МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ О РАЗОРУЖАЮЩЕМ УДАРЕ КРЫЛАТЫМИ РАКЕТАМИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

А. М. Гончаров

доктор военных наук, профессор, Военная академия воздушно-космической обороны имени Г.К. Жукова, г. Тверь

A. Е. Ченцов

кандидат военных наук, Военная академия воздушно-космической обороны имени Г.К. Жукова, г. Тверь

B.В. Замараев

кандидат технических наук, с.н.с., старший научный сотрудник Научно-исследовательского центра Центрального научно-исследовательского института Войск воздушно-космической обороны Минобороны России (НИЦ ЦНИИ ВВКО МО РФ), г. Тверь

МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ О РАЗОРУЖАЮЩЕМ УДАРЕ КРЫЛАТЫМИ РАКЕТАМИ

АННОТАЦИЯ. Предложен метод формирования информации предупреждения о разоружающем ударе крылатыми ракетами (КР), основанный на принципе оценки действий противника по достижению поставленных целей, предусматривающем проверку трех гипотез: о согласованности траекторий движения КР по времени, по пространству и о возможности достижения цели разоружающего удара.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: разоружающий удар, вероятность, гипотеза, закон распределения.

Введение

Развитие крылатых ракет (КР) противника, в первую очередь — стратегических КР (СКР), совершенствование способов их боевого применения позволяет решать этим средствам воздушного нападения стратегические задачи, включая нанесение разоружающих ударов по объектам стратегических ядерных сил (СЯС). Это диктует необходимость создания специальных оборонительных систем и, в первую очередь, системы предупреждения об ударе стратегических крылатых ракет (СПКР). Эта система должна являться составной частью системы разведки и предупреждения о воздушно-космическом нападении (СРПВКН) Воздушно-космических сил (ВКС).

Информация предупреждения, формируемая силами и средствами СРПВКН, предполагает информационные решения о последовательных этапахдействий воздушно-космического противника, принимаемые в органах разведки и включающие сообщения о количестве, местоположении, массовому (групповому) взлету СВКН, построении их в боевые порядки, степени угрозы, масштабах, возможных направлениях и целях ударов и другие данные, необходимые

для принятия оперативных управленческих решений командующим органами высших звеньев управления на ответные действия, соответствующие складывающейся воздушно-космической обстановке.

Обоснование метода формирования информации предупреждения о разоружающем ударе крылатыми ракетами

Возможности КР по использованию предельно малых высот полета (50 м и менее) не позволяют создать сплошное радиолокационное поле обнаружения по периметру и в глубине территории страны. Поэтому реально можно рассматривать только объектовые группировки ПВО, прикрывающие наиболее важные объекты (например, позиционный район СЯС). Возможное время предупреждения (время от момента получения информации до момента нанесения удара по объекту) по КР для таких группировок будет составлять единицы минут (не более 10 мин). За это время должен быть произведен анализ полученной информации, приняты и реализованы решения на ответно-встречные действия. Широко используемую в системах ПВО координатно-целевую информацию

практически невозможно применить для формирования предупреждения из-за больших объемов, малых временных интервалов для анализа и необходимости сопоставления полученной информации с информацией от других источников, которая носит некоординатный характер. Поэтому представляется целесообразным перейти от принципа оценки целевой обстановки к принципу оценки действий противника.

По этому принципу каждое действие противника рассматривается как совокупность действий сил и средств, согласованных по пространству и времени и направленных на достижение определенных целей. Информация по интересующим нас действиям, поступает на вход системы и используется для оценки степени согласованности действий по времени, пространству и целевой направленности. В свою очередь, выходная информация системы должна содержать факт вскрытия этого действия, достоверность вскрытия и пространственно-временные параметры, позволяющие проверять согласованность этого действия с действиями более высокого уровня. Так информация об обнаружении разоружающего удара должна сравниваться в системе более высокого уровня (СРПВКН) с информацией о действиях носителей КР, действиях баллистических ракет (БР), действиях обеспечивающих систем, в том числе космических.

В рамках указанного подхода к системе предупреждения об ударе КР (СПКР) простыми действиями считаются действия КР (в частности, полет по прямой с огибанием рельефа местности, различные перестроения). Действия обеспечивающих сил и средств в данной статье не рассматриваются.

Предположим, что система предупреждения создается на базе маловысотных РЛС. Для простоты будем считать объект удара точечным, зона обнаружения информационных средств района — кольцо с заданным внешним радиусом.

Противник при организации удара стремится обеспечить минимальное время предупреждения для обороняющейся стороны. Для достижения этой цели может быть использована следующая модель действия КР в интересующем нас районе.

В соответствии со способами боевого применения КР, после пуска с носителей они выстраиваются в боевой (походный) порядок (например, «пеленг колонн») и следуют к районам

удара по заданным маршрутам. Особенностью полета КР, как было сказано выше, является использование на большей части траектории полета режима следования рельефу местности на малых и предельно малых высотах. Выбор высоты полета КР осуществляется за счет задания программной высоты, которая изменяется в соответствии со структурой рельефа местности, наличием искусственных и естественных препятствий, а также расположением средств ПВО вдоль маршрутов полета КР. Минимальное значение программной высоты определяется исходя из компромиссного условия между столкновением КР с поверхностью и уничтожением ее огневыми средствами ПВО.

При полете крылатой ракеты в условиях городской застройки программная высота полета ракеты выбирается из условия превышения высоты самого высокого здания по курсу полета ракеты. Маршевая скорость полета крылатых ракет зависит от высоты полета и может составлять 170-280 м/с.

Задание маршрута полета КР осуществляется с помощью поворотных пунктов маршрута, соединенных между собой частными ортодромиями. Координаты поворотных пунктов выбираются с учетом расположенных препятствий, особенностей рельефа местности вдоль предполагаемого маршрута полета (лес, холмы, горы, степь, город и т. д.) и дислокации средств ПВО.

Выход КР к поворотному пункту маршрута регламентирован по времени, что также позволяет организовать строй ракет (скорректировать ранее сформированный строй) и их взаимный полет в строю группы. Выдерживание безопасных интервалов и дистанций между ракетами в группе, а также контрольного времени прохода поворотных пунктов маршрута, происходит путем автоматического регулирования скорости полета при сравнении текущего времени прохождения контрольных промежуточных пунктов с временем, заданным по плану удара.

Выберем последнюю точку маршрута для q -й колоны из k ракет вблизи /-го района удара вне зон видимости информационных средств района. В этой точке начнем перестраивать походные колонны в боевой порядок КР для нанесения удара (исходное положение для атаки). При перестроении будем стремиться достичь цели — создать такое пространственное расположение ракет, которое обеспечивает одновременный их вход в зоны обнаружения и в конеч-

ном итоге позволяет получить минимальное время предупреждения (время от момента входа ракет в зоны обнаружения до момента нанесения удара по объектам).

При перестроении каждая ракета из колонны, достигнув последней поворотной точки маршрута, поворачивает на угол, необходимый для движения вдоль границы зоны обнаружения системы ПВО района. В дальнейшем каждая ракета осуществляет движение вдоль границы района. Через некоторое время, определяемое длиной колоны, все КР займут боевой порядок вдоль границы района. Для обеспечения одновременного входа в зоны обнаружения средств ПВО им необходимо согласованно совершить маневр в сторону объектов удара. Поворот может быть осуществлен либо по внешней команде, либо заложен заранее в полетное задание ракет. С этого момента ракеты переходят на режим индивидуального наведения на объекты удара. Построение ракет вокруг позиционного района может быть и другим, например, удар может наноситься несколькими группами ракет с разных направлений.

Получаемая информационными средствами системы совокупность траекторий полета ракет (шестимерные вектора с координатами целей и скоростями их изменения, признаки «ракета — не ракета») фактически представляет собой пространственно-временное построение группировки ракет вблизи района удара. При этом цели группировки КР могут быть различными: не только уничтожение объектов СЯС, но и удары по административно-политическим и промышленным центрам, по атомным электростанциям и т. п. Эта реальная информация будет отличаться от описанной (прогнозируемой) из-за воздействия большого числа случайных факторов, влияющих на процессы обнаружения, измерения параметров движения целей и их классификации. При этом множество случайных факторов придает вероятностный характер реальной информации. Поэтому, в качестве математических методов, которые могут использоваться для формирования информации о разоружающем ударе могут использоваться методы математической статистики (в частности методы проверки статистических гипотез).

В предлагаемом методе проверяются следующие гипотезы:

во-первых, насколько обнаруженные траектории согласованы по времени;

во-вторых, насколько обнаруженные траектории согласованы в пространстве;

в-третьих, каков уровень достижения цели.

Для перехода от описания физической сути поставленных вопросов к применению методов математической статистики необходимо упомянутые категории выразить через параметры распределения соответствующих случайных величин.

В качестве параметров, описывающих согласованность действий КР во времени, выбираются:

дисперсии моментов входа КР в зоны обнаружения (o¡ ) для всей (i = 1, 2, ..., I) совокупности контролируемых районов i е I;

максимальный разброс математических ожиданий (mmax вх) моментов входа КР в зоны обнаружения всей (i = 1, 2, ..., I) совокупности контролируемых районов i е I,

ттахвх = max mij ,

i *j;

iel ;jeI

где m¡j = \m¡ - mj |; i — номера контролируемых

районов; j — номера соседних контролируемых районов.

При точном согласовании действий КР по времени эти параметры равны нулю.

В качестве параметров, описывающих согласованность действий КР в пространстве, выбираются:

дисперсии отклонения направления движения, рассчитанные для всей совокупности обнаруженных целей, от направлений «точка обнаружения — центр района» — ст^р ;

степень достижения цели (разоружающего удара) определяется через математическое ожидание числа КР, необходимых для нанесения району необходимого ущерба — mpi.

Будем считать, что принимаемые информационные решения (в данном случае — о разоружающем ударе) на последующих этапах принятия решений на действия обороняющейся стороны, объединяются с информацией от других источников. Для оптимального объединения информации необходима оценка значимости рассматриваемой гипотезы. Поэтому алгоритм принятия решения о справедливости гипотезы должен рассчитывать значимость гипотез относительно перечисленных выше параметров,

а затем объединять совокупность полученных значений. Блок-схема алгоритма формирования решения по трем параметрам, описывающим разоружающий удар, показана на рисунке 1.

Определение значимости гипотезы факта одновременности (т. е. согласованности

моментов выхода ракет к объектам удара) для всей совокупности позиционных районов

Входная информация — совокупность времен входа ракет в зоны обнаружения позиционных районов (где, к = 1, ..., К — количество КР в налете на /-ый позиционный район; / = 1, ..., I— номер позиционного района).

Оценка дисперсии моментов входа ракет в зоны обнаружения /-ого позиционного района:

вх 1к1

' К

Е(вх кг /=1

- т,

вх кг)

1(К -1).

Для оценки дисперсии времен входа ракет выбран закон, по которому используемая статистика имеет распределение хи-квадрат (х2) с К — 1 степенями свободы, так как в данном случае происходит проверка равенства дисперсии времен входа крылатых ракет и заданного значения дисперсии, оцениваемой на основе статистики критерия по выборке.

Рис. 1. Блок-схема алгоритма формирования решения о разоружающем ударе КР

Находим значимость гипотезы об обнаружении факта одновременности входа ракет в зону обнаружения /-го позиционного района из таблиц [1]

авхtki = 1 - X (SBxtki) .

Оценка значимости гипотезы о согласованности моментов входа КР в разные районы:

aTixtkiL = m1ni abxtki .

Кроме отмеченной выше флуктуационной составляющей моментов входа может иметь место сдвиг момента удара по какому либо району относительно других районов (например, удар по системе управления может предшествовать удару по позиционным районам).

Выше в качестве параметра, описывающего степень согласованности времен выхода ракет в разные районы, была принята величина max my,

где my = \mi - my-1. Обозначим эту величину Z.

Аналитическое определение закона распределения Z затруднительно, поэтому определяем этот закон с помощью имитационного моделирования.

Значимость по параметру согласованности моментов входа КР в зоны обнаружения совокупности районов определяется:

Z

авх tkij = 1 - J f(z)dz .

Определение значимости гипотезы о согласованности направлений полета КР к объектам удара для всей совокупности прикрываемых позиционных районов

Входная информация:

направление вектора скорости для каждой ракеты в г'-м районе — V!',

направление линии визирования «центр района — цель/КР» —

Рассчитывается разность этих углов = = Vki — Для целей, следующих в центр района, эта разность равна п.

Ищется оценка дисперсии отклонения от п.

K

sfki = X k=1

(yki -п)2

K -1

которая распределена по закону х2 с K — 1 степенью свободы.

Из таблиц [1] определяется значимость гипотезы о согласованности направлений полета КР для г'-го района:

а

= 1 -X2(sy2ki).

yki

Значимость гипотезы о согласованности направлений полета обнаруженных целей для всех районов определяется выражением

а

iki Е

= min^,- а

rfci u k

Определение значимости гипотезы о назначении полигонного наряда по всей совокупности объектов прикрываемых позиционных районов

Входная информация:

полигонный наряд КР, необходимый для достижения цели (с требуемым уровнем) — пг, вероятность правильного обнаружения КР — р0 вероятность правильной классификации обнаруженной цели как КР — рскр,

совокупность обнаруженных целей с признаком «КР» — (рь ..., рк, ...,рк).

Математическое ожидание числа обнаруженных целей с признаком «КР» равно:

тскрг = пг ро рскр. Дисперсия числа обнаруженных целей с признаком «КР» равна

^кр/ = П Ро (1 - Ро) + ПгРо (1 - Рскр) .

При известных р0 и рскр закон распределения числа обнаруженных КР можно считать нормальным с указанными выше математическим ожиданием и дисперсией.

Значимость гипотезы о том, что на г — тый район назначен полигонный наряд, равна

1

аш- 2

1 -Ф

K - т.

скрг

'скрг

//

При неизвестных вероятностях обнаружения число обнаруженных КР будет распределено по закону Стьюдента и соответственно может быть рассчитана значимость гипотезы о требуемых масштабах удара для всей совокупности районов, которая равна

«цЕ = тпг ацг' .

Результирующая значимость по всем составляющим, характеризующим разоружающий удар, равна

аЕ = т1п(ацЕ, аBхtЕ, ауЕ ).

0

Заключение

Таким образом, предлагаемый метод формирования информации предупреждения о разоружающем ударе крылатыми ракетами основывается на принципе оценки действий противника по достижению поставленных целей, предусматривающем проверку трех гипотез: о согласованности траекторий движения КР по времени, по пространству и о возможности достижения цели разоружающего удара. Применение предлагаемого метода позволяет выработать информационное решение о наблюдаемой ситуации и оценить достоверность принимаемого решения.

Предлагаемый метод формирования информации о разоружающем ударе крылатыми ракетами позволяет:

проводить анализ получаемого объема информации в жестких временных рамках;

рационально использовать всю информацию об обнаруженных целях, что повышает обоснованность принятия управленческих решений;

информацию, полученную от средств радиолокационного обнаружения, учесть в подсистеме обработки информации предупреждения о разоружающем ударе крылатыми ракетами, использующей принцип анализа действий;

обосновать необходимость наличия подсистемы обработки информации предупреждения о разоружающем ударе крылатыми ракетами в составе системы предупреждения об ударе крылатых ракет (СПКР).

ЛИТЕРАТУРА

1. Ллойд Э., Ледерман У., Айвазян С.А., Тюрин Ю.Н. Справочник по прикладной статистике. В 2-х т. Т. 2. — М.: Финансы и статистика, 1990.