CC BY
0
задач войсками национальной гвардии: Сборник научных статей, Санкт-Петербург, 15 марта 2023 года. - Санкт-Петербург: Типография СПВИ войск национальной гвардии, 2023. - С. 87-96.
7. Андрющенко М. С. Обработка информации в мультисенсорных системах высокоточного оружия / М. С. Андрющенко, В. В. Степанов // Вооружение и экономика. - 2015. - № 4(33). - С. 41-47. - EDN UYBMFR.
8. Tzu-Chao L., Pao-Ta Yu. Thresholding Noise-Free Orbered Mean Filter Based on Dempster-Shefer Theory fir Image Restoration // IEEE Transactins On Circuits and Sistems - l: Regular Pepers. May 2006. - vol 53. - P.1057-1064.
9. Рощина Н. В. Системы и средства управления беспилотных летательных аппаратов как объект их поражения // Вестник Ярославского высшего военного училища противовоздушной обороны. 2019. № 1 (4). С. 68-74.
10. Воловач В. И. Исследование плотности распределения вероятностей обнаружения объекта с учетом изменяющейся дальности / В. И. Воловач // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2013. - № 4. - С. 71-75. - EDN QAPNJI.
11. Субботин С. В. Оценка вероятности обнаружения сигнала в многоканальной радиотехнической системе / С. В. Субботин, Д. Ю. Большаков // Журнал радиоэлектроники. - 2006. - № 5. - С. 1. - EDN KUIBJB.
Сахнов Сергей Алексеевич, адъюнкт, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский Военный ордена Жукова институт войск национальной гвардии Российской Федерации
JUSTIFICATION OF THE REQUIREMENTS FOR THE UAV DETECTION SUBSYSTEM BASED ON AN ASSESSMENT OF ITS EFFECTIVENESS
S.A. Sahnov
This paper presents an approach to assessing the effectiveness of the unmanned aerial vehicle detection subsystem. To obtain the result, calculations were made of the probability of detecting a threat in the form of an unmanned aerial vehicle. Taking into account the set of characteristics specified in the databases, the threat and detection subsystems were modeled. The result of the simulation was an assessment of the effectiveness of the detection subsystem, on the basis of which the requirements for the detection subsystem were presented.
Key words: unmanned aerial vehicle, sensor, detection, probability, efficiency, requirement.
Sakhnov Sergey Alekseevich, adjunct, sakhnov [email protected], Russia, St. Petersburg, St. Petersburg Military Order of Zhukov Institute of the National Guard of the Russian Federation
УДК 621.396
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-3-188-189
ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К ОБОСНОВАНИЮ ТРЕБОВАНИЙ К АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫМ КОМПЛЕКСАМ РАДИОМОНИТОРИНГА
Н.П. Удальцов, П.А. Агеев, Е.В. Михейкина, И.Ю. Уланов
В статье рассматриваются общие подходы к обоснованию требований к аппаратно-программным комплексам радиомониторинга, вариант их классификации, описаны особенности каждого из классов.
Ключевые слова: радиомониторинг, аппаратно-программный комплекс, радиоэлектронное средство, радиосигнал, радиоизлучение, радиоэлектронная обстановка.
Радиомониторинг (РМ) имеет свой материальный предмет познания в виде объекта РМ. В общем случае объект РМ относится к категории сложных разнесенных в пространстве объектов, является комплексной категорией и содержит ряд (множество) составляющих. Он образуется совокупностью всех технических средств (технических объектов, систем, устройств, приборов, агрегатов и т. п.), способных прямо или косвенно использовать (потреблять) радиочастотный ресурс или оказывающих воздействие на параметры и состояние использования радиочастотного спектра (РЧС) [1].
К объектам РМ относятся [2]:
сети и системы радиосвязи, функционирующие на основании разрешений на использование радиочастот или радиочастотных каналов в выделенных полосах частот;
полосы частот, определенные действующими решениями с установленными условиями их использования;
объекты, объединяемые в однородные группы с единым административным управлением и условиями применения, определяемыми соответствующими решениями;
отдельные радиоэлектронные средства (РЭС) и высокочастотные устройства (ВЧУ) различной принадлежности;
источники индустриальных радиопомех с условиями их применения, определяемыми нормами на индустриальные радиопомехи.
Множество технических средств, образующих объект РМ, подразделяется на следующие группы [2]:
радиоэлектронные средства (РЭС);
высокочастотные устройства (ВЧУ);
источники индустриальных помех;
другие (в т. ч. не идентифицированные) источники радиоизлучений (ИРИ).
188
Основными составляющими объекта РМ в заданных территориальных районах (зонах территориальной ответственности сил и средств РМ) являются [2]:
состояние загруженности полос (диапазонов) и номиналов радиочастот; действующие РЭС, ВЧУ, ИРИ и параметры их излучений;
совокупная радиоэлектронная (РЭО), электромагнитная (ЭМО) и помеховая обстановка. Комплексные параметры объектов РМ в настоящее время имеют тенденцию развития и усложнения вследствие следующих основных причин:
постоянное усложнение РЭО, ЭМО и помеховой обстановки, вызванное ростом плотности распределения РЭС и ВЧУ;
сокращение сроков и увеличение объемов разработки и ввода в действие новых типов РЭС, а также РЭС, основанных на принципиально новых технологиях беспроводной связи и передачи данных; освоение новых, в т. ч. более высоких (СВЧ-КВЧ) диапазонов радиочастот; высокий уровень загруженности отдельных диапазонов, полос и номиналов радиочастот; сложная помеховая обстановка в отдельных полосах и диапазонах радиочастот; наличие значительного количества нелегитимно действующих РЭС, ВЧУ, ИРИ;
динамичное во времени изменение параметров излучений, легитимно действующих РЭС, ВЧУ, ИРИ, приводящее к выходу значений параметров этих ИРИ в области вне нормированных значений.
Перечисленные причины определяют актуальность осуществления РМ и обусловливают необходимость развития систем РМ. Получение сведений об объекте РМ осуществляется путем измерения параметров излучений РЭС, обслуживающих или находящихся на объекте. Параметры излучений, особенно РЭС, во многом определяются применением современных радиотехнологий.
Основные радиотехнологии РЭС, сетей и систем радиосвязи, имеющие наибольшее применение в настоящее время, приведены в таблице 1, а отдельные параметры (значения диапазонов используемых частот, полосы частот радиоканалов, мощности передатчиков) РЭС - в таблице 2 [3].
Основным назначением аппаратно-программных комплексов радиомониторинга (АПК РМ) является постоянный или периодический контроль загрузки радиосигналами максимально широкого диапазона частот, обнаружение и анализ радиоизлучений, определение местоположения (ОМП) РЭС и оценка легитимности их функционирования.
Таблица 1
Основные радиотехнологии РЭС, сетей, систем радиосвязи_
Тип системы, сети,РЭС радиосвязи Радиотехнологии
Сети подвижной радиотелефонной (сотовой) связи различных поколений 2G (стандарты GSM, GPRS, EDGE); 3G (стандарты UMTS, HSPA, HSPA+, HSDPA, HSUPA); 4G (стандарты LTE, LTE-Advanced); 5G
Подвижная (транкинговая) радиосвязь TETRA, DMR
Спутниковая радиосвязь Inmarsat, Iridium, DVB-S/S2/2x, DVB-SH, ISDB-S, S-DMB, GPS, Galileo, ГЛОНАСС
Сети широкополосного радиодоступа IEEE 802.11 a/aciad/afbigin, IEEE 802.22
Телевизионное вещание аналоговые (NTSC, PAL, SECAM)\ цифровые (DVB-T/T2, DVB-H, DVB-S2)
Радиовещание аналоговые (AM, FM); цифровые (DRM, DRM+, DRM30, T-DAB, DAB+, HDRadio, T-DMB)
Устройства малого радиуса действия Bluetooth, ZigBEE, IEEE 802.11 p, Weightless, 6LowPAN
Тип системы, сети, РЭС радиосвязи
Параметры РЭС, сетей, систем радиосвязи
Мощность
Диапазоны частот
передатчика
Таблица 2
Полоса частот радиоканала
Сети подвижной радиотелефонной (сотовой) связи различных поколений
450/700/900 МГц; 1800/1900 МГц;
2100 МГц; 2300-2400 МГц; 2600 МГц; 3,4-4,2 ГГц; 5,15-5,825 ГГц; более 10 ГГц
до 46 дБВт
от 200 кГц до 1000 МГц
Подвижная (транкинговая) радиосвязь Спутниковая радиосвязь
Сети широкополосного радиодоступа
до 1000 МГц
до 53 ГГц
2,4 ГГц, 5 ГГц, 28 ГГц, 60 ГГц
до 30 Вт
до 60 дБВт
до 1 Вт
от 6,25 кГц до 1 МГц
до 500 МГц
20/40/80 МГц; 160 МГц; до 500 МГц
Телевизионное вещание Радиовещание
Устройства малого радиуса действия
от 48 МГц до 862 МГц
до 108 МГц
от 25 кГц до 246 ГГц
до 10 кВт
до 10 кВт
от 1 мкВт до 1 Вт
до 500 МГц
от 4,5 кГц до 100 кГц
до 20 МГц
Радиорелейные станции
до 150 ГГц
до 1 Вт
до 500 МГц
Каждая из этих задач - многоэтапная, решаемая в условиях сложной радиоэлектронной обстановки (РЭО), требующая использования широкой номенклатуры РЭС, выполняющих определенные функции.
Данные функции могут быть разделены на следующие основные группы, выполнение которых, как правило, обеспечивается современными системами и комплексами РМ стационарного или мобильного размещения, к которым относятся [4-11]:
панорамный спектральный анализ в реальном масштабе времени с максимально высокой скоростью, разрешающей способностью и адаптацией к сложной РЭО;
быстрый поиск «новых» радиоизлучений, в том числе широкополосных, излучений с динамической частотно-временной структурой, измерение их параметров, сравнение с базой данных для определения их легитимности для решения поставленных задач;
пеленгование РЭС с произвольными видами модуляции по азимуту и углу места, определение их местоположения в пространстве и отображение на картографическом фоне (фоне электронной карты ГИС);
создание и ведение баз данных по обнаруженным радиоизлучениям и РЭС, пополнение их и сопоставление зарегистрированных данных с эталонами, хранящимися в базах данных;
наблюдение за РЭС с оперативной оценкой изменений в их излучениях и функционировании; запись радиосигналов, в том числе цифровых, одновременно со служебными параметрами (частота, время, уровень сигнала, спектрограмма и т. п.) и последующее их воспроизведение;
технический анализ радиосигналов РЭС в реальном времени и при отложенной обработке. Современные АПК РМ создаются на основе системного подхода и представляет собой систему аппаратно-программных средств, объединенных общим замыслом функционирования. Это предусматривает увязывание массогабаритных характеристик отдельных средств, их электромагнитную совместимость, развязку по электропитанию, проработку конструктивных решений, согласованных с параметрами носителей, на которых они устанавливаются [4-11].
Решение подобной задачи лежит на пути рационального разделения АПС на группы, характеризующиеся выполнением каждого или нескольких указанных условий. Всю номенклатуру средств можно разделить на семейства стационарных, мобильных, портативных и носимых средств. В каждом семействе при разработке аппаратуры (технических средств) предпочтительными являются технические решения, обеспечивающие выполнение, в первую очередь, совокупности основных тактико-технических характеристик, а во вторую очередь - минимальные массога-баритные показатели и наименьшую стоимость.
Для стационарных средств РМ практически отсутствуют массогабаритные и энергетические ограничения, в них могут быть реализованы наилучшие достижимые параметры. Например, получение большой зоны действия АПК РМ стационарного базирования обеспечивается размещением антенных систем на выносных мачтах, устанавливаемых, в свою очередь, с максимальным учетом всех требований.
Для мобильных средств РМ, которые размещаются на транспортной базе наземного, морского или воздушного базирования с возможностью выполнения ими своих функций в движении, вступают в действие определенные ограничения по весу, размерам и энергопотреблению. Это связано с габаритами и грузоподъемностью самих носителей, с энергоемкостью и мощностью источников питания, размещенных на тех же транспортных средствах.
Поскольку указанные ограничения не являются строгими, в аппаратуре данного семейства, как и в стационарных средствах, могут быть использованы многоканальные цифровые панорамные радиоприемные устройства и получены высокие показатели по динамическому диапазону, скорости панорамного анализа и обработки поступающей информации.
Портативные средства РМ рассчитаны на переноску одним или несколькими операторами и последующее их использование на временных остановках, оборудованных или не оборудованных электропитанием, а также на открытой местности. Требования по функционированию, в ходе их перемещения, как правило, не ставятся. Накладываются существенные ограничения по массе, потреблению питания и габаритным размерам антенных систем обнаружения радиосигналов РЭС, их пеленгования и ОМП. Кроме того, для портативных средств РМ необходимым является наличие автономного источника питания и обеспечение возможности его функционирования, например, заряд аккумуляторов, развертывание солнечных батарей, снабжение топливом для бензоэлектрогенерато-ров и т. д.).
Носимые средства РМ предназначены, прежде всего, для работы во время движения оператора при размещении их на теле (в руках) оператора, перемещающегося, например, в составе специальных функциональных групп.
По характеру применения данные средства относятся к универсальным, использование которых оправдано для определения местоположения РЭС в труднодоступных местах или там, где требуется скрытная работа. В связи с серьезными ограничениями по потреблению и массогабаритным параметрам показатели такой аппаратуры должны выбираться компромиссно с учетом длительности работы с одним комплектом источников.
Таким образом, при определении требований целесообразным является разбиение всех АПК РМ на следующие группы (классы):
класс стационарных средств РМ;
класс мобильных средств РМ наземного, воздушного, морского базирования с возможностью функционирования в движении;
класс портативных средств РМ, функционирование которых возможно только после их развертывания в местах временного размещения;
класс носимых средств РМ для скрытного и открытого использования, предназначенных для выполнения задач во время движения оператора, а также без участия оператора в управлении средством, с частичным и полным участием.
С целью сокращения номенклатуры средств РМ целесообразно объединить первые два класса (стационарные и мобильные) в одно при условии обеспечения выполнения мобильными средствами всех функций стационарных и с учетом ограничений на антенные системы и системы электропитания мобильных средств.
Таким образом, учитывая особенности современной РЭО, ЭМО и применяемые радиотехнологии, рассмотрены общие подходы к построению АПК РМ с учетом разбиения их на определенные классы.
Список литературы
1. Концепция развития системы радиоконтроля за излучениями радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств гражданского назначения в ЦФО. Одобрена решением Технического совета ФГУП «РЧЦ ЦФО»,
протокол от 24.05.2007 г. № 25/2. [Электронный ресурс] URL: https://www.radian-m.ru/docs/ASRK Concept.pdf (дата обращения: 10.02.2024).
2. Концепция развития системы контроля за излучениями радиоэлектронных средств и (или) высокочастотных устройств гражданского назначения в Российской Федерации на период до 2025 года. Утверждена решением ГКРЧ от 04.07.2017 г. № 17-42-06. [Электронный ресурс] URL: https://digital.gov.ru/uploaded/files/kontseptsiya-radiokontrolya-k-17-42-06.pdf (дата обращения: 10.02.2024).
3. Анализ и оценка мировых тенденций развития радиотехнологий и систем связи. (Приложение 1 к «Концепции развития системы контроля на период до 2025 года»). [Электронный ресурс] URL: http://www.kniga.lib-i.ru/26raznoe/3982-1-prilozhenie-analiz-ocenka-mirovih-tendenciy-razvitiya-radiotehnologiy-sistem-svyazi-analiz-ocenka-m.php (дата обращения: 10.02.2024).
4. Информационный ресурс cons-systems. [Электронный ресурс] URL: http://cons-systems.ru (дата обращения: 10.02.2024).
5. Способ обработки результатов радиомониторинга (Пат. РФ № 2781947, МПК G01S5/00, опубл. 21.10.2022, бюл. № 30).
6. Способ обработки результатов радиомониторинга (Пат. РФ № 2736329, МПК G01S5/00, опубл. 13.11.2020, бюл. № 32).
7. Способ обработки результатов радиомониторинга (Пат. РФ № 2659486, МПК G01S5/00, опубл. 02.07.2018, бюл. № 19).
8. Агеев П. А., Заика П. В. Кудрявцев А. М., Смирнов А. А. Процедуры вскрытия объектов военного назначения на основе признаков их проявляемости в различных физических средах. «Стратегическая стабильность», № 3(96). - Издательство «Передовые специальные технологии и материалы», 2021. С. 50-54.
9. Удальцов Н. П., Агеев П. А., Заика П. В. Основные аспекты и методика оценки эффективности мониторинга // Известия тульского государственного университета. Технические науки, 2022. Вып. 2. С. 298-303.
10. Агеев П. А., Кудрявцев А. М., Смирнов А. А. Процедуры структурно-статистической обработки данных радиомониторинга // Известия тульского государственного университета. Технические науки, 2019. Вып. 7. С. 288-294.
11. Агеев П. А., Кудрявцев А. М., Заика П. В. Модель информационных признаков объектов и источников радиомониторинга // Известия тульского государственного университета. Технические науки, 2020. Вып. 5. С. 78-83.
Удальцов Николай Петрович, канд. воен. наук, профессор, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С. М. Буденного,
Агеев Павел Александрович, канд. воен. наук, доцент, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С. М. Буденного,
Михейкина Елена Викторовна, канд. техн. наук, доцент, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С. М. Буденного,
Уланов Игорь Юрьевич, сотрудник, m. [email protected], Россия, Санкт-Петербург, АО «НИИ «ВЕКТОР»
GENERAL APPROACHES TO MOTIVATION OF THE REQUIREMENTS TO HARDWARE PROGRAMME COMPLEX
RADIOMONITORINGA
N.P. Udalzov, P.A. Ageev, E.V. Miheykina, I.Y. Ulanov
The Article discusses General approaches to substantiating the Requirements for the Hardware and Software complex of Radio monitoring, a variant of their Classification, and describes the Features of each of the Classes.
Key words: radio monitoring, hardware and software complex, radio electronic means, radio signal, radio emission, radio electronic environment.
Udalzov Nikoly Petrovich, candidate of military sciences, professor, Russia, Sankt-Petersburg, Military Academy of Telecommunications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Bydyonny,
Ageev Pavel Aleksandrovich, candidate of military sciences, docent, [email protected], Russia, Sankt-Petersburg, Military Academy of Telecommunications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Bydyonny,
Miheykina Elena Viktorovna, candidate of technical sciences, docent, Russia, Sankt-Petersburg, Military Academy of Telecommunications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Bydyonny,
Ulanov Igor Yurievich, employee, m. ulanova@mail. ru, Russia, Saint Petersburg, JSC «Research Institute
«VECTOR»
