CC BY
77УДК 623.9:621.391.8:519.676 ГРНТИ 78.25.41
ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ РАДИОПОДАВЛЕНИЯ ЛИНИЙ РАДИОСВЯЗИ В РАДИОСЕТЯХ УПРАВЛЕНИЯ ВЫСАДКОЙ МОРСКОГО ДЕСАНТА
Ю.Л. КОЗИРАЦКИЙ, доктор технических наук, профессор
ВУНЦВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
Д.В. ПРОХОРОВ, кандидат технических наук, доцент
ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
C.А. ПАНОВ, кандидат технических наук, старший научный сотрудник ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
А.Ю. ПАНАРИН
ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)
В интересах повышения эффективности противодесантной обороны морских побережий предложены способы радиоподавления линий радиосвязи в радиосетях управления высадкой морского десанта. Данные способы направлены на дезорганизацию системы управления высадкой морских десантов. Эффективность предложенных способов доказывается созданными методиками обоснования и оценки, разработанными на основе теории вероятностей и полумарковских случайных процессов.
Ключевые слова: противодесантная оборона, высадка морского десанта, радиоподавление, дезорганизация управления, забрасываемый передатчик, буй, оперативность.
RADIO COMMUNICATION LINES RADIO SUPPRESSION METHODS JUSTIFICATION IN RADIO NETWORKS FOR CONTROLLING THE MARINE TROOPS LANDING
Y.L. KOZIRATSKIY, Doctor of Technical sciences, Professor MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)
D.V. PROKHOROV, Candidate of Technical sciences, Associate Professor MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)
S.A. PANOV, Candidate of Technical sciences, Senior Researcher MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)
A.Y. PANARIN
MESC AF «N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin Air Force Academy» (Voronezh)
Methods of radio communication lines radio suppression in the radio networks for controlling the amphibious landing are proposed in the interests of increasing the sea coasts anti-amphibious defense effectiveness. These methods are aimed at disorganizing the control system for the landing of naval landings. The effectiveness of the proposed methods is proved by the created methods of justification and evaluation, developed on the basis of probability theory and semi-Markov random processes.
Keywords: anti-amphibious defense, amphibious landing, radio suppression, control disorganization, abandoned transmitter, buoy, efficiency.
Введение. В вооруженных силах развитых государств по-прежнему большое значение придается морским (воздушно-морским) десантным операциям. Их проведение относится к числу важнейших оперативно-стратегических задач, особенно в начальный период войны (вооруженного конфликта). Анализ основных тенденций развития средств вторжения на
побережье со стороны моря позволяет выделить некоторые особенности характера и содержания современных морских десантных операций [1, 2]. Особое внимание ведущими морскими державами уделяется дальнейшему развитию и совершенствованию десантно-транспортных и десантно-высадочных средств. Десантные корабли становятся менее уязвимыми за счет использования при их строительстве технологии «Стелс». Процесс высадки морских десантов на побережье становится все более динамичным. При использовании в ходе высадки на побережье катеров на воздушной подушке примерно в три-пять раз и более сокращается время преодоления десантом участков, подверженных воздействию огневых средств войск, отражающих его высадку, а также существенно снижается, а иногда и полностью исключается вероятность подрыва высаживающегося десанта на минно-взрывных заграждениях. Использование десантно-высадочных средств на динамических принципах поддержки позволяет широко применять способ «загоризонтной» высадки морских десантов, в том числе на считавшиеся ранее недоступными участки побережья. В этом случае внешние и внутренние районы стоянки и маневрирования десантных кораблей и транспортов будут располагаться на значительном удалении от обороняемого побережья (порядка 40-50 км) [1].
Эти факторы обуславливают пристальное внимание специалистов к повышению эффективности противодесантной обороны (ПДО) морских побережий. Противодесантная оборона создается для прикрытия важных объектов на приморских направлениях. Она заключается в заблаговременном создании группировки войск, оборудовании побережья и подходов к нему с моря, в подготовке позиций для сухопутных войск, ракетных частей, устройстве заграждений на суше и в воде, в организации системы огня, взаимодействия войск, сил флота и авиации для отражения высадки десантов противника. Немаловажным при этом является проведение мероприятий по всестороннему обеспечению боевых действий всеми силами и средствами, привлекаемыми для обороны.
В рамках боевого (оперативного) обеспечения эффективность противодесантной обороны морского побережья можно повысить за счет грамотно организованных мероприятий по дезорганизации систем управления, разведки и радиоэлектронной борьбы (РЭБ) воздушно-морских десантных группировок.
В процессе выдвижения к пункту высадки десантно-транспортные (десантно-высадочные) средства будут сталкиваться с проблемой оперативного реагирования на динамично изменяющуюся обстановку. Изменения условий обстановки могут быть обусловлены множеством факторов, связанных с особенностями организации противодесантной обороны (например, организация системы огня, инженерного оборудования местности и т.д.). В этих условиях эффективность процесса выдвижения и высадки морского десанта на обороняемом побережье будет обуславливаться оперативностью управления десантно-транспортными (десантно-высадочными) средствами.
Актуальность. Опираясь на вышеизложенные проблемные вопросы ПДО, одной из наиболее значимых целей РЭБ на этапе отражения высадки морского десанта на побережье будет являться дезорганизация системы управления высадкой морского десанта. Управление процессом высадки морского десанта может осуществляться с десантного корабля, расположенного в нескольких десятках километров от обороняемого побережья. Объектами управления могут быть десантно-транспортные и десантно-высадочные средства, осуществляющие транспортировку вооружения, военной техники (ВВТ) и личного состава к морскому побережью для десантирования. Связь в радиосети управления высадкой морского десанта наиболее активно может организовываться с использованием средств связи КВ и УКВ диапазонов, а также спутниковых средств связи. Поэтому одной из наиболее важных задач РЭБ на данном этапе можно считать радиоподавление (РП) линий связи противника в радиосети управления высадкой морского десанта.
При ведении РП традиционными береговыми или корабельными средствами и комплексами РП возникают сложности в достижении требуемой эффективности радиопомех по
энергетическому критерию. Это может быть обусловлено рядом факторов, среди которых взаимное расположение подавляемых средств и передатчиков помех, а также условия распространения радиоволн, приводящих к значительным уровням полезных сигналов на входе подавляемого приемника и недостаточным уровням помех.
Одним из путей решения проблемы обеспечения эффективного РП линий радиосвязи в радиосети управления высадкой морских десантов является разработка способов РП подобных линий радиосвязи путем использования забрасываемых (устанавливаемых) в охраняемой акватории специальных буев - передатчиков радиопомех.
Рациональные способы радиоподавления каналов радиосвязи в радиосетях управления высадкой морского десанта. Для повышения эффективности дезорганизации системы управления высадкой морского десанта предлагаются способы РП линий радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта, основанные на использовании устанавливаемых в охраняемой акватории специальных передатчиков помех (рисунок 1).
Рисунок 1 - Способы РП линий радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта
Передатчик помех может быть выполнен в виде специального буя. Конструктивно буй может включать следующую аппаратуру, необходимую для реализации способа (рисунок 2):
- передатчик помех, способный формировать радиопомехи в диапазонах и с параметрами работы средств радиосвязи в системе управления высадкой морского десанта вероятного противника;
- другие технические решения, вспомогательные устройства и механизмы, которые обеспечивают его автономность, гидроакустическую связь с пунктом управления, а также скрытность размещения:
- аккумулятор;
- гидроакустический приемник для обеспечения приема сигналов управления;
- механическое устройство для обеспечения подъема буя на поверхность моря и спуска его под воду (например, может представлять собой лебедку, трос, якорный механизм).
Возможно также минирование буя, например, на основе боевой части осколочного действия с взрывателем, обеспечивающим подрыв при контакте с буем, его извлечении, нарушении целостности, дистанции или по команде.
Сущность предлагаемого способа РП линий радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта заключается в заблаговременной установке (в рамках оборудования побережья при организации его противодесантной обороны) специального буя-передатчика радиопомех в расчетной точке обороняемой акватории, обеспечении связи с ним по гидроакустическому каналу с пункта управления на берегу и управлении его функционированием в соответствии со складывающейся обстановкой. Изначально специальный буй должен находиться в подводном положении, обеспечивающем его скрытность от разведки противника. При необходимости постановки помех по команде с пункта управления производится подъем передатчика на поверхность моря и включение его на излучение на необходимой частоте. После боевого применения передатчик может быть переведен в подводное положение.
Рисунок 2 - Особенности конструкции специального буя
С учетом пространственной распределенности объектов подавления (десантных кораблей) по обороняемой акватории при организации противником выдвижения к району высадки, а также отсутствия априорной информации о конкретных пунктах высадки десанта предлагается способ РП линий радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта за счет создания управляемого поля помех (рисунок 3).
Рисунок 3 - Управляемое поле помех на основе специальных буев
Способ основан на предварительном оборудовании (например, путем установки или заброса) защищаемого участка морской прибрежной акватории пространственно распределенными в его пределах специальными буями-передатчиками помех и формировании по командам с пункта управления поля радиопомех средствам радиосвязи противника, расположенным на борту десантных кораблей. Алгоритм работы каждого отдельного передатчика аналогичен вышеописанному в первом способе. При организации такого поля помех функционирование каждого передатчика (подъем на поверхность и работа на излучение) будет организовываться с пункта управления по гидроакустическим каналам на основе оперативно поступающей информации о приближающемся морском десанте противника. Этим может достигаться адаптивное и рациональное использование помехового ресурса установленных передатчиков, каждый из которых может воздействовать сразу на несколько целей (с учетом заложенной возможности по РП на конкретных частотах (литерах)).
Для обоснования предложенных способов и оценки возможного влияния их применения на оперативность управления десантными плавательными средствами в ходе высадки морского десанта необходим соответствующий методический аппарат.
Показатели эффективности радиоподавления каналов радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта. В качестве основных показателей (характеристик) качества канала передачи информации (КПИ) линии радиосвязи и канала РП, необходимых для оценки состояния КПИ линии радиосвязи на информационно-техническом (энергетическом) уровне описания конфликта «передатчик помех - линия радиосвязи», принято использовать отношение помеха/сигнал или сигнал/помеха на входе приемника подавляемой линии радиосвязи [3] к = (Рп/Рс\х, 0 = 1/Н =(Рс/Рп.
Данные показатели на практике определяются как «рабочее» отношение средней мощности помехи к средней мощности сигнала Нр =(Рп/Рс) (средней мощности сигнала к средней
мощности помехи) на входе основного канала приемника подавляемой линии радиосвязи с учетом размещения передатчика помех и линии радиосвязи на местности и условий распространения электромагнитных волн [3].
На информационном уровне в качестве показателя эффективности функционирования системы радиосвязи принимают вероятность своевременной передачи информации заданной оперативной ценности Рсс. Линия радиосвязи считается эффективно подавленной, если задержка
передачи информации превысила время ее оперативной ценности [4]. В качестве показателя эффективности РП используют вероятность РП КПИ, которая (при наличии априорной информации о численном значении коэффициента подавления кп) определяется как вероятность
превышения отношением помеха/сигнал коэффициента подавления Ри = Р (к > кп) .
Коэффициент подавления выступает внешним интегральным (комплексным) показателем помехоустойчивости подавляемого приемника к воздействию помех [3].
На уровне дезорганизуемой системы управления могут рассматриваться такие показатели эффективности как приращение времени цикла управления ДТ = Т — Т 0, где Т и Т 0 - среднее время цикла управления в условиях постановки преднамеренных радиопомех и отсутствия помех соответственно или кратное увеличение времени цикла управления ДТ = Тц /Г0, а также вероятность совершения одного или нескольких циклов управления к некоторому моменту времени Рц (с, /).
К одной из важнейших частных характеристик качества управления относится его оперативность. Оперативность управления в контуре «орган управления - объект управления -орган управления» может характеризоваться средним временем цикла управления Т , учитывающим процессы выработки команд управления органом управления, передачи команд
органом управления, приема команд объектом управления, выполнения команд объектом управления, выработки доклада объектом управления, передачи доклада объектом управления органу управления, приема доклада органом управления. В условиях постановки радиопомех процессы приема команд и докладов по каналам передачи информации будут проходить в условиях воздействия преднамеренных помех. Эффективное помеховое воздействие на радиоэлектронные средства (РЭС) в радиосети управления может привести к затягиванию процесса управления, когда длительность времени цикла управления превысит интервал времени, определяемый длительностью оперативной ценности текущей информации, и приведет к дезорганизации управления в данной радиосети в соответствии с критериями оценки «сорвано, нарушено, затруднено». Передача команд управления и докладов может осуществляться с применением информационной обратной связи (ИОС), которая может быть использована в целях повышения достоверности принимаемой информации.
Структуру показателей эффективности РП каналов радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта можно представить в следующем общем виде, показанном на рисунке 4.
Рисунок 4 - Структура показателей эффективности РП каналов радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта
Методика обоснования характеристик канала радиоподавления линии радиосвязи в радиосети управления высадкой морского десанта. На практике к одному из основных показателей качества канала РП линии радиосвязи относят «рабочее» отношение средней мощности помехи к средней мощности сигнала кр = (Рп/Рс) (средней мощности сигнала к
средней мощности помехи) на входе основного канала приемника подавляемой линии радиосвязи с учетом размещения передатчика помех и линии радиосвязи на местности и условий распространения электромагнитных волн [3].
Рассмотрим частный случай воздействия нескольких специальных передатчиков помех на приемник средства связи десантного корабля. Геометрия задачи представлена на рисунке 5.
В общем виде мощности принимаемых полезного сигнала и формируемой / -ым передатчиком помехи, на входе подавляемого приемника станции связи (в полосе пропускания линейной части приемника, согласованной со спектром сигнала) можно записать [3, 5]
р _ росоПр.с
/2 (
а В
пр-у ? г^пр - у
) /у2 (
ау-пр,Ву-пр)Л2У2 (г„)Та(тсв) _
(1)
Рпр.ш
^т^т^пр.с^т - пр ' - пр ) /2 {®пр -,, Рпр -,) ХГ, К/2 ( Гп1) Та (гп1)
16^2 г2
(2)
где Рс и Рга - мощности передатчика станции связи и г -ым передатчиком помех; Gc и -коэффициенты усиления антенн передатчика станции связи и г -го передатчика помех; X - длина волны; V (гсв) и V () - множители ослабления по напряженности поля на
соответствующих трассах распространения, учитывающие влияние подстилающей поверхности; г - расстояние между станциями связи; г - расстояния между подавляемой станцией связи и г -ым передатчиком помех; Та (гсв) и Та (ты) - коэффициенты затухания сигнала и помехи в
атмосфере; / (апр-, , Рпр-, ) , /П1 (а-пр , Р-пр ) , / (апр-у , Рпр-у ) и / (ау-пр , Ру-пр ) - нормированные диаграммы направленности по напряженности приемной антенны станции связи в направлении г -го передатчика помех, антенны г -го передатчика помех в направлении приемной антенны станции связи, приемной (передающей) антенны станции связи в направлении передатчика (приемника) средства связи корабля управления, а также передающей (приемной) антенны средства связи корабля управления в направлении приемника (передатчика) десантного корабля соответственно; - коэффициент согласования поляризации излучения помехи, формируемой г -ым передатчиком помех, и рабочей поляризации подавляемого приемника; Кр - коэффициент согласования по частоте помехи, формируемой г -ым передатчиком помех, с
(0 < К/ < 1; Кг = ] Бп (/)И(/)ё/ | Б. (/)/, где Бя (/)
полосой приемника станции связи (0 <
амплитудный спектр помехи; Н(/) - нормированная амплитудно-частотная характеристика приемника средства связи).
Рисунок 5 - К постановке задачи (обозначения: ^ ^ - корабль управления; К | _ десантный корабль;
-Ь^- - специальный буй)
Множитель ослабления на трассе распространения радиоволн над поверхностью моря в КВ-диапазоне может быть вычислен по приближенной формуле [6]
<р( г ) =
2 + 0,3 х
2 + х + 0,6 х2
(3)
где х =
104 яг 6Л2а
- приведенное расстояние; и - удельная электрическая проводимость среды (для
морской воды среднее значение ст =4 сим/м).
Тогда выражение для определения отношения помеха/сигнал на входе приемника средства связи десантного корабля в результате воздействия радиопомехи /-го специального передатчика (в предположении, что уровень собственных шумов на входе приемника значительно меньше помехи) можно записать
К =
Р
V пР-с У
Рп£п/2 (а, - пр , Р, - р ) / 2 (апР , , Рпр-, ) У 2 ( Гп, ) Та (Гп, ) ГсеУ,К/
РсОе/2 (апр-у , Рпр - у ) ^ ^у-пр , Ру - пр )У 2 ( Гсв ) Та (Гсв ) Гш
(4)
С учетом суммарного воздействия М специальных передатчиков помех на приемник средства связи десантного корабля
К =
( М
у р
/ п
\
пр.пг
М
Гсе У \Рпг^т/п2 пр ' р-пр )/2 (апр-,,Рпр-,)У2 (Гп,)Та(О/К/,/Г,} 1=1_
Р^с/2 (апр-у , Рпр-у ) Л (ау - пр , Ру - пр ) У 2 ( Гсв ) Та (Гсв )
(5)
Предположим, что КПИ будет подавлен при вероятности обнаружения одного пакета символов не превышающей Р Р0 < Ртр при вероятности ложной тревоги Рлт . Тогда вероятность правильного обнаружения пакета информации приемником связи с учетом граничного условия
Р0 < Ртр можно записать
Р = р = Р 1+е/ 2
о тр лт
(6)
Из (6) можно получить
1
тр
1п Р_
1п Р
-1
тр
(7)
С учетом (5) получим уравнение
М
Гсв У \ { Р^т/„2 (а-пр , Р-пр ) У 2 (апр-, , Р-, )У 2 ( Гп,)Та (Гп,)/Ка/ г2 } /=1_
ря/2 (апр-у , Рпр-у ) Уу (ау - пр , Ру - пр )У2 (Гв )Та Г )
1п Р
_лт
1п Р
-1
(8)
У
Р/2 2а-пр Р-пр) /2 2аР-,Лр-,У2 (гп)Та (г^к,} _ рсос /2 2а„ Р-) / 2а- Р - )у 2 (г )Та г )
2г2
'1п Рш Л
^п Ртр У
, (9)
1
1
1=1
позволяющее формировать требования к характеристикам канала РП рассматриваемой линии радиосвязи.
Например, для случая Рлт = 104 и Р = 0,2 получим необходимое условие РП И > 0,36.
Модель процесса управления высадкой морского десанта с одного транспортного средства по одной линии связи в условиях преднамеренных радиопомех. Рассмотрим процесс управления выдвижением и высадкой морского десанта с одного транспортного средства, осуществляемого с корабля управления по одной линии радиосвязи. Предположим возможность информационной обратной связи, в том числе по второму каналу. Постановка радиопомех такой линии радиосвязи может осуществляться несколькими специальными буями-передатчиками по командам с пункта управления на фиксированных частотах.
Для разработки модели воспользуемся хорошо зарекомендовавшим себя подходом, заключающимся в рассмотрении процесса конфликтного взаимодействия двух сторон как полумарковского процесса, протекающего на детерминированном множестве состояний конфликтной системы [7].
Тогда процесс управления выдвижением и высадкой морского десанта с одного транспортного средства в условиях формирования преднамеренных радиопомех линии радиосвязи с ИОС можно представить в виде графа состояний на рисунке 6.
Рисунок 6 - Граф состояний процесса управления высадкой морского десанта с одного транспортного средства
в условиях формирования преднамеренных радиопомех
Каждый переход из состояния / в состояние у будет характеризоваться вероятностью и
плотностью вероятности перехода Ру (7) .
В соответствии с рекомендациями, изложенными в [7, 8], представим динамику рассматриваемого процесса в форме передаточных функций (рисунок 7), где
Н (5) = Ц \_PyPy (/)] - передаточная функция, представляющая собой преобразование Лапласа
от произведения вероятности перехода на плотность вероятности времени нахождения в состоянии / при переходе в состояние у .
Рисунок 7 - Структура модели в форме передаточных функций
Предположим, что в начальный момент времени процесс находится в состоянии С1. Произведя в соответствие с методами теории автоматичских систем [9] несложные математические преобразования, можно определить передаточную функцию Н (5) по отношению к точке 1 для случая с ИОС
ж
1"Н23(5)Н32(5) 1-Н78(5)Н87(5)
= Н(5). (10)
Введем в рассмотрение число циклов управления с в контуре «корабль управления -десантный корабль - корабль управления», а также обозначения Н22 (5) = Н23 (5)Н32 (5) и Н77(5) = Н78(5)Н87(5). Применяя к (10) z-преобразование [7], можно получить
Н (Г, 5) =
1 - ГН12 (^ ч Н24 (5)Я45 (5)Н56 (5)Н67 (5) I . , Н79 (5)Н91 (5)
1 - Н77(5)
1 - Н22 (5)
С учетом цикличности по с можно записать
" Н12 (5) Н24 (5) Н45 (5)Н56 (5) Н67 (5)Н79 (5) Н91 (5 )
(11)
НЕ (С, 5) =
(1 - Н22 ( 5 ))(1 - Н77 ( 5 ))
(12)
Тогда, используя обратное преобразование Лапласа, вероятность того, что к некоторому моменту времени I будет совершено ровно с циклов управления, можно записать следующим образом
Р (с' ) = К
1 I Щ2 (5)Н24 (5)Н45 (5)Н56 (5)Н67 (5)Н79 (5)Н91 (5)
5 [ (1 -Н22 (5))(1 -Н77 (5))
Среднее время цикла управления можно определить из выражения [7]
(13)
т =-
ц р
1 (С, 5 )
ц 0
й5
(14)
5=0
где P 0 = lim P (c, t) - финальная вероятность совершения одного цикла управления.
ц t^-w ц
Дисперсия среднего времени цикла управления может быть получена с использованием выражения
_2
dT =
1 d2ЯЕ (c, ^ )
P
ц 0
ds2
- T2
(15)
В общем случае переходные вероятности из состояний в состояния Сг^С/ можно определить
P = lim U.(t)dt.
Вероятности переходов С2^Сэ, С7^С8, Сэ^ С'ъ и С8^ С8', исходя из полной группы исходов, могут быть получены как Р2э = 1 - Р24 = Р24; Р78 = 1 - Р67 = Р67; Рээ = 1 - Рэ2 = Рэ2; Р , = 1 - Р = Р
1 88' 1 1 87 1 87 •
Вероятности Р2э, Р78, Рээ и Р88' могут трактоваться как вероятности радиоподавления КПИ
1
и определяться выражением Рп = 1 - Ро = 1 - Р^2.
Для оценки адекватности разработанной модели были произведены расчеты в предположении экспоненциального закона распределения времени переходов из состояния в состояние (с интенсивностями переходов Лу = 1/Ту) и следующих исходных данных:
Т12 = Т56 = 10с; Т23 = Т32 = Т24 = Т78 = Т87 = Т79 = 2с; Т67 = 5с; р45(?) = р91(?) = 5^); в беспомеховых условиях ( Р23 = Р78 = 0,1; Р32 = Р87 = 0,9 ) и в условиях постановки преднамеренных радиопомех (Р23 = Р78 = 0,8; Р32 = Р87 = 0,7).
На рисунке 8 представлены графики зависимостей вероятности совершения одного цикла управления (с=1) от времени в беспомеховых условиях и в условиях преднамеренных радиопомех.
О 20 40 60 80 100 120 140 Рисунок 8 - Графики зависимостей вероятности совершения одного цикла управления от времени
s=0
Получены среднее время одного цикла управления и его дисперсия для случаев беспомеховой обстановки и постановки преднамеренных помех соответственно: Т 0 =29 с,
о2т =233 с2; Т =39 с, сг2т =346 с2.
Приращение времени цикла управления в этом случае составило Ат = Т — Тц0 = 10 с или
произошло увеличение среднего времени цикла управления в АТ = Тц! Тц 0 = 1,35 раз.
Для оценки числа успешных циклов управления высадкой морского десанта с одного транспортного средства в условиях формирования преднамеренных радиопомех произведем упрощение графа, представленного на рисунке 6, выделив состояния С1 и С5. Тогда динамику процесса управления можно описать в виде графа состояний и в виде передаточных функций на рисунке 9, где применены следующие обозначения: С1 - состояние, соответствующее выработке команд управления органом управления, С5 - состояние, соответствующее выполнению действий объектом управления, Р15, ) - вероятность и плотность вероятности времени прохождения команды управления от органа управления до объекта управления, Р51, ^>51(/) -
условная вероятность и плотность вероятности времени прохождения доклада о выполнении действий от объекта управления до органа управления.
С
р1 (51(!) Р15 (5
С,
а) в виде графа состояний
н.
51
б) в виде упрощенных передаточных функций
Рисунок 9 - Упрощенная динамическая модель процесса управления высадкой морского десанта с одного транспортного средства в условиях формирования преднамеренных радиопомех
Рассмотрим процесс перехода из состояния С1 в состояние С5 и обратно, плотность вероятности которого обозначим через ((5). Для оценочных расчетов, в предположении экспоненциального закона распределения плотностей вероятностей времени прохождения
команд управления и докладов ((15(5) =
45
45 +5
(51( 5) =
4
51
451 + 5
), можно записать:
(11( 5) =(15( 5 (51( 5 ) =
45 451 45 + 5 451 + 5
(16)
1
1
где ¿5 = , ¿51 = , Т15 и Т51 - средние времена прохождения команды управления от органа
Т\5 Т51
управления до объекта управления и доклада о выполнении команды управления от объекта управления до органа управления, которые могут быть определены с использованием ранее полученных выражений
1 Н (5 )
Р5 ё5
Т =-
15
\ ан5\ (^)
Т5\ =-
Н 15 (5) =
Н\2( 5) Н 24( 5) Н 45 ( 5)
5=0
Р51 ё5
, Н51 (5) =
5=0
\ - Н22 (5)
Н 56 ( 5 ) Н б7( 5 ) Н 79( 5) Н9\( 5) \ - Н77 (5)
(17)
Р5 и Р51 - финальные вероятности прохождения команды управления от органа управления до объекта управления и доклада о выполнении команды управления от объекта управления до органа управления, определяемые как
Р5 = 1Р^), Р15 (г) = 41
г
Р51 = Нш РЪ1(г), Р51 (г) = I-1
1 [ Н 12 (5)Н24 (5)Н45 (5)
5 [ 1 Н22 (5) ,
1 I Н56 (5)Н67 (5)Н79 (5)Н91 (5)
67 У / 79 * 1 - Н77(5 )
(18)
С учетом выражения (16) производящая функция плотности вероятности нахождения системы в состоянии С1 будет определяться выражением:
Р1(г,5) =
1 - Р Р51
¿15 ¿51 ¿5 + 5 Л51 + 5
(19)
Осуществляя для полученной производящей функции обратное z-преобразование, получим плотность вероятности пребывания системы в состоянии С1:
Р^5) =
( Р15 ^¿5^51 ) (¿15 + 5)' (¿51 + 5)'
(20)
С учетом подхода, описанного в [10], произведем замену
¿15 ¿51 _ Л д=. ¿5¿5
¿5 +5 ¿51 +5 Л+ 5' ¿5 +Л
и, используя обратное преобразование Лапласа, получим плотность вероятности того, что к некоторому моменту времени г будет совершено ровно с циклов управления
р(с, г) = (Ри Ря)< Л е-Л.
(21)
Вероятность того, что к некоторому моменту времени г будет совершено ровно с циклов управления, можно определить путем интегрирования выражения (21):
Р(с, г) = (Р15 Р51)с Л/ е 0 (с-1)!
ЛЧт.
(22)
Воспользовавшись заменой Лт = z и определением гамма-функции окончательно получим:
Р( С, г) = (Р5 ря)с [1 -ЩЛ1
Г(с)
(23)
где Г(с, Лг) = / zc 1е zdz, Г (с) = (с -1)! - гамма-функции.
Лг
Выражение (23) представляет собой вероятность того, что к некоторому моменту времени г будет совершено ровно с циклов управления высадкой морского десанта с одного транспортного средства в условиях формирования преднамеренных радиопомех.
Математическое ожидание и дисперсию числа циклов управления к моменту времени г можно определить следующим образом [7]:
М (5) = 1 р^, 5)|г=!; М (г) = Ц 1[М (5)];
dz 5
а2(5) = £1 р^,5)|^ + М(5) -М2(5); а2(г) = £>2(5)]. dz 5
(24)
Для указанных ранее исходных данных произведены расчеты и построены графики зависимостей вероятности совершения ровно одного, двух и трех циклов управления и математического ожидания числа циклов управления от времени г для случаев беспомеховой обстановки и условий постановки преднамеренных помех. Графики полученных зависимостей представлены на рисунках 10 и 11.
РЛо, о
0.75
0.50
0.25
.............
/ < / / / * / * / * / * / * / * / » / » ♦ / ♦ / ♦ / ♦ /
/У
С = 1 с = 2 с = 3
50
100
1с
а) беспомеховая обстановка
б) в условиях помех
Рисунок 10 - Зависимости вероятности совершения ровно одного, двух и трех циклов управления от времени
мщ
/1
2
О 50 100 Г,с
Рисунок 11 - График зависимости математического ожидания числа циклов управления от времени для случаев беспомеховой обстановки (1) и условий постановки преднамеренных помех (2)
Выводы. Предложенные способы радиоподавления линий радиосвязи в радиосетях управления высадкой морского десанта позволят повысить эффективность противодесантной обороны морских побережий. Разработанные на основе теории вероятностей и полумарковских случайных процессов методики обоснования и оценки эффективности предложенных способов по дезорганизации системы управления высадкой морских десантов позволят более точно производить оценку их эффективности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бойков Л.В. Актуальные вопросы теории противодесантной обороны морского побережья // Военная Мысль. 2007. № 12. С. 35-43.
2. Троценко К.А. О содержании основ применения морских десантов и противодесантной обороны // Военная Мысль. 2016. № 10. С. 3-14.
3. Владимиров В.И. Информационные основы радиоэлектронного подавления цифровых каналов передачи информации систем радиосвязи: Монография / В.И. Владимиров, И.В. Владимиров, В.В. Наметкин. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2015. 296 с.
4. Анохин В.А. Практические рекомендации по дезорганизации информационно-управляющих систем оперативно-тактического и тактического звеньев, способы дезорганизации, оценка эффективности: Монография / В.А. Анохин, Д.В. Холуенко, Н.М. Громыко. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2018. 179 с.
5. Перунов Ю.М. Радиоэлектронное подавление каналов систем управления оружием / Ю.М. Перунов, К.И. Фомичев, Л.М. Юдин; под ред. Ю.М. Перунова. М.: Радиотехника, 2003. 416 с.
6. Осипов В.Ю. Радиоэлектронная борьба. Теоретические основы: учебное пособие для вузов / В.Ю. Осипов, А.П. Ильин, В.П. Фролов, А.П. Кондратюк. Петродворец: ВМИРЭ, 2006. 302 с.
7. Модели информационного конфликта средств поиска и обнаружения: Монография / под ред. Ю.Л. Козирацкого. М.: Радиотехника, 2013. 232 с.
8. Модели пространственного и частотного поиска: Монография / под ред. Ю.Л. Козирацкого. М.: Радиотехника, 2013. 344 с.
9. Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика: учебник для вузов по спец. «Радиотехника». М.: Высш. шк., 1990. 335 с.
10. Иванцов А.В. Оценка величины ошибки определения вероятности в моделях на основе передаточных функций с приближенным описанием звеньев / А.В. Иванцов, А.Т. Албузов, В С. Калинин // Радиотехника. 2018. № 8. С. 18-21.
REFERENCES
1. Bojkov L.V. Aktual'nye voprosy teorii protivodesantnoj oborony morskogo poberezh'ya // Voennaya Mysl'. 2007. № 12. pp. 35-43.
2. Trocenko K.A. O soderzhanii osnov primeneniya morskih desantov i protivodesantnoj oborony // Voennaya Mysl'. 2016. № 10. pp. 3-14.
3. Vladimirov V.I. Informacionnye osnovy radio'el ektronnogo podavleniya cifrovyh kanalov peredachi informacii sistem radiosvyazi: Monografiya / V.I. Vladimirov, I.V. Vladimirov, V.V. Nametkin. Voronezh: VUNC VVS «VVA», 2015. 296 p.
4. Anohin V.A. Prakticheskie rekomendacii po dezorganizacii informacionno-upravlyayuschih sistem operativno-takticheskogo i takticheskogo zven'ev, sposoby dezorganizacii, ocenka 'effektivnosti: Monografiya / V.A. Anohin, D.V. Holuenko, N.M. Gromyko. Voronezh: VUNC VVS «VVA», 2018. 179 p.
5. Perunov Yu.M. Radio'elektronnoe podavlenie kanalov sistem upravleniya oruzhiem / Yu.M. Perunov, K.I. Fomichev, L.M. Yudin; pod red. Yu.M. Perunova. M.: Radiotehnika, 2003. 416 p.
6. Osipov V.Yu. Radio'elektronnaya bor'ba. Teoreticheskie osnovy: uchebnoe posobie dlya vuzov / V.Yu. Osipov, A.P. Il'in, V P. Frolov, A.P. Kondratyuk. Petrodvorec: VMIR'E, 2006. 302 p.
7. Modeli informacionnogo konflikta sredstv poiska i obnaruzheniya: Monografiya / pod red. Yu.L. Kozirackogo. M.: Radiotehnika, 2013. 232 p.
8. Modeli prostranstvennogo i chastotnogo poiska: Monografiya / pod red. Yu.L. Kozirackogo. M.: Radiotehnika, 2013. 344 p.
9. Konovalov G.F. Radioavtomatika: uchebnik dlya vuzov po spec. «Radiotehnika». M.: Vyssh. shk., 1990. 335p.
10. Ivancov A.V. Ocenka velichiny oshibki opredeleniya veroyatnosti v modelyah na osnove peredatochnyh funkcij s priblizhennym opisaniem zven'ev / A.V. Ivancov, A.T. Albuzov, V.S. Kalinin // Radiotehnika. 2018. № 8. pp. 18-21.
© Козирацкий Ю.Л., Прохоров Д.В., Панов С.А., Панарин А.Ю., 2021
Козирацкий Юрий Леонтьевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры радиоэлектронной борьбы (и технического обеспечения частей РЭБ), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].
Прохоров Дмитрий Владимирович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры радиоэлектронной борьбы (и технического обеспечения частей РЭБ), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].
Панов Сергей Анатольевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры радиоэлектронной борьбы (и технического обеспечения частей РЭБ), Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].
Панарин Александр Юрьевич, начальник отделения боевого применения (учебных средств ПДТСРиК) УТК (полевого) БОУП, Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж), Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54А, [email protected].
DOI: 10.24412/2500-4352-2021-19-268-284
