CC BY
144
doi: 10.24411/2409-5419-2018-10219
ОБОСНОВАНИЕ ОБЛИКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ ПОСРЕДСТВОМ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КОНОВАЛЬЧИК Артем Павлович1
ПЛАКСЕНКО
Олег Александрович2
ЩИРЫЙ
Андрей Олегович3
Сведения об авторах:
1 к.т.н., заместитель Генерального конструктора по перспективным проектам акционерного общества «Концерн Воздушно-космической обороны «Алмаз-Антей», konovalchik@almaz-antey.ru
2
к.т.н., начальник отдела конструкторского бюро перспективных проектов акционерного общества «Концерн Воздушно-космической обороны «Алмаз-Антей», г. Москва, Россия, o.plaksenko@almaz-antey.ru
3
к.т.н., начальник отдела конструкторского бюро перспективных проектов акционерного общества «Концерн Воздушно-космической обороны «Алмаз-Антей», г. Москва, Россия, andreyschiriy@almaz-antey.ru
АННОТАЦИЯ
Работа посвящена разработке отечественной системы автоматизированного проектирования радиолокационных систем, радиолокационных комплексов, радиолокационных станций. Специфика разрабатываемой системы проектирования наиболее выражена в учете сценариев использования проектируемого изделия в условиях конкретных средств воздушно-космического нападения и обороны, что в сочетании с прочим функционалом позволяет осуществлять обоснование облика перспективных радиолокационных систем (комплексов, станций). В работе представлена концепция пяти уровней проектирования (это системный, структурный, логический, схемотехнический, конструктивно-технологический уровни) и основные требования при реализации данной концепции; описан редактор радиосцены, относящийся к системному уровню проектирования. В разрабатываемой системе реализуется также модуль предварительной оценки параметров радиолокационных систем, предназначенный для расчета и оценки основных тактико-технических характеристик проектируемой радиолокационной системы на этапе эскизного (эскизно-технического) проектирования. Поскольку большинство характеристик радиолокационных систем взаимосвязаны, улучшение одних может привести к ухудшению других. В основе модуля предварительной оценки лежат упрощенные расчетные методики, не требующие трудоемких вычислений. Полученные предварительные оценки являются исходными данными для более точных расчетов и моделирования, и позволяют избежать задания бессмысленных либо недостижимых исходных параметров. Представлены детали реализации имитационного моделирования. В разрабатываемой системе реализуется поддержка двух схем имитационного моделирования: на системном и структурном уровнях - по дискретно-событийной схеме, а на логическом уровне - по пошаговой схеме. В ходе имитационного моделирования расчитываются показатели качества радиолокационной станции. При этом этап имитационного моделирования служит для верификации и уточнения параметров проектируемых станций, облик которых опредлен в общем виде на этапах предварительной оценки параметров и инженерного анализа.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: система автоматизированного проектирования; радиолокационная станция; оценка качества радиолокационных станций; имитационное моделирование; моделирование боевых действий; дискретно-событийное моделирование; пошаговое моделирование.
Для цитирования: КоновальчикА.П., Плаксенко O.A., Щирый А.О. Обоснование облика перспективных радиолокационных станций посредством разрабатываемой отечественной системы автоматизированного проектирования // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2019. Т. 11. № 1. С. 4-11. doi: 10.24411/2409-5419-2018-10219
Введение
В настоящее время в АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей» проводится инициативная опытно-конструкторская работа по созданию системы автоматизированного проектирования (САПР) радиолокационных станций (РЛС), радиолокационных комплексов и радиолокационных систем, а также их компонентов. Специфика разрабатываемой САПР наиболее выражена в закладываемом функционале имитационного моделирования боевых действий, для проектирования изделий с учетом конкретных условий боевого применения, средств воздушно-космического нападения, фоноцелевой обстановки.
Одним из важнейших применений разрабатываемой САПР является обоснование облика проектируемых РЛС по результатам проведения сквозного комплексного имитационного моделирования на основе требований к образцам вооружений и военной техники, а также принципов их боевого применения, и возможно технико-экономических показателей.
Разработка САПР РЛС ведется силами АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей», его дочерних предприятий, а также компаний, обладающих компетенциями в области проектирования РЛС, с использованием имеющегося у них задела [1]. Общая структура САПР РЛС, этапы проектирования РЛС посредством разрабатываемой САПР (этап предварительной оценки параметров РЛС, этап инженерного анализа, этап имитационного моделирования, этап статистической обработки и оптимизации, этап оценки экономической целесообразности, этап разработки рабоче-кон-структорской документации), концепция многоуровневого проектирования были ранее изложены нами в [1-5].
1. Уровни проектирования РЛС
в разрабатываемой САПР
В разрабатываемую САПР РЛС закладывается концепция многоуровневого ведения проектирования РЛС посредством данной САПР, для чего выделено пять уровней проектирования [2], которые перечислены ниже.
1. Системный уровень: размещение на картах местности РЛС, компонентов радиолокационных (РЛ) комплексов, целей, а также маршрутов их движения, источников помех с заданием типов. Компоненты выбираются из существующих библиотек готовых изделий, образцов (шаблонов), а также из компонентов, создаваемых на следующих (нижних) уровнях проектирования. Позволяет оценить эффективность работы группировки РЛ средств с учетом местности и внешних воздействий в условиях применения конкретных средств воздушно-космического нападения (СВКН) и воздушно-космической обороны (СВКО).
2. Структурный уровень: создание (сборка) структуры РЛС из готовых модулей (антенно-фидерные устройства, приемники, передатчики и их составные части) — моделей
либо реально существующих образцов, либо разработанных на нижних уровнях САПР. На этом уровне проводится исследование возможности создания и оценка показателей эффективности работы отдельных РЛС; обоснование оптимального состава отдельных РЛС. Также РЛС собранные на этом уровне являются неделимыми элементами для системного уровня, на котором эффективность работы оценивается в составе группировки и с учетом СВКН и СВКО.
3. Логический (функционально-логический) уровень: варьирование алгоритмов цифровой обработки информации с целью обеспечения оптимального их сочетания по выбранным критериям эффективности. На этом уровне производится выбор и обоснование оптимальных алгоритмов управления РЛС, типов и параметров используемых сигналов.
4. Схемотехнический уровень: создание принципиальных схем.
5. Конструктивно-технологический уровень: создание 3D-моделей и чертежей конструктивных элементов, схем разводки плат, рабочей конструкторской документации.
Отметим, что уровни проектирования следует отличать от этапов проектирования, хотя для каждого из этапов можно выделить один или несколько уровней наиболее актуальных на данном этапе.
В разрабатываемой САПР пользователь моделирует работу полноценной РЛС в условиях воздушного налёта с привязкой к конкретной местности (т.е. в окружении, близком к реальному). Результаты моделирования визуализируются в динамике, а также при моделировании рассчитывается набор показателей качества работы РЛС. Пользователь может моделировать как одну РЛС, так и группировку, состоящую из одно- или разнотипных РЛС, объединенных в иерархию вместе с командными пунктами. Также пользователь может редактировать имеющиеся модели РЛС или создать собственную модель. Таким образом, функционал системного уровня состоит в основном из двух частей: редактора радиосцены и функционала для создания сценариев имитационного моделирования боевых действий, с возможностью создания обороняющейся и нападающей боевых группировок. Причем, функционал имитационного моделирования охватывает первые три уровня (системный, структурный, логический). С точки же зрения стадий проектирования, имитационное моделирование выделено в отдельный этап (см. выше), при этом этап имитационного моделирования служит для верификации и уточнения параметров проектируемых РЛС, облик которых определен в общем виде на этапах предварительной оценки параметров и инженерного анализа [6-22]. Проблематика предварительной оценки будет разобрана ниже. Вопросы инженерного анализа были обсуждены в [5] и в данной работе не рассматриваются.
Нужно отметить, что сказанное здесь и далее про РЛС (т. е. РЛ системы), также справедливо и для РЛ комплексов, и для отдельных РЛ станций (кроме, может быть, системного уровня) — подразумевая, что РЛ станции входят в состав РЛ комплексов, а РЛ комплексы, в свою очередь, входят в состав РЛ систем.
2. Предварительная оценка параметров РЛС
Модуль предварительной оценки параметров РЛС предназначен для расчета и оценки основных тактико-технических характеристик (ТТХ) проектируемой РЛС на этапе эскизного (эскизно-технического) проектирования. Большинство характеристик РЛС взаимосвязаны, улучшение одних может привести к ухудшению других. Модуль позволяет:
— находить оптимальный компромисс между значениями искомых ТТХ, чтобы удовлетворять предъявляемым к РЛС требованиям;
— осуществлять проверку корректности и непротиворечивости вводимых значений при оценке параметров РЛС.
Оцениваемые тактические характеристики РЛС:
1) Зона обзора пространства (размер сектора по азимуту, пределы по углу места, пределы по дальности).
2) Период обзора пространства.
3) Максимальная дальность обнаружения цели с заданной ЭПР при заданных вероятностях правильного обнаружения и ложной тревоги.
4) Вероятность обнаружения цели с заданной ЭПР на заданном рубеже.
5) Потенциальные точности (среднеквадратичные отклонения) измерения координат цели с заданной ЭПР на заданной дальности (по дальности, по радиальной скорости, по азимуту, по углу места, по плоскостным координатам, по высоте).
6) Потенциальные разрешающие способности (по дальности, по радиальной скорости, по азимуту, по углу места, по высоте).
7) Количество одновременно сопровождаемых целей заданной ЭПР.
Оцениваемые технические характеристики РЛС:
1) Раскрыв антенны (по азимуту, по углу места).
2) Коэффициент усиления антенны.
3) Ширина диаграммы направленности антенны (ДНА), желательно по половинной мощности, с учетом отклонения максимума излучения от нормали к полотну антенны (по азимуту, по углу места).
4) Значения нормированной ДНА (по азимуту, по углу места).
5) Коэффициент шума приемной системы.
6) Суммарный коэффициент потерь на прием и передачу.
7) Суммарная мощность РЛС (импульсная, средняя).
8) Длительность зондирующего сигнала (максимальная, минимальная).
9) Ширина спектра зондирующего сигнала.
10) Период повторения зондирующих сигналов.
11) Время когерентного накопления.
12) Измеряемая (инструментальная) дальность (максимальная, минимальная).
13) Дискретизация по дальности.
14) Измеряемая радиальная скорость (максимальная, минимальная).
15) Дискретизация по скорости.
16) Потенциал РЛС.
В основе расчетных методик модуля предварительной оценки, как правило, лежат простые математические выражения, вытекающие из фундаментальных законов. Полученные оценки являются исходными данными для более точных рас-счетов и моделирования, и позволяют избежать задания бессмысленных либо недостижимых параметров.
3. Реализация редактора радиосцены
на системном уровне
В основе редактора радиосцены лежит функционал геоинформационной системы (ГИС), включающий возможности отображения в 2D и 3D проекциях и возможность импорта пространственных данных из различных источников [4]. Обеспечивается работа не только с географическими и топографическими картами, но с любыми необходимыми цифровыми данными, имеющими пространственную привязку: матрицами свойств местности (прежде всего радиофизических свойств, например, диэлектрических), матрицами высот, метеорологическими данными (загружаемыми из открытых источников сети интернет из стандартизованных форматов). Перечисленные данные («некарты») нужны, прежде всего, для работы вычислительных модулей, но в случае необходимости должна обеспечиваться их визуализация как отдельных слоев. Также на системном уровне необходим функционал для создания сценариев имитационного моделирования, с возможностью создания обороняющейся и нападающей боевых группировок. Моделирование РЛС в конкретных географических условиях необходимо для учета радиофизических свойств местности, а также рельефа (углы закрытия, расчёта зон видимости РЛС с учётом полета летательных аппаратов с огибанием рельефа местности). То есть реализуется редактор радиосцены, позволяющий:
— задать положение компонентов РЛС, вписав их в рельеф местности;
— задать типы целей и их траекторию (контрольные точки, типы манёвров, ожидаемые скорости движения на участках);
— настроить режим работы РЛС: сектора сканирования, шаг сетки сканирования, режимы сопровождения и др.
Редактор радиосцены предоставляет возможность легкого переключения 2D-3D представлений. 2D-карта позволяет хорошо привязываться к местности, однако многие детали сцены на ней будут показаны неточно — в частности, трёхмерные траектории целей, зоны закрытия РЛС, положение главного лепестка диаграммы направленности антенны (ДНА) РЛС и детали рельефа местности на ней могут быть показаны лишь приблизительно, в виде проекции на плоскость. 3D-карта позволяет показать детальную картинку. Её недостаток — трудности в привязке к местности, особенно при большом увеличении.
На радиосцене отображаются разнообразные картографические подложки, как растровые, так и векторные. Подложки могут использоваться как источник данных для расчетов и моделирования. К таким подложкам относятся, в частности, матрицы свойств подстилающей поверхности: матрицы высот рельефа, матрицы высот местных предметов, матрицы типов поверхности. В состав САПР будет входить набор таких матриц, организованных в виде нескольких локальных или удалённых файловых хранилищ (для каждого типа матриц). Так как загрузка целого хранилища в память обычно невозможна, то пользователь должен иметь возможность увидеть карту покрытия, с помощью которой можно:
— понять, какие территории покрыты матричными данными для данного хранилища;
- выбрать, какие именно матрицы высот загружать как для отображения, так и для дальнейших расчётов.
Кроме того, у пользователя должна быть возможность подгружать свои картографические подложки из файлов на своей локальной ЭВМ.
Профиль местности соответствует азимутальному направлению, указанному на карточке углов закрытия визиром. Пользователю предоставляется возможность в интерактивном режиме изменять азимут и по этому азимуту оперативно отображается профиль местности.
При визуализации эксперимента отображаются следующие объекты. Статические объекты: маркеры РЛС и командных пунктов (в случае реализации работы в группировке), сетка обзора РЛС, области видимости РЛС, информация о рельефе местности, информация об отражающей способности подстилающей поверхности. Объекты с характерным временем изменения в несколько циклов обзора РЛС: трассы сопровождения в динамике. Объекты с характерным временем изменения, соответствующим одному циклу обзора: обновления трасс, зоны отождествления целей, текущие параметры выбранных целей, график зависимости сигнал/шум от времени, график зависимости невязки от времени, график зависимости параметров фильтра траекторной обработки от времени, смоделированные положения воздушных объектов, их заданные маршруты в виде контрольных точек. Объекты, изменяю-
щиеся при каждой установке луча: главный лепесток антенной решётки (положение, ширина, инструментальная дальность); отметки, пришедшие с первичной обработки; матрица дальность-скорость. Организация получения данных от имитационной модели для их оперативного отображения на радиосцене будет показана далее.
4. Реализация имитационного моделирования
В разрабатываемой САПР реализуется поддержка двух схем имитационного моделирования: на 1 и 2 уровнях имитационное моделирование по дискретно-событийной схеме, а на 3 уровне — по пошаговой схеме.
Пошаговая схема обладает такими преимуществами, как простота и наглядность, в пошаговой схеме возможно смоделировать некоторые несложные виды РЛС, однако, в ней невозможно корректное моделирования РЛС с параллельной обработкой сигналов на разных частотах: например, ряда РЛС с большой инструментальной дальностью (несколько тысяч км), используемых для задач ПРО. А уж тем более в пошаговой схеме невозможно моделирование группировок СВКН и СВКО.
В дискретно-событийной схеме ведется динамический «календарь» процессов, определяющий порядок передачи управления между вычислительными блоками.
Таким образом, при имитационном моделировании функционируют два планировщика: «высокоуровневый» дискретно-событийный диспетчер и «низкоуровневый» пошаговый. Дискретно-событийный диспетчер взаимодействует с пошаговым планировщиком каждый раз, когда рассчитывает очередной событийный блок 1—2 уровней.
Основным видом имитационного моделирования в САПР-РЛС является дискретно-событийное моделирование. В этом случае в диспетчере имитационного моделирования создаётся явная очередь задач, в которой могут регистрироваться события разных типов (каждому типу событий соответствует свой обработчик). Каждое событие, регистрируемое в очереди задач, регистрируется на определённое модельное время.
Логика работы очереди задач и обработчиков в общем виде выглядит так:
— каждый раз из очереди событий выбирается событие с наименьшим модельным временем, это модельное время присваивается счётчику текущего модельного времени;
— выбранное из очереди событие передаётся в обработчик, специфичный для данного типа событий;
— обработчик может как вызывать математические расчёты, так и запланировать в очереди задач новые события, при этом модельное время этих событий должно быть не меньше, чем у текущего события;
— после обработки текущее событие удаляется из очереди.
К событиям очереди задач могут относиться как события, относящиеся к РЛС (например, начало и конец излучения импульса, конец приёма сигнала от импульса и др.), так и события, относящиеся к помехо-целевой обстановке (например, раз в 2 секунды может быть запланирована проверка состояния цели, с возможностью изменения поведения цели и пересчёта её траектории полёта).
Достоинство такого способа диспетчеризации — в её потенциальной гибкости. Главный недостаток, помимо сложности реализации, в том, что одновременный расчёт двух событий в одной очереди задач, в общем случае, не предусматривается, так как нет гарантий, что при расчёте более раннего события обстановка для более позднего события не изменится.
5. Оценка качества РЛС в ходе
имитационного моделирования
Для оценки качества РЛС используются следующие показатели:
— максимальная дальность обнаружения (первичная обработка);
— среднеквадратичное отклонение (СКО) измерения дальности, азимута, угла места (высоты) и радиальной скорости (первичная обработка);
— максимальная дальность завязки трассы;
— среднее время захвата цели на сопровождение (от первой отметки цели до завязки трассы);
— СКО при сопровождении (от экстраполированной траекторной информации, т.е. при вторичной обработке);
— максимальное время непрерывного сопровождения цели;
— среднее количество пропусков цели при сопровождении (без потери трассы);
— реальная зона сопровождения по углу места (на каком максимальном угле места цель ещё сопровождалась).
Показатели рассчитываются для каждой цели. Также возможно усреднение расчёта по нескольким реализациям имитационного эксперимента.
Заключение
Таким образом, функционал закладываемый в САПР, позволит проводить обоснование облика проектируемых РЛС на основании результатов проведения сквозного комплексного имитационного моделирования, включая имитацию боевых действий в условиях конкретных СВКН и СВКО, исходными данными для которого будут тактико-технические требования к разрабатываемым перспективным образцам вооружений и военной техники, а также принципы их боевого применения.
Литература
1. Коновальчик А. П., Конопелькин М.Ю., Плак-сенко О. А., Щирый А. О. Постановка задачи разработки
и предварительная архитектура отечественной САПР РЛС полного сквозного цикла // Материалы двадцатого научно-практического семинара «Новые информационные технологии в автоматизированных системах» Москва, 20 апреля 2017 г). Москва: Изд-во Института прикладной математики им. М.В. Келдыша, 2017. № 20. C. 127-130.
2. Коновальчик А. П., Плаксенко О. А., Щирый А. О. Концепция многоуровневого проектирования РЛС в разрабатываемой САПР РЛС полного сквозного цикла // Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» «INTERMATIC — 2017» (Москва, 2024 ноября 2017 г.). Москва: Изд-во МИРЭА, 2017. Т. 17. № 4. С. 889-892.
3. Коновальчик А. П., Плаксенко О. А., Щирый А. О. Функции имитации боевых действий в разрабатываемой отечественной САПР РЛС полного сквозного цикла // Вопросы радиоэлектроники. 2018. № 3. С. 30-34.
4. Коновальчик А. П., Плаксенко О. А., Щирый А. О. Реализация редактора радиосцены на системном уровне проектирования в разрабатываемой отечественной САПР РЛС // Материалы Международной научно-технической конференции «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» «INTERMATIC — 2018» (Москва, 19-23 ноября 2018 г.). Москва, 2018. Т. 18. № 3. С. 638-641.
5. Коновальчик А. П., Плаксенко О. А., Щирый А. О. Пакет программных средств инженерного анализа в разрабатываемой отечественной САПР РЛС полного сквозного цикла // Материалы Первой всероссийской конференции с международным участием «Цифровые средства производства инженерного анализа» (Тула, 27 ноября - 01 декабря 2017 г.). Тула: Изд-во Тульского государственного университета им. Л.Н. Толстого, 2017. С. 43-44.
6. Ахияров В. В., Нефедов С. И., Николаев А. И., Слукин Г. П., Федоров И. Б., Шустиков В. Ю. Радиолокационные системы / Под ред. А. И. Николаева. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. 349 с.
7. Неупокоев Ф. К. Стрельба зенитными ракетами. 3-е изд. М.: Воениздат, 1991. 343 с.
8. Тяпкин В. Н., Фомин А. Н., Гарин Е. Н., Фатеев Ю. Л., Бердышев В. П., Наговицын А. А., Темеров А. В., Сомов В. Г., Лютиков И. В. Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск / под общ. ред. В. Н. Тяпкина. Красноярск: Изд-во Сибирского федерального университета. 2011. 536 с.
9. Конторов Д. С., Голубев-Новожилов Ю. С. Введение в радиолокационную системотехнику. М.: Сов. радио, 1971. 366 с.
10. Dunnigan J. The Complete Wargames Handbook. N.Y.: Quill, 1992. 333 p.
11. Ren W., Yongcan C. Distributed Coordination of Multiagent Networks. London: Springer, 2011. 307 p.
12. Shoham Y., Leyton-Brown K. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations. N.Y.: Cambridge University Press, 2008. 513 p.
13. Weiss G. Multiagent Systems: a Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. Massachusetts: MIT Press, 1999. 619 p.
14. Blank L., Enomoto С., Gegax D., Mcguckin T., Simmons C. A Dynamic Model of Insurgency: The Case of the War in Iraq // Peace Economics, Peace Science and Public Policy. 2008. Vol. 14. No. 2. Pp. 1-26.
15. Новиков Д. А. Иерархические модели военных действий // Управление большими системами. 2012. № 37. С. 25-62.
16. Имитационное моделирование боевых действий: теория и практика / Под ред. д-ра техн. наук, проф. Сози-нова П. А., д-ра техн. наук, проф. Глушкова И. Н. Тверь, 2013. 528 с.
17. Бродский Ю. И. Распределенное имитационное моделирование сложных систем. М.: Вычислительный центр им. А. А. Дороницына РАН, 2010. 156 с.
18. Николас П. И. Имитационная модель взаимодействий объектов распределенной радиотехнической системы // Инженерный вестник Дона. 2007. № 2. С. 58—63.
19. Дворников К. А., Илларионов А. В. Применение моделирующих комплексов для оценки эффективности контура ПВО корабля // Проблемы развития корабельного вооружения и судового радиоэлектронного оборудования. 2013. № . 2. С. 10—21.
20. Вавилов Д. В. Математические методы при моделировании боевых действий ВМФ при исследовательском проектировании РЭВ // Проблемы развития корабельного вооружения и судового радиоэлектронного оборудования. 2013. № 2. С. 4—10.
21. Жеребин А. М., Зурабьян Н. И. Модель боевых действий для оценки эффективности перспективного авиационного вооружения // Вестник МАИ. 2009. Т. 16. № 4. С. 8—13.
22. Мягков А. Н., Бродский Ю. И. Об управлении временем в распределённых имитационных моделях // Труды МФТИ. 2012. Т. 4. № 3(15). С. 181—186.
if*) НПЦИРС
Научно-производственный центр Информационных региональных систем
v npcirs.ru
Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр информационных региональных систем" является предприятием, разрабатывающим автоматизированные системы специального назначения.
Основными направлениями нашей деятельности являются:
- проектирование, создание и ремонт автоматизированных систем управления и их составных частей, систем обработки данных, программного обеспечения, информационных систем для государственных организаций и коммерческих компаний;
- разработка общесистемного и прикладного ПО, внедрение и сопровождение информационных систем;
- защита информации в системах управления, локальных вычислительных сетях, про грамм но-аппаратных комплексах, телекоммуникационных системах;
- производство и поставка технических средств, в офисном и защищенном исполнении;
- создание, внедрение и сопровождение оперативных и учетных систем любой сложности;
- анализ автоматизированных систем на предмет разработки к ним классификаторов и нормативно-справочной информации;
- разработка проектов и создание глобальных, корпоративных, локальных телекоммуникационных систем и структурированных кабельных сетей.
ф НПЦИРС
► npctrs.ru
JUSTIFICATION OF THE APPEARANCE OF PERSPECTIVE RADAR SYSTEMS BY MEANS DEVELOPING RUSSIAN RADAR CAD SYSTEM
ARTEM P. KONOVALCHIK
Moscow, Russia, konovalchik@almaz-antey.ru
KEYWORDS: CAD; radar; radar quality; simulation; modeling of fighting; discrete event modeling; step-by-step simulation.
OLEG A. PLAKSENKO
Moscow, Russia, o.plaksenko@almaz-antey.ru
ANDREY O. SCHIRIY
Moscow, Russia, andreyschiriy@almaz-antey.ru
ABSTRACT
The work is devoted to the development of the system of computer-aided design of radar and radar systems. The feature of the developed design system is most expressed in taking into account the scenarios of using the designed product in the conditions of specific means of aerospace attack and defense, which in combination with other functionality allows to justify the appearance of promising radar systems (complexes, stations). The work presents the concept of five levels of design (system, structural, logical, circuit, technological levels) and the basic requirements for the implementation of this concept; describes the editor of the radio scene places to the system level of design. The developed system also includes a module for preliminary assessment of radar parameters, designed to calculate and evaluate the main tactical and technical characteristics of the designed radar at the stage of preliminary (sketch-technical) design. Since most radar characteristics are interrelated, the improvement of some may lead to the deterioration of others. The basis of the module of the preliminary assessment on simplified computational method that does not require time-consuming calculations. The obtained preliminary estimates are the source data for more accurate calculations and modeling, and allow you to avoid setting meaningless or unattainable source parameters. The work presents the details of the implementation of simulation. Our system supports two simulation schemes: at the system and structural levels - according to a discrete-event scheme, and at the logical level - according to a step-by-step scheme. Step-by-step scheme has such advantages as simplicity and clarity, it is convenient to simulate processing algorithms, components of the radar, and even some simple types of radar. However, it is impossible to correctly simulate it, for example, a radar with parallel signal processing at different frequencies. Moreover, it is extremely limited opportunities for modeling groups of troops and military operations. Therefore, during simulation, two schedulers function: a "high-level" discrete-event dispatcher and a "low-level" step-by-step dispatcher. The discrete-event dispatcher
interacts with the step-by-step scheduler each time it calculates the next event block of one of the two upper levels. During the simulation, the quality indicators of the radar station are calculated. In this case, the stage of simulation modeling serves to verify and refine the parameters of the designed radar, the appearance of which is defined in general form at the stages of preliminary assessment of parameters and engineering analysis.
REFERENCES
1. Konovalchik A. P., Konopelkyn M. Y., Plaksenko O. A., Schiriy A. O. Postanovka zadachi razrabotki i predvaritel'naya arkhitektura otechestvennoy SAPR RLS polnogo skvoznogo tsikla [Formulation development and preliminary architecture of the domestic CAD software radar full end-to-end cycle]. Materialy dvadtsatogo nauch-no-prakticheskogo seminara "Novye informatsionnye tekhnologii v avtomatizirovannykh sistemakh" [Materials of the twentieth scientific and practical seminar "New information technologies in automated systems" Moscow, 20 April 2017]. Moscow, 2017. No. 20. Pp. 127130. (In Russian)
2. Konovalchik A. P., Plaksenko O. A., Schiriy A. O. Kontseptsiya mn-ogourovnevogo proektirovaniya RLS v razrabatyvaemoy SAPR RLS polnogo skvoznogo tsikla [The concept of multi-level radar design in the complete end-to-end cycle developed by CAD radar]. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii "Fundamen-tal'nye problemy radioelektronnogo priborostroeniya" - INTERMATIC - 2017" [Proceedings of the International scientific and technical conference "Fundamental problems of electronic instrument - IN-TERMATIC-2017", Moscow, 20-24 November 2017]. 2017. Vol. 17. No. 4. Pp. 889-892. (In Russian)
3. Konovalchik A. P., Plaksenko O. A., Schiriy A. O. Simulation of the fighting in the national CAD software radar full end-to-end cycle. Vo-prosy radioelektroniki [Question of radio electronics]. 2018. No. 3. Pp. 30-34. (In Russian)
4. Konovalchik A. P., Plaksenko O. A., Schiriy A. O. Realizatsiya redak-tora radiostseny na sistemnom urovne proektirovaniya v razrabaty-vaemoy otechestvennoy SAPR RLS [Implementation of the radio scene editor at the system design level in the developed national CAD radar system]. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnich-eskoy konferentsii "Fundamental'nye problemy radioelektronnogo priborostroeniya - INTERMATIC-2018" [Proceedings of International scientific-technical conference "Fundamental problems of radioe-lectronic instrument-making" "computer vision 2018", Moscow, 1923 November 2018]. 2018. Vol. 18. No. 3. C. 638-641. (In Russian)
5. Konovalchik A. P., Plaksenko O. A., Schiriy A. O. Paket programmnykh sredstv inzhenernogo analiza v razrabatyvaemoy otechestvennoy SAPR RLS polnogo skvoznogo tsikla [Software package of engineering analysis in the developed domestic CAD system of the radar full end-to-end cycle]. Materialy Pervoy vserossiyskoy konferentsii s mezhdunar-odnym uchastiem "Tsifrovye sredstva proizvodstva inzhenernogo analiza" [Proceedings of the First all-Russian conference with international participation "Digital tools for the production of engineering analysis", Tula, 27-December November 2017]. Tula: Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University Publ., 2017. Pp. 43-44. (In Russian)
6. Akhiyarov V. V., Nefedov S. I., Nikolaev A. I., Slukin G. P., Fedor-ov I. B., Shustikov V. U. Padiolokatsionnye sistemy [Radar systems: textbook]. Moscow: Bauman Moscow State Technical University Publ., 2016. 349 p. (In Russian)
7. Neupokoev F. K. Strel'ba zenitnymi raketami [Shooting anti-aircraft missiles]. 3rd ed. M.: Voenizdat, 1991. 343 p. (In Russian)
8. Tyapkin V. N., Fomin A. N., Garin E. N., Fateev Yu.L., Berdyshev V. P., Nagovitsyn A. A., Temerov A. V., Somov V. G., Lyutikov I. V. Osnovy postroeniya radiolokatsionnykh stantsiy radiotekhnicheskikh voysk [Basics of building radar stations of radio engineering troops]. Krasnoyarsk: Siberian Federal University Publ. 2011. 536 p. (In Russian)
9. Kontorov D. S., Golubev-Novozhilov Yu. S. Vvedenie v radiolokat-sionnuyu sistemotekhniku [Introduction to radar systems engineering]. Moscow: Sovetskoe radio, 1971. 366 p. (In Russian)
10. Dunnigan J. The Complete Wargames Handbook. N.Y.: Quill, 1992. 333 p.
11. Ren W., Yongcan C. Distributed Coordination of Multiagent Networks. London: Springer, 2011. 307 p.
12. Shoham Y., Leyton-Brown K. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations. N.Y.: Cambridge University Press, 2008. 513 p.
13. Weiss G. Multiagent Systems: a Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. Massachusetts: MIT Press, 1999. 619 p.
14. Blank L., Enomoto C., Gegax D., Mcguckin T., Simmons C. A Dynamic Model of Insurgency: The Case of the War in Iraq. Peace Economics, Peace Science and Public Policy. 2008. Vol. 14. No. 2. Pp. 1-26.
15. Novikov D. A. Hierarchical models of combat. Large-Scale Systems Control. 2012. No. 37. Pp. 25-62. (In Russian)
16. Sozinova P. A., Glushkova I. N. (Eds.). Imitatsionnoe modelirovanie boevykh deystviy: teoriya i praktika [Simulation modeling of hostilities: theory and practice]. Tver, 2013. 528 p. (In Russian)
17. Brodsky Yu. I. Raspedelennoe imitatsionnoe modelirovanie slozh-nykh system [Distributed simulation modeling of complex systems]. Moscow: Vychislitel'nyj centr im. A. A. Doronicyna RAN Publ., 2010. 156 p. (In Russian)
18. Nicholas P. I. Simulation model of interactions of objects of a distributed radio system. Engineering journal of Don. 2007. No. 2. Pp. 58-63. (In Russian)
19. Dvornikov K. A., Illarionov A. V. The use of modeling systems for assessing the effectiveness of the air defense system of a ship. Problemy razvitiya korabel'nogo vooruzheniya i sudovogo radioehlektronnogo oborudovaniya [Problems of development of ship armament and ship radio-electronic equipment]. 2013. No. 2. Pp. 10-21. (In Russian)
20. Vavilov D. V. Mathematical methods in the simulation of military operations of the Navy in the research design of the REV. Problemy razvitiya korabel'nogo vooruzheniya i sudovogo radioehlektronnogo oborudovaniya [Problems of development of ship armament and ship radio-electronic equipment]. 2013. No. 2. Pp. 4-10. (In Russian)
21. Zherebin A. M., Zurabyan N. I. Model of hostilities to assess the effectiveness of promising aircraft armament. Aerospace MAI Journal. 2009. Vol. 16. No. 4. Pp. 8-13. (In Russian)
22. Myagkov A. N., Brodsky Yu. I. On time management in distributed simulation models. Proceedings of MIPT. 2012. Vol. 4. No. 3 (15). Pp. 181-186. (In Russian)
INFORMATION ABOUT AUTHOR:
Konovalchik A. P., PhD, Deputy General Designer for promising projects;
Plaksenko O. A., PhD, Head of Department of the Design Bureau for Perspective Projects;
Schiriy A. O., PhD, Head of Department of the Design Bureau for Perspective Projects.
For citation: Konovalchik A. P., Plaksenko O. A., Schiriy A. O. Justification of the appearance of perspective radar systems by means developing russian radar cad system. H&ES Research. 2019. Vol. 11. No. 1. Pp. 4-11. doi: 10.24411/2409-5419-2018-10219 (In Russian)
