ПОДВИЖНЫЙ ПОСТ ТЕХНИЧЕСКОГО НАБЛЮДЕНИЯ

Подвижный пост технического наблюдения относится к мобильному автоматизированному комплексу, предназначенному преимущественно для слежения за наземными и/или надводными объектами путем обнаружения и распознавания в реальном времени различных типов наземных (надводных) неподвижных и движущихся целей на дальностях до 15 км, в том числе в условиях отсутствия оптической видимости и сложных гидрометеорологических условиях (осадки, туман и т.п.), а также для организации связи и обмена информацией с автоматизированными системами технического контроля (АСТК) за обстановкой на границе.
Наиболее близким аналогом является наземный транспортный комплекс для обнаружения и распознавания объектов (RU 2352480 C1, B60R 1/00, G08G 1/017, 24.07.2004), содержащий транспортное средство преимущественно в виде автомобиля, в задней части крыши кузова которого образованы два люка, а салон разделен поперечной силовой перегородкой на два отсека: водительский и аппаратный, в последнем из которых установлены соединенные с приводами два подъемно-мачтовых приспособления, включающих стойки, верхние части которых снабжены опорно-поворотными средствами, выполненными с возможностью перемещения в двух плоскостях: азимутальной и угломестной, с установленными на них и соединенными с системой электропитания радиоэлектронными датчиками системы обнаружения и распознавания объектов, выполненными с возможностью прохождения через соответствующие люки и размещения в рабочем положении над крышей кузова автомобиля, при этом датчиками закреплены крышки люков, а средство управления датчиками и средство отображения данных установлены на силовой перегородке.
К недостаткам комплекса относятся меньшие по сравнению с предложенным постом технического наблюдения дальности по обнаружению и распознаванию объектов, отсутствие комплекса радиомониторинга, системы ночного вождения автомобиля.
Предложенный подвижный пост технического наблюдения (ППТН) осуществляет свои функции по обнаружению и распознаванию наземных движущихся целей (люди, животные, техника и т.п.), однако в этом случае количественные характеристики по дальностям и вероятностям обнаружения и сопровождения целей не нормируются.
ППТН осуществляет все свои функции при работе по надводным целям, расположенным на поверхности водоемов (река, озеро, пруд и т.п.) при условии отсутствия сильного волнения, однако в этом случае количественные характеристики по дальностям и вероятностям обнаружения и распознавания целей не нормируются.
Технический результат полезной модели состоит в ее мобильности и автономности, т.е. возможности работать с любых, в том числе неподготовленных позиций. Радиоэлектронная аппаратура наблюдения, входящая в состав ППТН, является многодиапазонной и включает в себя средства радиолокационного и видеонаблюдения, при этом средства видеонаблюдения путем применения различных приборов, могут работать в разных диапазонах волн (видимом и инфракрасном). Радиолокационный модуль (РЛМ), как активное устройство, а также в силу преимуществ диапазона излучаемой СВЧ-энергии, имеет наибольшую дальность обнаружения объектов и максимальную всепогодность, и поэтому является первичным средством обнаружения объектов (целей) на поверхности земли или водной поверхности. РЛМ работает в ППТН как автономно, так и обеспечивает информацией для целеуказания оптико-электронный модуль (ОЭМ).
Названный технический результат достигнут в полезной модели посредством следующей совокупности признаков.
ППТН содержит транспортное средство, выполненное преимущественно в виде полноприводного грузового автомобиля, в кабине которого расположены: рабочие места оператора и командира, аппаратура связи и передачи данных, персональный навигатор и монитор тепловизионной системы ночного вождения, камера которой размещена в бампере или на радиаторе автомобиля.
В кузове автомобиля установлена рама, на которой закреплены две телескопические мачты с электрическим приводом, а также рама с люками, открывающимися при развертывании РЛМ и ОЭМ в рабочее положение, и закрывающимися в походном положении с помощью винтового механизма с электрическим приводом, а также генератор.
ППТН по своим тактико-техническим характеристикам функционирует в автономном режиме, при этом оператор выполняет задачи по обнаружению и распознаванию целей с автоматизированного рабочего места оператора (АРМ-О), расположенного в кабине. ППТН также передает информацию о наземной (надводной) обстановке по радиоканалам в реальном масштабе времени.
ППТН имеет в своем составе трехпроцессорную систему, обеспечивающую взаимоувязанное функционирование аппаратуры обработки информации, передачи данных, РЛМ, ОЭМ.
ППТН имеет автономную систему электроснабжения аппаратуры наблюдения и обработки информации, состоящую из дизель-генераторной установки, блоков питания и двух аккумуляторных батарей емкостью 190 А/ч каждая.
На раме базового шасси автомобиля ППТН установлена поперечная балка с механическими опорными стойками (аутригерами), необходимыми для снижения амплитуды колебаний изделия.
Техническая задача, на решение которой направлена данное техническое решение, состоит в создании мобильного автоматизированного комплекса, основой которого являются РЛМ и ОЭМ, связанные единым алгоритмом управления, обработки и отображения информации, а также позволяющего вести охрану объектов и территорий, в том числе границ.
ППТН оборудован вспомогательными приборами, обеспечивающими безопасное передвижение на пересеченной местности ночью (с выключенными фарами), топографическую привязку к местности, ведение голосовой радиосвязи и прием по радиоканалу информации об обстановке от АСТК с ее отображением на мониторе рабочего места командира с использованием цифровых карт местности.
Иллюстрационные рисунки ППТН отображают внешний вид изделия, а также внешний вид его составных частей.
ППТН представляет собой совокупность технических средств, размещенных на базовом шасси (фиг.1), выполненном например, в виде грузового полноприводного автомобиля, предназначенного для движения по всем видам дорог и местности.
В кабине автомобиля (фиг.2) расположены: рабочее место оператора (РМО) (сзади за сиденьями водителя и командира), рабочее место командира (РМК) (справа от водителя), аппаратура связи и передачи данных, персональный навигатор, монитор тепловизионной системы ночного вождения, камера которой размещена в бампере или на радиаторе автомобиля.
На РМО на стойке мониторов установлены два персональных компьютера (ПК), на которых отображается информация об обстановке с комплексов приборов наблюдения (РЛМ и ОЭМ).
ПК установлены на шарнирных кронштейнах, закрепленных на потолке кабины, позволяющих установить экраны в положение, наиболее удобное для оператора, а также сложить ПК параллельно потолку в походном положении.
Правый по ходу автомобиля ПК предназначен для управления РЛМ и отображения информации о целевой обстановке, поступающей с процессорного блока РЛМ.
Левый ПК предназначен для управления ОЭМ и отображения информации от видеокамеры, а также тепловизионного модуля ОЭМ.
Управление работой РЛМ и ОЭМ, а также режимами вывода информации осуществляется путем нажатия виртуальных клавиш на сенсорных экранах соответствующих ПК с помощью специального стержня «stilos», либо пальцами.
РМО оборудовано регулируемым по высоте и наклону, вращающимся вокруг вертикальной оси креслом, обеспечивающим удобный доступ оператора к сенсорным экранам ПК и кнопочной панели управления оборудованием ППТН, расположенной на торцевой стенке шкафа с оборудованием.
РМК расположено на панели приборов автомобиля непосредственно перед сидением командира.
РМК представляет собой ПК в промышленном исполнении с монитором, имеющим функцию сенсорного экрана «touchscreen», т.е. возможность управления режимами работы РМК путем нажатия экранных клавиш меню с помощью специального стержня «stilos», либо пальцами.
На экране РМК отображаются:
- информация об обстановке с РЛМ и ОЭМ;
- цифровая карта местности;
- местоположение наземных движущихся целей, взятых на сопровождение;
- формуляры целей (номер, дальность, азимут, курс, скорость);
- служебная графическая и текстовая информация.
Меню управления РМК позволяет:
- изменять масштаб изображения на экране, включая карту;
- измерять дальность, азимут, широту и долготу отметок от целей;
- определять расстояние между двумя точками;
- определять время достижения движущейся целью отрезка прямой на карте;
- определять время встречи движущихся целей;
- выдавать целеуказания для наведения приборов наблюдения.
Электропитание аппаратуры РМК осуществляется от системы автономного питания.
Система связи и передачи данных включает себя автомобильную УКВ-радиостанцию, радиомодем.
Система связи и передачи данных предназначена для организации голосовой радиосвязи между расчетом комплекса и подразделениями заказчика и двустороннего обмена информацией между РМК и комплексом средств автоматизации заказчика.
В качестве системы спутниковой навигации в изделии используется 12-ти канальный персональный навигатор с встроенным электронным магнитным компасом.
Система спутниковой GPS навигации через последовательный порт подключается к процессору РМК и автоматически выдает координаты комплекса и направление его продольной оси по отношению к северу (с учетом величины магнитного склонения в данной точке местности) для осуществления топографической привязки изделия к цифровой карте местности, загруженной в РМК, с отображением на ней места положения комплекса.
GPS-приемник работает в Российской навигационной системе «ГЛОНАСС» (диапазоны 1,25 и 1,6 ГГц) и в навигационной системе США «Global Position System» (диапазон 1,57 ГГц). Антенна GPS-приемника размещается на крыше базового шасси.
Приемник подключен через интерфейс RS-232 непосредственно к ПК РМК. Электропитание системы спутниковой навигации осуществляется от бортовой сети автомобиля и от встроенных аккумуляторов, что позволяет использовать GPS-приемник как на позиции (в неподвижном положении комплекса), так и в движении.
Для обеспечения безопасного движения изделия по бездорожью ночью и скрытности действия при движении без фар комплекс оснащен системой ночного вождения PathFindIR, представляющей собой малогабаритную инфракрасную тепловизионную камеру, размещаемую в бампере и монитор, встроенный в противосолнечный козырек на рабочем месте водителя для отображения обстановки на дороге.
Электропитание системы ночного вождения осуществляется напряжением 12 В от аккумуляторов базового шасси.
На монитор выводится изображение местности (пути) непосредственно перед ним до дальностей около 200 м и обстановка справа и слева от курса движения автомобиля.
В системе ночного вождения используется миниатюрная тепловизионная камера переднего обзора, которая представляет собой бариево-строциево-титанатовый (BST) детектор с размером матрицы 320×240 пикселей.
Камера обеспечивает четкое изображение качества «Gold Standard», обеспечивает работу в непрерывном режиме и обладает эффективной защитой от засветки источниками светового излучения без использования дополнительных фильтров.
В кузове автомобиля установлена рама (фиг.3), на которой закреплены две телескопические мачты с электрическим приводом, а также рама с люками, открывающимися при развертывании РЛМ и ОЭМ в рабочее положение, и закрывающимися в походном положении с помощью винтового механизма с электрическим приводом, а также генератор.
В кузове базового шасси установлена рама (фиг.3) из стальных труб прямоугольного сечения, на которой закреплены две телескопические мачты с электрическими приводами. На верхней секции правой мачты устанавливается РЛМ. Высота мачты в поднятом состоянии составляет 4,7 м. На левой мачте установлен ОЭМ. Высота в поднятом состоянии составляет 3,7 м. Этим обеспечивается круговой сектор обзора для РЛМ.
РЛМ представляет собой цифровую когерентную радиолокационную станцию. РЛМ предназначен для обнаружения и распознавания (по скорости) различных типов наземных (надводных) неподвижных и движущихся целей на дальностях до 15 км, в том числе в условиях отсутствия оптической видимости и сложных гидрометеорологических условиях (осадки, туман и т.п.).
Диапазон частот (длин волн), используемый станцией - 9440…9470 МГц.
РЛМ позволяет осуществлять работу в автоматизированном режиме, как источник информации о наземной (надводной) обстановке в тактическом звене АСТК обстановки подразделений заказчика. С этой целью, программное обеспечение изделия и интерфейс пользователя имеют специальный блок, позволяющий выдавать на последовательный порт RS 232 рабочего места станции кодограммы установленного типа.
Нормальное функционирование изделия возможно только в пределах прямой радиовидимости. Наиболее эффективное применение изделия обеспечивается на открытой, преимущественно равнинной местности (на суше) или на морском побережье. Чем сложнее рельеф местности, тем меньше величина такого параметра, как коэффициент вскрытия обстановки, и менее эффективным становится его применение.
РЛМ имеет следующие дальности обнаружения наземных движущихся целей с вероятностью не ниже 0,9:
- человек - до 7,5 км;
- грузовой автомобиль - до 12 км.
РЛМ имеет режимы селекции движущихся целей, автоматического сопровождения и целеуказания.
РЛМ размещен на опорно-поворотном устройстве. Опорно-поворотное устройство позволяет изменять положение электрической оси антенны изделия по команде оператора в пределах:
- по азимуту - до 270 градусов;
- по углу места - ±20 градусов от горизонта.
В режиме работы сканирования величина сектора обзора по азимуту может быть установлена программно: 15, 45, 90, 180 или 270 градусов.
Аппаратура изделия потребляет мощность не более 220 Вт (в максимальном режиме) при напряжении питания 24 В.
ОЭМ предназначен для организации круглосуточного наблюдения за наземной и надводной обстановкой на дальностях до 20 км.
ОЭМ обеспечивает выполнение следующих задач:
- установку параметров приборов, оборудования и программных средств изделия в режиме «Заводские настройки»;
- управление режимами работы опорно-поворотного устройства (ОПУ);
- управление приборами, размещаемыми на ОПУ (тепловизор и видеокамера);
- функциональный контроль состояния ОПУ и приборов, размещаемых на нем;
- захват видеоизображения видеокамеры или тепловизора;
- разграничение прав доступа персонала;
- получение и запись информации в базу данных изделия;
- документирование видеоинформации;
- программное создание траекторий движения изделия;
- программное создание видео панорам;
- реализация режима детектора движения;
- реализация режима автосопровождения по видео;
- автоматизированный контроль событий в изделии;
- ведение реестра пользователей изделия;
- обмен информацией с РЛМ;
- режимы целеуказания, согласования шкал, положения оптической оси приборного модуля;
- выдача документированной видеоинформации в автоматизированные системы технического контроля (режим АСТК).
На раме установлен дизель-электрический генератор, обеспечивающий электропитанием системы ППТН при работе комплекса на позиции наблюдения.
Управление запуском и выключением дизель-генератора осуществляется с рабочего места оператора при помощи тумблера включения зажигания и кнопки стартера, расположенных на боковой стенке шкафа с оборудованием. Запустить и выключить дизель-генератор можно с помощью ключа зажигания на панели управления, расположенной непосредственно на дизель-генераторе.
В состав системы автономного электропитания входят:
- два преобразователя напряжения серии ИП1200А, размещенные в шкафу с электрооборудованием обеспечивают электропитание приборов и механизмов комплекса постоянным током с напряжением 24 В. Входные контакты преобразователей соединены параллельно и подключены к дизель-генератору. Выходы преобразователей также соединены параллельно.
- две дополнительные аккумуляторные батареи суммарной емкостью 380 А/ч.
- блок автоматических выключателей, установленный в шкафу с электрооборудованием на правой задней стойке кабины (у кресла оператора), для защиты элементов электрооборудования ППТН от перегрузок по электропитанию, а также для обеспечения возможности отключения потребителей от системы электропитания.
В кузове установлена рама с люками (фиг.4), закрытыми в походном положении, для защиты подтентового пространства кузова от попадания в него атмосферных осадков и дорожной пыли. Люки открываются при развертывании комплекса в рабочее положение и закрываются в походном положении с помощью винтового механизма с электрическим приводом.
В задней части кузова на раме базового шасси установлена поперечная балка с механическими опорными стойками (аутригерами), необходимыми для снижения амплитуды колебаний комплекса под действием ветрового напора при ведении наблюдений с выбранной позиции.
В походном положении ППТН аутригеры сложены вдоль балки и зафиксированы в кронштейнах металлическими пальцами-фиксаторами.
При развертывании ППТН на позиции, аутригеры необходимо установить в вертикальное положение, предварительно вынув пальцы-фиксаторы и закрепив растяжки аутригеров в кронштейнах теми же пальцами-фиксаторами. После фиксации аутригеров в вертикальном положении, вращая четырехгранники механизмов регулировки длины аутригеров, опустить опорные плиты до касания с поверхностью площадки позиции.
Развертывание и включение ППТН проводится в следующей последовательности.
В походном положении все основные системы изделия отключены от источников электропитания, а механические системы подъема ОЭМ и РЛМ находятся в сложенном (нижнем) положении, люки над телескопическими мачтами закрыты.
Исключение составляют: система связи на базе радиостанции и система ночного вождения. Вышеперечисленные системы имеют автономное электропитание от бортовой сети автомобиля (аккумуляторы), могут функционировать на ходу (в движении) и не требуют для приведения в рабочее положение подготовки и развертывания.
Перед началом работы комплекса необходимо выбрать относительно ровную, горизонтальную площадку на местности с открытым сектором обзора в предполагаемом направлении наблюдения. Так как РЛМ и ОЭМ имеют ограниченные сектора обзора по углу места (около 20°) и возможности сканирования местности ограничены секторами сканирования опорно-поворотных устройств, то площадка для работы комплекса не должна иметь уклон относительно оси горизонта более 10°.
После выбора площадки для работы, соответствующей вышеуказанным требованиям, необходимо изменить положение ПК РМО с походного на рабочее, для чего:
- установить оба ПК в положение, близкое к вертикальному, повернув их вокруг горизонтальных осей кронштейнов;
- отрегулировать положение кресла оператора для обеспечения удобства пользования мониторами ПК.
- проверить установлен ли кулачковый переключатель в положение «1».
Далее необходимо запустить дизель-генератор. Для этого, нужно перевести тумблер «ЗАЖИГАНИЕ», расположенный на боковой стенке шкафа с оборудованием, в положение "ON", при этом загорится соответствующий светодиодный индикатор, а затем кратковременно (1-2 с) нажать кнопку «СТАРТЕР».
После запуска дизель-генератора необходимо подать питание на оборудование РМО, для чего перевести автоматические выключатели «220 В» и «24 В», на блоке автоматических выключателей в положение "ON".
В целях обеспечения электробезопасности перед запуском дизель-генератора необходимо заземлить изделие.
Для этого требуется вбить в грунт на глубину не менее 50 сантиметров штыри заземления, один с левой, и один с правой стороны автомобиля и соединить штыри с расположенной в кузове рамой кабелями, входящими в комплект ЗИП.
Для подключения кабелей заземления на раме имеются 2 резьбовых отверстия с болтами.
Включение персональных компьютеров на рабочих местах оператора и командира и загрузка прикладного программного обеспечения осуществляются автоматически после подачи питания.