CC BY
64Синхронизация времени разнесенных в пространстве РЛС
Лучков Н.В.
к.т.н.
Масленникова Т.Н.
к.т.н.
Маслов А.А.
ФНПЦ ОАО «НПО «Марс», г.Ульяновск Аннотация
Представлен интегрированный подход к созданию системы синхронизации времени для организации наиболее эффективной совместной обработки информации разнесенных в пространстве РЛС в условиях мирного времени и в военное время в условиях подавления спутниковой связи.
Ключевые слова: синхронизация времени; воздушная обстановка; синхронизация разнесенных позиций; радиолакационная станция; система единого времени.
Введение
Формирование высококачественной картины воздушной обстановки возможно достичь за счет синтеза в реальном масштабе времени данных корабельных, авиационных, береговых радиолокационных станций и аппаратуры опознавания. Это позволит не только довести имеющиеся данные о воздушных целях до всех кораблей, но также обеспечит надежное сопровождение и опознавание маневрирующих воздушных целей в условиях естественных и преднамеренных помех, увеличение дальности обнаружения малозаметных воздушных целей и нацеливание на них РЛС, не наблюдающих эти цели, большую гибкость организации перехвата противокорабельных ракет имеющимися в районе боевых действий средствами ПВО.
Для организации эффективной совместной обработки информации и управления элементами многопозиционной РЛС необходима точная синхронизация разнесенных позиций. Высокую точность синхронизации временных отметок в мирное время и угрожаемый период возможно достичь при использовании спутниковых навигационных систем.
Технология синхронизации удаленных объектов по сигналам спутниковой навигационной аппаратуры (СНА) являются в настоящее время наиболее точной и при этом недорогой. Для синхронизации работы РЛС спутниковые навигационные системы, обеспечивают высокостабильные импульсные сигналы (PPS), поступающие раз в секунду. Синхронизация от одного спутника обеспечивает точность от 5 нс до 20 нс.
Использование системы радиоинтерферометра со сверхдлинной базой (РСДБ), для базовой линии свыше 800 км позволяет достичь точности до 1нс, рис. 1.
i-methods
19
2-2014
Рис. 1. Синхронизация времени с использованием РСДБ и GPS
Применение для траекторных измерений наземно-космического РСДБ определяет необходимость энергетических характеристик траекторной радиоинтерферометрической системы, а также определение параметров оборудования, входящего в наземный и бортовой РТК.
Рис. 2. Синхронизация через выделенный спутниковый канал связи
Еще одним способом [Matthias Weiß, Synchronisation of Bistatic Radar Systems, Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2004. IGARSS '04. Proceedings. 2004 IEEE International Volume 3, 20-24 Sept. 2004 Page(s):1750 - 1753 vol.3] является использование прямой линии СВЧ связи или выделенного канала спутниковой связи, рисунок 2. Причем выделенный канал спутниковой связи имеет значительно большую помехозащищенность. Суть способа состоит в следующем, при синхронизации 2-х РЛС сигнал по каналу связи посылается в обоих направлениях. На каждой из станций вычисляется разница между временим отправки собственного и полученного сигнала, и по этой разнице вычисляется необходимая поправка времени синхронизации. Данный способ позволяет получить СКО времени менее 1 нс. Российская космическая группировка такой режим не поддерживает, поэтому данный способ не может быть реализован.
Таким образом, существуют два основных направления увеличения точности синхронизации времени:
- формирование метки времени аппаратурой потребителей спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и НАВСТАР, используя информацию от нескольких навигационных космических аппаратов (НКА). Данный способ реализуется в СНА;
- совместная обработка значений времени от нескольких источников времени, используя дополнительные средства связи.
www .nauka-i-asu .ru 20 i-m et hods
Совместное использование СНА и комплекса «ВЗОИ-ВЗОР» дает возможность увеличить точность синхронизации времени, за счет комплексирования информации получаемой различными объектами от одних и тех же НКА. Для обмена информацией между объектами используются комплекс «ВЗОИ-ВЗОР».
В условиях подавления спутниковой связи предлагается использовать систему синхронизации шкал времени в пространственно разнесенных пунктах методом запросной радиолокации, рис. 3. При этом синхронизация кораблей и объектов ТГ осуществляется автономно - средствами комплекса «ВЗОИ-ВЗОР» по ВЧ каналу связи.
В процессе синхронизации шкал времени ведущий пункт излучает запросный зондирующий сигнал, и начинается счет времени устройством, измеряющим задержку. После прохождения расстояния Я запросный сигнал принимается в ведомом пункте и после выполнения необходимых процедур синхронизируется шкала времени в этом пункте. В свою очередь, ведомый пункт излучает соответствующей шкале времени ответный зондирующий сигнал, который при его приеме в ведущем пункте синхронизирует дополнительную шкалу времени и останавливает счет времени устройством, измеряющим задержку. Суммарное время задержки при прохождении запросного и ответного сигналов определяется соотношением
2Я
^ = + К (я =-
где V - скорость распространения радиоволн; 4 - время задержки сигнала в цепях аппаратуры ЦП и 1111. Величина аппаратной задержки гп устанавливается предварительно путем калибровки.
Величина поправки 4 к шкале времени в ведомом пункте по отношению к шкале времени ведущего пункта рассчитывается по формуле
г - г
г =-±—п
2
и затем передается в ведомый пункт по каналу связи для определения точного времени. Аппаратура центрального и периферийного пунктов функционально устроена одинаково, отличается только настройкой и коммутацией некоторых цепей в зависимости от того, работает ли пункт как ведущий или как ведомый.
^ Декодирующее ак устройство
1а синхронизации
Схема формирования ИЗ Измеритель временных Схема ЭМС г
интервалов
Кодирующее устройство Ча
I
Генератор частоты Схема синхронизации га
г 1
ПРД + АФАР гр
Схема формирования ИЗ Измеритель временных интервалов
гр ПРД + АФАР ПРМ + АФАР гр
1
га Схема синхронизации Генератор частоты Схема синхронизации га
I
Кодирующее устройство Декодирующее устройство Ьк
Рис. 3 Система синхронизации шкал времени в пространственно разнесенных пунктах
методом запросной радиолокации
Синхронизация времени средствами комплекса «ВЗОИ-ВЗОР» возможно только в условиях прямой видимости, поэтому необходима реализация режима ретрансляции, в том числе используя беспилотные и другие летательные аппараты на которых установлен комплект аппаратуры «ВЗОИ-ВЗОР», что значительно увеличивает дальность действия средств связи.
V
ЦП
(р ПРМ + АФАР
г
г
ПП
21
2-2014
Предлагаемая система синхронизации позволяет получать высокоточные отметки времени в мирное время и обеспечить синхронизацию разнесенных позиций в военное время в условиях подавления спутниковой связи до 1 нс.
Таким образом, в условиях сильных помех предложенная система синхронизации времени может выступать в качестве системы единого времени ТГ.
Литература
1. Кондратьев В.С. Многопозиционные радиотехнические системы. В.С. Кондратьев, А.Ф. Козлов, Л.Н. Марков; под ред. проф. В.В. Цветнова. М.: Радио и связь. 1986. 264 с.
2. Зайцев Д.В. Многопозиционные радиолокационные системы. Методы и алгоритмы обработки информации в условиях помех. М.: Радиотехника. 2007. 96 с.
3. Challa S., Evans R., Wang X. A Bayesian solution to the OOSM problem and its approximations // Journal of Information Fusion. 2003. № 4 (3).
4. Лукомский Ю.А. Управление морскими подвижными объектами. СПб.: Элмор. 1996. 320 с.
5. Васильев К.К. Применение статистических методов при проектировании корабельных систем связи и автоматического управления движением // Автоматизация процессов управления. 2011. №1 (23). С. 72-77.
Для цитирования:
Лучков Н.В., Масленникова Т.Н., Маслов А.А. Синхронизация времени разнесенных в пространстве РЛС // i-methods. 2014. Т. 6. № 2. С. 19-22.
Time synchronization about of time walked in space RLS
Luchkov N^.
Ph.D.
Maslennikova T.N.
Ph.D.
Maslov A.A.
FSPC JSC "NPO "Mars", Ulyanovsk
Abstract
Presents an integrated approach to the creation of system time synchronization for the most effective joint information processing of space diversity radars in peacetime and in wartime under conditions of suppression of satellite communications.
Keywords: time synchronization; air situation; synchronization of the carried positions; radar station; system of uniform time.
References
1. Kondrat'ev, V. S. Multiposition radio engineering systems. V.S. Kondrat'ev, A. F. Kozlov, L. N. Markov; under the editorship of Professor V.V. Tsvetnova. M.: Radio and communication. 1986. 264 p.
2. Zaitsev D. V. Multiposition radar system. Methods and algorithms of information processing under conditions of interference. M.: Radio Engineering. 2007. 96 p.
3. S. Challa, R. Evans, X. Wang A Bayesian solution to the OOSM problem and its approximations // Journal of Information Fusion. 2003. No. 4 (3).
4. Lukomsky Y. A. Management of the marine moving objects. SPb.: Elmore. 1996. 320 p.
5. Vasylyev K. K. Application of statistical methods in the design of naval communication systems and automatic traffic control // automation of control processes. 2011. No. 1 (23). Pp. 72-77.
For citation:
Luchkov N.B. Maslennikova T.N. MaslovA.A. Time synchronization about of time walked in space RLS // i-methods. 2014. Vol. 6. No. 1. Pp. 19-22.
www nauka -i-asu ru
22
i-methods
