CC BY
203
ВОЛКОВ1 Виктор Генрихович, доктор технических наук
МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ НОЧНОГО ВИДЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОЛОКАЦИОННОГО КАНАЛА
Окончание. Начало в № 4 за 2012 г. [1].
Мобильный радиолокационно-те-пловизионный комплекс контроля за надводной обстановкой фирмы ОАО «ГОРИЗОНТ» (фото 1) [2] предназначен для обнаружения, распознавания и автосопровождения всех типов надводных целей с получением их формуляров, отображения радиолокационной информации на фоне электронной карты контролируемого района, автоматического наведения средств наблюдения и слежения за нарушителями охранных зон, интегрирования в автоматизированные системы сбора и обработки информиции, передачи радиолокационного изображения и видеоизображения в реальном масштабе времени по проводам и радиоканалам.
В состав комплекса входит:
♦ система контроля обстановки, включающая РЛС, оптико-электронную систему, ТПВ-прибор отечественного производства (ОАО «ГОРИЗОНТ»), ТВ-камера, лазерный дальномер;
♦ система топографической привязки и ориентирования, включающая электронный магнитный компас,
1 — ФГУП «Альфа», ведущий научный сотрудник.
в г
Фото 1. Мобильный радиолокационно-тепловизионный комплекс контроля за надводной обстановкой: а) комплекс на автомобиле повышенной проходимости УРАЛ-43206; б) оптико-электронная система; в) она же вместе с РЛС; г) пульт управления комплексом
обзор
спутниковый навигационный приемник, работающий в СРНС ГЛОНАСС и GPS;
♦ система связи и передачи данных, включающая радиорелейную станцию с дальностью действия до 20 км, модем с дальностью действия до 20 км, УКВ-радиостанцию и телефонную связь с ЦП;
♦ автоматическая система технического диагностирования;
♦ информационно-измерительная система;
♦ система жизнеобеспечения. Комплекс обеспечивает возможность быстрого развертывания в любых точках контролируемого района. Базовое шасси комплекса — автомобиль повышенной проходимости УРАЛ-43206. Время развертывания комплекса — 30 мин. Расчет комплекса — 3 человека. Электропитание комплекса может быть обеспечено от автономного источника, промышленной сети, бортсети транспортного шасси (аварийный режим). РЛС имеет дальность обнаружения большой цели 20 миль, средней цели — 15 миль, малой цели — 12 миль, сверхмалой цели — 4 мили, длина волны излучения 3 см, погрешности измерения координат по направлениям — 0,3°, по дальности — 10 м. ТПВ-прибор имеет углы поля зрения 1,7x1,4°, 6,9x5,5°, 21,7x17,5°, работает в области спектра 3,7 — 4,9 мкм, имеет разрешение 640x512 пикселей, температурную чувствительность 0,025 К, дальность распознавания большой цели 7 миль, средней цели — 5 миль, малой цели — 3 мили, сверхмалой цели — 1,5 мили. ТВ-камера имеет максимальное увеличение 30 крат, углы поля зрения 6,9x5,5° и 35,5x27°, минимальную рабочую освещенность 10-2 лк, разрешение 762x582 пикселей. Лазерный дальномер работает на длине волны 1064 нм, обеспечивает измерение дальности до 20 км с точностью 2,5 м. Диапазон рабочих температур комплекса составляет —40... + 40 °С. Патрульный мобильный комплекс ПАТРИОТ-ОКАПИ (фото 2) [3] предназначен для контроля за наземной (надводной) обстановкой, обнаружения и распознавания неподвижных и движущихся объектов на дальностях до 15 км. В состав комплекса входят:
♦ система навигации, включающая магнитный электронный компас и
в
спутниковый навигационный СРЯ-приемник;
♦ систему связи, включающую УКВ-радиостанцию и телефон спутниковой связи;
♦ систему электропитания, включающую комплект аккумуляторов и электростанцию;
♦ оптико-электронный модуль, включающий ТПВ-прибор, ТВ-камеру и лазерный дальномер;
♦ РЛС.
Базовым шасси комплекса является автомобиль повышенной проходимости серии УАЗ-Патриот. Общая масса аппаратуры комплекса — не более 350 кг, энергопотребление — 900 Вт. Время развертывания и подготовки к работе — не более 5 мин., время непрерывной работы комплекса от аккумуляторов — не менее 8 ч. Ограничений по времени непрерывной работы при питании от промышленной сети нет. РЛС имеет мощность излучения 0,4 Вт, дальность обнаружения с вероятностью не ниже 0,9: человека — 5 км, автомобиля, катера, лодки — 8 км, большегрузного автомобиля, БТР — 12 км. Приборная дальность составляет 15 км. Погрешно-
г
сти измерения координат и параметров движения целей: по азимуту — не хуже 0,6°, по дальности (на всех диапазонах дальностей) — не хуже 5 м, по скорости — не хуже 0,2 км/ч. Скорость обзора пространства составляет до 10 град./с. ТПВ-прибор может иметь различные варианты исполнения, представленные в табл. 1.
ТВ-камера имеет максимальное увеличение 25 крат, минимальную рабочую освещенность 2,5 лк, число пикселей 8х105, дальности распознавания при нормальной прозрачности атмосферы: человек — 4 км, автомобиль — 6 км. Лазерный дальномер работает на длине волны 1550 нм, имеет пределы измерения дальности 50 — 15 000 м и точность измерения дальности 3 м. Автоматизированный комплекс контроля надводной обстановки РАПСОДИЯ фирмы ОАО «ГОРИЗОНТ» (фото 3) [4] имеет то же назначение, что и Мобильный радиолокационно-тепловизионный комплекс контроля за надводной обстановкой фирмы ОАО «ГОРИЗОНТ» (фото 1) [2], но является стационарным устройством и имеет ряд существенных отличий. Данный ком-
Фото 2. Патрульный мобильный комплекс ПАТРИОТ-ОКАПИ: а) комплекс на автомобиле повышенной проходимости серии УАЗ-Патриот; б) оптико-электронная система с РЛС; в) пульт управления комплексом; г) дисплей комплекса рядом с рабочим местом водителя
Таблица 1. Варианты исполнения ТПВ-приборов оптико-электронного модуля комплекса ПАТРИОТ-ОКАПИ
Страна, фирма США, FLIR Systems Германия, ZEISS Франция, Cedip Infrared Systems
Модель ТПВ-прибора Integrator 5/20 Attica Photon XLR2
Угол поля зрения, град. 5x3,75; 20x15 1,5x2; 4,7x6,2; 13,5x4,8 3,7x2,9; 18,3x14,7
Рабочий диапазон длин волн, мкм 7,5 - 13 7,5 - 10,5 3,7 - 5,1
Число пикселей в
матрице фотоприемного 320x240 640x512 640x512
устройства
Дальность распознавания
целей, км:
• человек 1,5 2 2,5
• легковой автомобиль 2,5 4 5
• грузовой автомобиль 2,5 5 6
б
Фото 3. Автоматизированный комплекс контроля надводной обстановки РАПСОДИЯ: а) общий вид комплекса; б) рабочее место оператора
плекс содержит аппаратуру пеленгования корабельных навигационных РЛС, работающих в Х-диапазоне, и средств радиосвязи, систему собственной безопасности, устройство сопряжения с системами сбора и обработки информации (АССОИ типа «Рубеж», «Полоса» и
др.), устройство выдачи радиолокационной и видеоинформации в реальном масштабе времени на удаленные посты, систему жизнеобеспечения контейнерного типа (отопление, вентиляция, кондиционирование), устройство для размещения на специальных объектах и сооружениях (нефтяные платформы, терминалы и пр.), систему оперативной организации временно закрытых территорий.
В состав комплекса входят:
♦ система контроля обстановки (РЛС, АИС, оптико-электронная система, включающая ТПВ-прибор и ТВ-камеру;
♦ средства топографической привязки и ориентирования (спутниковый навигационный приемник, работающий в СРНС ГЛОНАСС и GPS, система автогоризонтирования оптико-электронных средств наблюдения;
♦ система связи и передачи данных (УКВ-радиостанция);
♦ автоматизированная система технического диагностирования;
♦ информационно-измерительная система контроля параметров.
Комплексом управляет один человек. Диапазон рабочих температур комплекса составляет —40...+ 50 °С. Электропитание осуществляется от дизельного электроагрегата, промышленной сети, ветроэлектрогенератора. Варианты оснащения средствами передачи данных: радиорелейная станция (дальность до 60 км), включая телефонную связь с ЦП, модем (дальность до 20 км), про-
Фото 4. Береговой двухдиапазонный радиолокационный комплекс с телевизионной системой и прожектором: а) ТВ-система «Балтика-ТВ» на поворотном устройстве; б) прожектор; в) рабочее место оператора
обзор
Таблица 2. Основные параметры телевизионной и тепловизионной аппаратуры комплекса «РАПСОДИЯ»
Наименование параметра Количественное значение параметра
ТВ-канал, цветной и черно-белый режимы
Дальность обнаружения с вероятностью
не менее 0,8 при прозрачности атмосферы не менее 0,7 — 0,9 при большая цель — 18 миль средняя цель — 10 миль малая цель — 5 миль сверхмалая цель — 3 мили
наблюдении движущихся и
неподвижных целей, не менее
Тип поля зрения узкое среднее широкое
Угол поля зрения, град. 1,2х9 6,8x5,5 21,7x17,4
Минимальная рабочая освещенность черно-белое изображение — 0,01 лк цветное изображение — 0,14 лк
Рабочий диапазон длин волн, мкм 0,4 - 0,8
Разрешение 762x572 пикселей
Тепловизионный канал
Дальность обнаружения с вероятностью
не менее 0,8 при прозрачности атмосферы не менее большая цель -20 миль средняя цель -12 миль малая цель -5 миль сверхмалая цель -3 мили
0,7 - 0,9 при наблюдении движущихся
и неподвижных целей, не менее
Тип поля зрения узкое среднее широкое
Угол поля зрения, град. 1,7> <1,3 6,9*5,5 21,7*17,5
Температурная разрешающая способность, К 0,025
Рабочий диапазон длин волн, мкм 3,7 - 4,9
Геометрическое разрешение 640*512 пикселей
водная связь, оптоволоконная связь. Варианты РЛС: АП 9 футов, 25 кВт, АП 18 футов, 10 кВт, АП 18 футов, 25 кВт. РЛС (АП 9 футов, 10 кВт) имеет дальность обнаружения большой цели не менее 20 миль, средней цели — не менее 15 миль, малой цели — не менее 12 миль, сверхмалой цели — не менее 4 миль. Длина волны излучения РЛС составляет 3 см. Погрешности определения координат по направлению — 0,3°, по дальности — 10 м. Лазерный дальномер работает на длине волны 1064 нм и обеспечивает измерение дальности до 20 км с точностью 2,5 м. Основные параметры телевизионной и тепловизионной аппаратуры приведены в табл. 2. Береговой двухдиапазонный радиолокационный комплекс с телевизионной системой и прожектором фирмы ЗАО «Морские Комплексы и Системы» (фото 4, рис. 1) [5] является автоматизированным комплексом, основные системы которого объединены в локальную вычислительную сеть. Комплекс предназначен для обнаружения,
распознавания и сопровождения надводных подвижных и неподвижных целей, передачи и регистрации информации о них. Комплекс способен работать в дистанционном и автоматическом режиме. В его состав входят радиолокационный модуль (РЛМ) мм-диапазона длин волн типа «Балти-ка-Б», РЛМ см-диапазона длин волн типа «Буссоль», ТВ-система «Балтика-ТВ», оснащенная прожектором с ИК-фильтром, работающим на дальние дистанции. В комплексе применена многоуровневая фоновая обработка, позволяющая снизить влияние гидрометеоров и волнения при обнаружении и дальнейшем сопровождении целей, а также повысить эффективность обнаружения подвижных объектов на фоне сложной подстилающей поверхности (лед, берег и пр.). Датчиками информации об окружающей надводной обстановке являются: ТВ-камера, антенно-приемопередающее устройство (АППУ) мм-диапазона длин волн, АП см-диапазона длин волн, транспон-
дер АИС. АППУ позволяет получить аналоговое высокоинформативное радиолокационное изображение высокой точности. Применение двух РЛМ мм- и см-диапазона длин волн позволяет обеспечить 100% резервирования и высокую надежность получения радиолокационного изображения с высоким разрешением и качеством. Электронный коммутатор (ЭК) из состава системы совместной обработки радиолокационного изображения обеспечивает коммутацию и нормализацию сигналов от используемых РЛМ. Радиолокационный вычислитель с платой радар-процессора преобразует аналоговую информацию, поступающую от выбранных РЛМ через ЭК, в цифровую форму, производит первичную и вторичную обработку радиолокационной информации и сжатие сигналов. Работа комплекса ясна из его структурной схемы, представленной на рис. 1. Дальность обнаружения целей радиолокационным способом (высота антенны над уровнем моря
АИС -БРЛС СМ
БРЛС ММ-
АПТН -ПТН -ТК -
ЦПУ -
дг -овл -
РРЛ -ТВ -
автоматизированная идентификационная система береговая радиолокационная станция сантиметрового диапазона береговая радиолокационная станция миллиметрового диапазона «Балтика-Б» автономный пост технического наблюдения пост технического наблюдения технологический контейнер с аппаратурой каналообразования
центральный пост управления с АРМ оператора дизельный генератор 15 кВт оптоволоконная кабельная линия радиорелейная линия телевизионная камера
Административное здание
БДДРЛК, структурная схема связей
Примечания:
1. В АРМ, ТК располагаются стойки телекоммуникационного оборудования
2. АРМ оператора располагается в Центральном Посту Управления административного здания
АПТН
Шкаф 19", Обр. и каналообр. ИБП 2 кВт
Рис. 1. Типовая структурная схема комплекса [5]
18 м) составляет: по большой цели (1200 тонн) — 24 мили, по средней цели (400 тонн) — 16 миль, по малой цели (4,5 тонн) — 8 миль, по сверхмалой цели (рыбацкая лодка) — 6 миль. Основные параметры РЛС даны в табл. 3. Дальность обнаружения цели телевизионным способом: по средней цели — 20 км, по малой цели —15 км, по сверхмалой цели —10 км. ТВ-система «Балтика-ТВ» предназначена для визуального обнаружения, распознавания, идентификации и автоматического сопровождения цели днем и ночью по данным автосопровождения РЛС. ТВ-система модульного исполнения может работать автономно, а также сопрягаться с источником целеуказания, в качестве которого может использоваться береговая РЛС. Работа ТВ-системы обеспечивается приемником телеметрии, который выполнен в отдельном боксе, имеет встроенный источник питания и мо-
Таблица 3. Основные параметры РЛС комплекса [5]
Основные параметры Численные значения параметров
Тип РЛС мм-диапазон см-диапазон
Рабочая частота, ГГц 33,4 - 34,2 9,05
Импульсная мощность, кВт 12 - 15 25
Длительность огибающей радиоимпульсов, мкс 0,035; 0,3; 0,6 0,05; 0,4; 0,9
Ширина диаграммы направленности антенны, град.: • в горизонтальной плоскости • в вертикальной плоскости 0,23 7 0,75 16 - 20
Скорость вращения антенны об/мин 10/20 20
Тип магнетрона безнакальный накальный
дуль управления. От индикатора РЛС осуществляется управление ТВ-системой по каналу ТСР/1Р или ЯЯ-485. С радиолокационного индикатора на приемник телеметрии поступают сигналы
управления, которые преобразуются в управляющие напряжения и подаются на исполнительные двигатели опорно-поворотного устройства (ОПУ), ТВ-камеру и объектив. Для контроля
Радиолокационная станция сантиметрово-миллиметрового диапазона.
Обеспечивает обнаружение плавсредств на дальнем рубеже охранной зоны
Стационарная гидроакустическая станция секторного обзора. Закреплена непосредственно на платформе. Обеспечивает обнаружение внешних нарушителей на расстоянии до 500 и
«4; -
»---- X***' '
Донная гидроакустическая станция кругового обзора. Устанавливается на дне. Обеспечивает обнаружение внешних нарушителей в радиусе до 1000 м
Маломерный катер, оборудованный высокочастотным гидролокатором и несущий ТИПА «Обзор» с системой нелетального воздействия
Рис. 2. Комплекс технических средств физической защиты нефтегазовой отрасли со стороны прилегающих акваторий
отработки команд и предустановок в приемник телеметрии смонтирован дополнительный контроллер. ОПУ приводится в действие при подаче на его двигатели напряжения =12 В, имеет встроенный обогреватель и микровыключатели на концевиках. ТВ-камера (фото 4а) с объективом смонтированы в гермокожух, также имеющий встроенный обогреватель с автоматическим включением и выключением. Видеосигнал с ТВ-камеры подается на ТВ-монитор, имеющий еще 3 входа для подключения дополнительных ТВ-камер. Для записи ТВ-сигнала используется видеорегистратор с циклической непрерывной записью. Имеется возможность получить доступ к записанным видеоданным регистратора через линию волоконной связи. ОПУ обеспечивает ориентацию ТВ-камеры в заданном направлении по азимуту и по углу места цели. ОПУ с классом за-
щиты 1Р67 может выдерживать полезную нагрузку 45 кг, питание двигателей обеспечивается от =24 В, скорость движения по горизонтали 30 град./с, по вертикали 10 град./с, угол поворота в горизонтальной плоскости ±180°, в вертикальной плоскости —90...+ 25°. Для работы совместно с ТВ-камерой и для непосредственного визуального наблюдения используется прожектор (фото 4б), включающий специальный контроллер телеуправления для достижения высококачественного наведения прожектора по радиолокационным данным обнаруженных целей. Прожектор имеет дистанционное управление, оснащен устройством регулирования скорости поворота. В прожекторе используется ксеноновая лампа, цветовая температура которой максимально соответствует солнечному свету. Прожектор создает максимальный световой поток сразу после
включения, имеет горячий перезапуск, не требует периода остывания. Прожектор имеет фронтальную панель из закаленного стекла, стеклянный параболический отражатель, изготовлен из материалов, устойчивых к агрессивному воздействию морской среды. Срок службы ксеноновой лампы составляет 2000 ч, диапазон поворота прожектора в горизонтальной плоскости 385°, в вертикальной плоскости ±20°, многоуровневое управление скоростью поворота осуществляется в пределах скоростей 1 — 20 град./с по горизонтали и 1 — 10 гард./с по вертикали, рабочая температура окружающей среды — 50°, ширина луча может регулироваться от 1,5° (узкий луч) до 10° (широкий луч), класс защиты поворотного блока 1Р66, прожектора — 1Р56, блока питания — 1Р20. Предусмотрен командный пульт управления прожектором (джойстик) с регулировкой
скорости. Масса прожектора 76 кг, его габариты (с поворотным устройством) 732x738x1973 мм, масса блока питания 65,9 кг. Максимальная сила света прожектора 108х106 кд, дальность действия прожектора 10,4 км. Питание прожектора обеспечивается от сети ~115/240 В, его энергопотребление — 2 кВт. На фото 4в дан внешний вид пульта управления комплексом. На рис. 2 представлен комплекс технических средств физической защиты нефтегазовой отрасли со стороны прилегающих акваторий, предложенный холдингом ТЕТИС КС (Россия) [6]. Расположение основных компонентов комплекса на рис. 2 обозначены соответствующими цифрами. Комплекс содержит РЛС сантиме-трово-миллиметрового диапазона (1) и обеспечивает обнаружение плавающих средств на дальнем рубеже охраняемой зоны. Оптико-электронная система наблюдения, содержащая телевизионный, тепловизионный каналы, а также канал лазерного дальноме-
ра установлена на гиростабилизиро-ванной платформе (2). Система обеспечивает обнаружение и сопровождение объектов в охраняемой зоне на дальности до 10 км. Стационарная гидроакустическая станция секторного обзора (3) закреплена непосредственно на нефтяной платформе и обеспечивает обнаружение внешних нарушителей на дальности до 500 м. Донная гидроакустическая станция кругового обзора (4) устанавливается на дне и обеспечивает обнаружение внешних нарушителей в радиусе до 1000 м. Маломерный катер, оборудованный высокочастотным гидролокатором и несущей ТНПА «Обзор» с системой нелетального воздействия (5), осуществляет охрану методом патрулирования. Комплекс обеспечивает радиолокационное оптико-электронное обнаружение и сопровождение малых надводных целей, низкоскоростных воздушных объектов в охраняемой зоне до 10 км от охраняемого объекта, гидроакустическое обнару-
жение и сопровождение подводных целей в охраняемой зоне до 1,1 км от охраняемого объекта, автоматизированную классификацию обнаруженных и сопровождаемых целей, автоматическое оповещение и определение параметров движения целей (курса, скорости, глубины), передачу данных на центральный пост управления охраняемого объекта и катер противодиверсионной службы, выдачу данных целеуказания для средства поражения, режим контроля работоспособности и самодиагностику оборудования, возможность отдельной (индивидуальной) работы элементов комплекса, нелетальное воздействие на обнаруженных и классифицированных подводных нарушителей. Таким образом, сочетание РЛС и оптико-электронных систем в МПНВ позволяет создать многофункциональные всепогодные комплексы круглосуточного действия с повышенными дальностями действия и высокой эффективностью
Литература
1. Волков В.Г. Многоканальные приборы ночного видения с использованием радиолокационного канала./ Спецтехника и связь, 2012. - № 4. - С. 29 - 34.
2. Мобильный радиолокационно-тепловизионный комплекс контроля за надводной обстановкой. Каталог ОАО «ГОРИЗОНТ». - Ростов-на-Дону, 2010.
3. Патрульный мобильный комплекс «ПАТРИОТ-ОКАПИ». Каталог ОАО «ГОРИЗОНТ». - Ростов-на-Дону, 2010.
4. Автоматизированный комплекс контроля надводной обстановки «РАПСОДИЯ». Проспект фирмы. ОАО «ГОРИЗОНТ». - Ростов-на Дону, 2010.
5. Береговой двухдиапазонный радиолокационный комплекс с телевизионной системой и прожектором. Проспект ЗАО «МОРСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И СИСТЕМЫ». - СПб, 2010.
6. Комплекс технических средств физической защиты, нефтегазовой отрасли со стороны, прилегающих акваторий. Каталог фирмы ТЕТИС КС. - Москва, 2008.
