанный ОАО «Концерн радиостроения «Вега» известный мобильный комплекс сбора, обработки и доведения информации А-50, размещенный на самолете, состоит из бортовой радиолокационной станции (БРЛС), командной радиолинии (КРЛ), бортовой вычислительной системы (БВС), бортового комплекса средств связи (БКСС) и нескольких автоматизированных рабочих мест (АРМ). Выход БРЛС подключен к входу БВС, выходы которой подключены, соответственно, к первому входу КРЛ, входу БКСС и входам каждого из АРМ. Выходы каждого из АРМ подключены ко второму входу КРЛ, выход которой является выходом мобильного комплекса сбора, обработки и доведения информации, входом которого является вход БРЛС.
Недостатком известного аналога является узкая область применения, обусловленная тем, что мобильный комплекс сбора, обработки и доведения информации возможно разместить только на крупногабаритном самолете, он обеспечивает сбор и обработку, преимущественно, радиолокационной информации о воздушных целях и ее доставку до средств перехвата воздушных целей.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является мобильный комплекс приема сигналов спутниковой связи, описанный в полезной модели по патенту RU 57535 от 10.10.2006, комплекс приема сигналов спутниковой связи (МКП ССС) состоит из первого антенного модуля (AM) и второго AM. Первый и второй AM содержат, соответственно, N≥1 и М≥1 антенн для приема сигналов от искусственных спутников Земли (ИСЗ). Наземная станция управления реализована в прототипе в виде модуля приема, селекции и обработки сигналов (МПСОС), и мобильная станция реализована в виде модуля информационной обработки сигналов (МИОС). Информационные выходы первого и второго AM подключены к информационному входу МПСОС. Первый и второй управляющие выходы МПСОС подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго AM. Информационный выход МПСОС подключен к информационному входу МИОС. Питающие входы первого и второго AM, МПСОС и МИОС подключены к соответствующим выходам модуля автономного электропитания.
Однако, ближайший аналог имеет недостаток - узкая область применения, обусловленная тем, что мобильный комплекс приема сигналов спутниковой связи - прототип собирает, обрабатывает и передает информацию только от спутников связи. Отмеченный недостаток определяет относительно низкую мобильность сбора, обработки и доведения до потребителей видеоданных оперативного мониторинга ближайшего аналога.
Задачей полезной модели является создание мобильного наземного пункта управления и обработки информации с устранением указанных недостатков.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в расширении функциональных возможностей за счет повышения мобильности сбора, обработки и доведения до потребителей видеоданных, а также за счет использования нескольких летательных аппаратов для сбора данных и мониторинга объектов, использования широкополосных каналов для передачи информации, обработки и дешифрирования информации, полученной по радиоканалам и доставленной с места посадки самолета, регистрации информации наблюдения, принятой по радиоканалам в новом стандарте передачи информации «Видео-Ц», сохраняющем информацию от различных источников в формате до 32К элементов в строке, формирования донесений для потребителей и передачи информации по внешнему каналу Ethernet и/или на стандартном носителе.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что наземный пункт управления и обработки информации содержит, по меньшей мере, одну лабораторию приема и дешифрирования информации (ЛПД), включающую наземный радиочастотный терминал, блок предварительной обработки информации, средства регистрации и воспроизведения, спутниковую навигационную аппаратуру, по меньшей мере, два автоматизированных рабочих места, средства электропитания, средства локальной вычислительной сети (ЛВС), при этом ЛПД размещена в кузове-фургоне на шасси транспортного средства, а также дополнительно снабжена средствами проводной и радиосвязи, а наземный радиочастотный терминал состоит из антенного модуля, соединенного одним выходом с приемным устройством сантиметрового (СМ) диапазона, а входом-выходом - с приемно-передающим устройством дециметрового (ДМ) диапазона, при этом цифровая радиолиния ДМ диапазона имеет в своем составе узкополосный прямой канал передачи информации для передачи кодированной информации на бортовой терминал летательного аппарата (ЛА) и обратный, в сторону ЛПД, узкополосный канал передачи информации для приема координатной информации о текущем местоположении летательного аппарата, необходимой для организации связи между ЛПД и ЛА по широкополосной радиолинии СМ диапазона, а по цифровой широкополосной радиолинии СМ диапазона осуществляется передача в ЛПД оптикоэлектронной и радиолокационной информации наблюдения в реальном масштабе времени, а для определения координат и угловой ориентации антенных систем радиолиний ДМ и СМ диапазона используется спутниковая навигационная аппаратура, а блок предварительной обработки информации осуществляет преобразование и декомпрессию информации наблюдения, поступающей в ЛПД из радиоканалов и/или доставленной с места посадки ЛА, при этом средства регистрации и воспроизведения выполнены с возможностью записи информации наблюдения, а также считывания информации наблюдения, при этом, по меньшей мере, два автоматизированных рабочих места выполнены в виде автоматизированного рабочего места оперативного дешифрирования (АРМОД) и оперативного управления (АРМОУ), причем АРМОД выполнено с возможностью дешифрирования непосредственно на экране видеомонитора строчной оптико-электронной и радиолокационной информации наблюдения, а также информации, формируемой кадровыми оптическими средствами наблюдения, автоматической обработки данных радиотехнического наблюдения, автоматического определения координат объектов, указанных на экране видеомонитора, по навигационным данным, содержащимся в составе информации наблюдения, с привязкой объектов к цифровым картам местности, автоматизированного составления текстовых итоговых документов в виде формализованных донесений и графических документов, которые содержат изображение участка местности, на котором обозначены обнаруженные объекты, с привязкой их к цифровой карте местности и текстовой информацией об условиях съемки, координатах и основных параметрах опознанных объектов, а также графические документы, содержащие параметры обнаруженных объектов радиотехнического наблюдения на картографическом фоне, и передачу сохраненных информационных кадров и итоговых документов в виде текстовых и графических файлов в канал локальной вычислительной сети (ЛВС) Ethernet и/или в энергонезависимую карту памяти и/или CD/DVD диск.
Наземный пункт управления и обработки информации (НПУОИ), в составе лаборатории приема и дешифрирования информации, обеспечивает выполнение следующих задач:
- связь с летательным аппаратом и прием информации наблюдения от бортовых датчиков по узкополосному (УРК) и широкополосным (ШРК) радиоканалам;
- регистрацию информации наблюдения, принятой по радиоканалам;
- дешифрирование информации наблюдения, полученной по радиоканалам и доставленной с места посадки самолета;
- автоматизированное составление отчетных документов по результатам дешифрирования в виде формализованных донесений, графических видеодокументов;
- информационно-техническое взаимодействие с потребителями разведывательной информации.
В номенклатуру модулей наземного комплекса приема и обработки информации включена подвижная лаборатория приема и дешифрирования оптико-электронной, радиолокационной и радиотехнической информации.
Тактико-технические характеристики: НПУОИ имеет следующие характеристики:
а) Среднее время обработки одним оператором оптикоэлектронной и радиолокационной информации по одному опознанному объекту:
- при экспресс-обработке с определением координат
по навигационным данным, с
- 60
- при детальном дешифрировании с определением
координат по навигационным данным, мин
- 2-9
- при детальном дешифрировании с определением координат
с использованием цифровых карт местности (3 опорные точки), мин
- 3-7
- при комплексном дешифрировании 2-спектральной информации
с определением координат по навигационным данным, мин
- 8-10
- при комплексном дешифрировании 2-спектральной информации
с определением координат с использованием карт местности
(3 опорные точки), мин
- 10-15
б) Время обработки информации радиотехнического наблюдения
- при выборочной оперативной обработке информации о
5-10 типах РЛС, мин
- до 2
- при обработке всего объема поступающей за полет
информации, мин
- до 60
в) Среднеквадратические ошибки определения координат объектов по навигационным данным (с учетом рельефа местности) при обработке оптико-электронной и радиолокационной информации:
- при съемке с малых высот, м
- 57-89
- при съемке со средних и больших высот, м
- 89-155
Технические средства лабораторий размещаются в кузовах-фургонах на шасси автомобилей "Урал-43203". Для доставки материалов с места посадки летательного аппарата используется автомобиль УАЗ 2569.
Электропитание лабораторий НПУОИ осуществляется трехфазным переменным током напряжением 380/220В±10%, 50 Гц±2% от электроустановок, встроенных в автомобили "Урал-43203", либо от внешнего источника электроэнергии (от подвижной электростанции или от промышленной электросети).
Для обеспечения нормальных климатических условий для работы личного состава и аппаратуры лаборатории оборудованы средствами жизнеобеспечения в составе:
- кондиционера;
- фильтровентиляционной установки;
- отопительно-вентиляционной установки.
Для взаимодействия между личными составами лабораторий НПУОИ в месте его дислокации и на марше в состав каждой лаборатории включены средства проводной и радиосвязи.
Лаборатория ЛПД предназначена для обработки в реальном масштабе времени (в процессе полета летательного аппарата) и послеполетной обработки оптической, оптико-электронной, радиолокационной, радиотехнической информации наблюдения.
Лаборатория ЛПД обеспечивает:
- вхождение в связь с ЛА по узкополосному радиоканалу и прием от ЛА координатной информации о его текущем местоположении;
- вхождение в связь с ЛА по широкополосной радиолинии и прием от ЛА информации оптико-электронного (ОЭ) (телевизионная, инфракрасная, оптическая) и радиолокационного (РЛ) наблюдения;
- дешифрирование в реальном масштабе времени информации наблюдения, поступающей в лабораторию по радиоканалам в процессе полета ЛА;
- послеполетное дешифрирование информации наблюдения, доставляемой с места посадки летательного аппарата;
- регистрацию информации наблюдения, принятой по радиоканалам от летательного аппарата, и ее послеполетное дешифрирование;
- автоматическое определение координат объектов, опознанных оператором в процессе дешифрирования, с использованием навигационных данных, содержащихся в составе информации наблюдения, и цифровых карт местности;
- автоматизированное составление текстовых итоговых документов в виде формализованных донесений;
- автоматизированное составление графических видеодокументов, содержащих телевизионное (инфракрасное или радиолокационное) изображение участка местности, на котором обозначены обнаруженные объекты, дополненное соответствующим фрагментом карты и текстовой информацией об условиях съемки, координатах и основных параметрах опознанных объектов;
- передачу итоговых документов потребителю в виде файлов на стандартном носителе (энергонезависимая карта памяти и/или CD/DVD диск) или через локальную вычислительную сеть (ЛВС).
Состав и функциональное назначение технических средств ЛПД. Технические средства лаборатории ЛПД размещаются в операторской машине, выполненной в кузове-фургоне на шасси автомобиля "Урал-43203".
В состав операторской машины входят:
- антенная система и приемопередающее устройство цифровой радиолинии дециметрового и приемное устройство сантиметрового диапазона;
- спутниковая навигационная аппаратура для определения координат и угловой ориентации антенной системы радиолинии;
- средства первичной обработки информации наблюдения;
- средства регистрации и воспроизведения информации наблюдения;
- два автоматизированных рабочих места: оперативного дешифрирования (РМОД) и управления (РМОУ);
- средства локальной вычислительной сети (ЛВС) Ethernet;
- средства электропитания.
Кроме основного функционального оборудования, в операторской машине размещаются средства проводной и радиосвязи, с помощью которых организуется взаимодействие между личными составами лаборатории ЛПД и других лабораторий наземного комплекса в месте его дислокации и на марше.
Цифровая радиолиния ДМ диапазона имеет в своем составе прямой (в сторону летательного аппарата) и обратный (в сторону лаборатории) узкополосные каналы передачи информации со скоростью 1200 бит/с для приема координатной информации о текущем местоположении летательного аппарата, необходимой для организации связи между лабораторией и летательным аппаратом по широкополосной радиолинии СМ диапазона.
Цифровая широкополосная радиолиния ДМ диапазона обеспечивает передачу информации со скоростью от 9,6 кбит/с до 10 Мбит/с
Цифровая широкополосная радиолиния СМ диапазона обеспечивает передачу информации со скоростью 40 Мбит/с (2 канала по 20 Мбит/с). По широкополосной радиолинии СМ диапазона осуществляется передача в лабораторию оптикоэлектронной и радиолокационной информации наблюдения в реальном масштабе времени.
Для определения координат и угловой ориентации антенных систем радиолиний ДМ и СМ диапазона используется спутниковая навигационная аппаратура, обеспечивающая определение координат со среднеквадратической погрешностью не более 35 м в плане, не более 50 м по высоте, и точность определения углов азимута со среднеквадратическим отклонением не более 20 угловых минут.
Средства регистрации и воспроизведения обеспечивают:
- запись информации наблюдения, принятой по радиоканалам или доставленной с места посадки летательного аппарата.
- считывание информации наблюдения, записанной в лаборатории или доставленной с места посадки летательного аппарата.
Блок предварительной обработки сигналов осуществляет преобразование из последовательного в параллельный код и декомпрессию информации, поступающей в лабораторию из радиоканалов.
Назначение наземного радиочастотного терминала. Наземный радиочастотный терминал является составной частью ЛПД и предназначен для организации связи по:
ПК - прямому каналу (каналу радиоуправления);
OK1 - обратному информационному каналу дециметрового диапазона;
ОК2 - обратному информационному каналу сантиметрового диапазона.
Наземный радиочастотный терминал обеспечивает:
- кодирование и передачу информации, поступающей из ЛПД по ПК на бортовой терминал ЛА;
- прием по OK1 квитанций команд и телеметрической информации от бортовых систем управления и комплекса разведки ЛА, декодирование принимаемых сигналов и выдачу их в ЛПД;
- прием по ОК2 цифровой видеоинформации от комплекса разведки и выдачу его в ЛПД.
Технические характеристики. Передатчик прямого канала обеспечивает передачу информации по одному прямому узкополосному каналу (ПКУ).
Мощность передатчика ПК, Вт, не менее
- 15
Диапазон волн ПК - дециметровый.
Скорость передачи информации, бит/с не менее
- 1200
Приемное устройство изделия наземного радиочастотного терминала обеспечивает прием информации по двум каналам.
В дециметровом диапазоне длин волн (OK1):
- по узкополосному обратному каналу (ОКУ) прием полетной навигационно-пилотажной информации, телеметрической информации и донесений;
- по широкополосному обратному каналу (ОКШ) прием видовой информации.
Скорость приема:
- по узкополосному каналу, бит/с, не менее
- 1200
- по широкополосному каналу в зависимости от
требуемой дальности, кбит/с
- 9,6 до 10000
В сантиметровом диапазоне длин волн (ОК2) приемное устройство обеспечивает одновременный прием двух потоков развединформации от радиоэлектронных и оптикоэлектронных средств разведки.
Скорость приема по каждому каналу не менее 20 Мбит /с.
Чувствительность дециметровых приемников информационного обратного канала OK1:
- узкополосного - не хуже минус 140 дБ относительно 1 Вт,
- широкополосного - не хуже минус 110 дБ относительно 1 Вт.
Чувствительность широкополосных приемников ОК2:
- не хуже минус 105 дБ относительно 1 Вт.
Время настройки (вхождения в синхронизм) приемника информационного обратного канала (ОКИ) - не более 3 с при отсутствии целеуказаний по дальности, и не более 0,2 с при наличии целеуказания по дальности. Диапазон углов обзора антенными системами:
- в горизонтальной плоскости, град, не менее
- ±1750
- в вертикальной плоскости, град
- от минус 50 до +900.
Максимальная угловая скорость перемещения антенны, град/с - 40±10. Параметры антенных устройств каналов ПК, OK1 и ОК2:
а) антенна ПК:
- коэффициент усиления в максимуме диаграммы направленности
(ДН), дБ, не менее
- 8
- ширина ДН в азимутальной плоскости по уровню
минус 3 дБ, град
- 130±15
- ширина ДН в угломестной плоскости по уровню
минус 3 дБ, град
- 50±10
б) антенна OK1:
- коэффициент усиления в максимуме ДН, дБ, не менее
- 17
- ширина ДН в азимутальной плоскости по уровню
минус 3 дБ, град
- 9-12
- ширина ДН в угломестной плоскости по уровню
минус 3 дБ, град
- 23±5
в) антенна ОК2:
- коэффициент усиления в максимуме ДН, дБ, не менее
- 36
- ширина ДН по уровню 3 дБ в азимутальной
и угломестной плоскостях, град
- 2±0,25
Мощность, потребляемая аппаратурой наземного радиочастотного терминала от источников постоянного тока (27±10%) В, Вт, не более - 700
Мощность, потребляемая аппаратурой наземного радиочастотного терминала по цепи переменного тока (220±10%) В, 50 Гц, ВА, не более - 250
Масса составных частей наземного
масса
радиочастотного терминала, кг
- антенный модуль
- 98
- приемно-передающее устройство
- 12
дециметрового (ДМ) диапазона
- приемное устройство
- 9,2
сантиметрового (СМ) диапазона
- кабели
- 5
Рабочее место оперативного дешифрирования (РМОД) предназначено:
- для дешифрирования непосредственно на экране видеомонитора строчной оптикоэлектронной (телевизионной, инфракрасной) и радиолокационной информации наблюдения, а также информации, формируемой кадровыми оптическими средствами наблюдения;
- для автоматической обработки данных радиотехнического наблюдения;
- для автоматизированного составления итоговых документов.
Каждое РМОД представляет собой персональную ЭВМ с двумя видеомониторами, дополненную специальным оборудованием для приема и отображения информации наблюдения в реальном масштабе времени.
Технические средства РМОД обеспечивают:
- отображение на экране видеомонитора строчной и кадровой информации наблюдения, как в реальном масштабе времени, так и в режиме останова кадра с обеспечением ее равномасштабности и с возможностью переключения спектральных диапазонов (в случае обработки 2-спектральной информации);
- изменение масштаба изображения с обеспечением вывода на экран как полного информационного кадра, так и любого его фрагмента без потери исходной разрешающей способности изображения;
- сохранение информационных кадров, выбранных оператором, в виде графических файлов с возможностью их обработки программами улучшения качества и повышения информативности изображений;
- автоматическое определение координат объектов, указанных оператором на экране видеомонитора, по навигационным данным, содержащимся в составе информации наблюдения, и с использованием цифровых карт местности;
- автоматическую обработку данных радиотехнического наблюдения с представлением результатов обработки на экране видеомонитора;
- автоматизированное составление текстовых итоговых документов в виде формализованных донесений;
- автоматизированное составление графических документов, содержащих:
а) телевизионное (инфракрасное или радиолокационное) изображение участка местности, на котором обозначены обнаруженные объекты, дополненное соответствующим фрагментом карты и текстовой информацией об условиях съемки, координатах и основных параметрах опознанных объектов;
б) параметры обнаруженных объектов радиотехнического наблюдения на картографическом фоне;
- передачу сохраненных информационных кадров и итоговых документов в виде текстовых и графических файлов в канал локальной вычислительной сети (ЛВС) Ethernet.
Таким образом, в предлагаемой полезной модели достигается расширение функциональных возможностей мобильного наземного пункта управления и обработки информации за счет использования нескольких летательных аппаратов для сбора данных и мониторинга объектов, использования широкополосных каналов для передачи информации, обработки и дешифрирования информации, полученной по радиоканалам и доставленной с места посадки самолета, регистрации информации наблюдения в новом стандарте передачи информации «Видео-Ц», сохраняющем информацию от различных источников в формате до 32К элементов в строке, формирования в виде формализованных донесений и графических документов, содержащих телевизионное (инфракрасное или радиолокационное) изображение участка местности, на котором обозначены обнаруженные объекты, дополненное соответствующим фрагментом карты и текстовой информацией об условиях съемки, координатах и основных параметрах опознанных объектов для потребителей и передачи информации по внешнему каналу Ethernet и/или на стандартном носителе.
При том, что здесь был описан предпочтительный вариант осуществления настоящей полезной модели, является очевидным, что такой вариант осуществления полезной модели приведен только в качестве примера. Специалисты в данной области техники могут использовать многочисленные разновидности, изменения и замены, что не выходит за рамки полезной модели.