13 октября, 2014

Комплексное решение задач радиолокационной разведки

В июле 1993 г. указом президента Российской Федерации «Об организации противовоздушной обороны в Российской Федерации» Министерству обороны была поставлена задача провести всестороннюю оценку состояния радиолокационной системы противовоздушной обороны страны и подготовить проект нормативно-правового документа, регулирующего принципы создания федеральной системы разведки и контроля воздушного пространства в виде радиолокационной системы двойного (военно-гражданского) назначения.

Фотоархив ЛЭМЗ

Результатом проведенной в максимально сжатые сроки работы специалистов Главного оперативного управления Генерального штаба ВС РФ, Управления РТВ, Управления эксплуатации вооружения и военной техники, Управления связи, РТО и АСУ, ВНК и других управлений главного командования Войск ПВО стало издание указа президента Российской Федерации «О создании федеральной системы разведки и контроля воздушного пространства Российской Федерации» (ФСР и КВП).

В соответствии с Указом президента Российской Федерации 1994 г. ФСР и КВП была создана как система двойного (военно-гражданского) назначения в целях объединения усилий Министерства обороны Российской Федерации и Министерства транспорта Российской Федерации для эффективного решения задач противовоздушной обороны и управления движением в воздушном пространстве Российской Федерации.

Кроме выполнения функций радиолокационной разведки и радиолокационного контроля воздушного пространства, речь также шла об оперативном управлении силами и средствами радиолокационной разведки и радиолокационного контроля воздушного пространства, организации взаимодействия органов управления видов Вооруженных Сил Российской Федерации с органами управления воздушным движением, информационного обеспечения систем управления войсками и органов управления воздушным движением и о размещении на территории страны радиоэлектронной техники на основе единой технической политики.

Основу системы управления, сбора и обработки радиолокационной информации должны были составить командные пункты радиотехнических частей и соединений, разведывательно-информационные центры (РИЦ) командных пунктов соединений и объединений (районов и зон) ПВО, а также РИЦ ЦКП Войск противовоздушной обороны.

В соответствии с утвержденным положением о ФСР и КВП ее основу составили радиотехнические подразделения и части видов и родов войск ВС РФ и радиолокационные позиции аэронавигационной системы России, оснащенные унифицированными радиолокационными комплексами двойного назначения. Они составляют основу единой радиолокационной системы (ЕРЛС) ФСР и КВП.

На них, в частности, возлагаются задачи ведения радиолокационной разведки, контроля использования воздушного пространства страны и радиолокационного обеспечения укрупненных центров организации воздушного движения (УЦ ОрВД) аэронавигационной системы России.

Решение указанных задач осуществляется посредством формирования радиотехническими средствами ВС РФ и аэронавигационной системы России радиолокационных полей, обеспечивающих функционирование системы радиолокационной разведки ВКО, ВВС и ПВО, системы освещения надводной обстановки ВМФ и системы радиолокационного наблюдения ЕС ОрВД.

На рисунке 1 показана структура радиолокационного поля в вертикальном разрезе, создаваемого радиотехническими подразделениями и частями видов и родов войск ВС РФ и радиолокационными позициями аэронавигационной системы России.

 
Рис. 1

1 – область воздушного пространства, в котором функционирует система радиолокационной разведки ВКО, ВВС и ПВО.

2 – область воздушного пространства, в котором функционирует система радиолокационного наблюдения ЕС ОрВД.

3 – область воздушного пространства, в котором функционирует система освещения надводной обстановки ВМФ.

Σ – область воздушного пространства, формируемая всеми радиолокационными системами совместно.

Все вышеперечисленные радиолокационные системы функционируют на единых принципах и решают единые по целям задачи. Но в настоящее время ни одна из них в отдельности самостоятельно не может в полной мере обеспечить предъявляемые к ней требования по формированию заданных параметров радиолокационного поля.

Это выражается в наличии в радиолокационных полях углов закрытия, областей радиотени, недостаточных дальностях обнаружения воздушных объектов на заданных направлениях и т. д., что отражает главный недостаток автономного функционирования ведомственных радиолокационных систем.

Достичь существенного снижения данных недостатков можно путем формирования ЕРЛС ФСР и КВП за счет комплексного использования имеющихся в ВС РФ и в аэронавигационной системе России радиолокационных систем и средств.

Создание ЕРЛС позволяет, с одной стороны, существенно повысить качество информационного обеспечения органов управления ВС РФ и ЕС ОрВД, а с другой – снизить капитальные затраты на развертывание радиотехнических средств, дублирующих добывание информации о воздушной обстановке. Как следствие произойдут улучшение контроля использования воздушного пространства и повышение безопасности полетов авиации всех ведомств, а в конечном итоге – повышение эффективности функционирования ФСР и КВП в целом.

Определяющее значение в функционировании и жизнеспособности ЕРЛС принадлежит системе информационно-технического взаимодействия (СИТВ) ФСР и КВП.

Под СИТВ ФСР и КВП понимается комплекс организационных и технических мероприятий, обеспечивающий обмен информацией о воздушной обстановке между органами управления ВС РФ и ЕС ОрВД РФ в целях обеспечения контроля использования воздушного пространства и управления воздушным движением.

В настоящее время вопросы информационно-технического взаимодействия наиболее полно проработаны для органов управления ПВО (ВКО) и ЕС ОрВД.

Рис. 2. Графика Юлии Гореловой

Структурная схема СИТВ ФСР и КВП показана на рисунке 2. В состав СИТВ ФСР и КВП входят:

• комплекс программно-технических средств (КПТС);
• выносной комплект абонентского оборудования (ВКАО);
• комплекс средств связи и передачи данных (КССПД).

КПТС предназначен для адаптации информации о воздушной обстановке, передаваемой с центров ЕС ОрВД, к требованиям МО РФ, а именно – для обеспечения работы по скоростным и маневрирующим воздушным объектам, для использования информации от Единой системы государственного радиолокационного опознавания и др. (рис. 3).

Рис. 3. Графика Юлии Гореловой

Рис. 4. Графика Юлии Гореловой

Рис. 5. Графика Юлии Гореловой

ВКАО предназначен для отображения обобщенной информации о воздушной обстановке на КП соединения ВКО (рис. 4).

КССПД предназначен для передачи информации о воздушной обстановке и обеспечения речевого взаимодействия между органами управления ПВО (ВКО) и ЕС ОрВД. Он является системообразующим элементом СИТВ, обеспечивающим функционирование всех его составных частей в рамках единой системы.

Современные технологии связи значительно усовершенствовали и упростили обмен информацией, что позволяет решать самые сложные задачи информационного обеспечения и коммуникаций, о которых трудно даже было себе представить в конце прошлого столетия.

На особенностях организации КССПД остановимся более подробно.

На КССПД (рис. 5) возлагаются следующие задачи:

• передача РЛИ и информации речевого взаимодействия между ТРЛП ДН и ПУ радиотехнических подразделений (децентрализованный режим);
• передача РЛИ и информации речевого взаимодействия между центрами ЕС ОрВД и КП соединений ВКО и КП радиотехнических частей (централизованный режим);
• передача РЛИ и информации речевого взаимодействия между другими объектами (группами руководства полетами), участвующими в процессах управления воздушным движением и обеспечения безопасности полетов авиации всех ведомств.

Для организации каналов связи и передачи данных в СИТВ ФСР и КВП может использоваться широкий спектр средств связи, к основным из которых относятся:

• станции фиксированной спутниковой связи (СФСС);
• цифровые радиорелейные станции (ЦРРС);
• кабельные, волоконно-оптические линии связи (КЛС, ВОЛС);
• оборудование беспроводного широкополосного доступа (БШД).

В ходе практической реализации проектов по построению СИТВ ФСР и КВП в Восточной, Центральной и других зонах ответственности за ПВО в качестве основного средства связи, обеспечивающего функционирование КССПД, использовалась ЦРРС МИК РЛ-7. Типовая схема организации КССПД, применяемая в данных проектах, показана на рисунке 6.

Рис. 6. Графика Юлии Гореловой

Данная схема организации КССПД в рамках функционирования СИТВ ФСР и КВП отражает как централизованный, так и децентрализованный способы выдачи информации о воздушной обстановке и имеет топологию «точка-точка».

К достоинствам данной схемы организации КССПД следует отнести относительную простоту ее построения и высокую надежность каналов связи и передачи данных.

В то же время опыт эксплуатации такой схемы организации КССПД вскрыл и ряд существенных недостатков.

Основным недостатком данной схемы организации КССПД является то, что она предусматривает создание каналов связи только между отдельными должностными лицами органов управления ВКО (ПВО) и ЕС ОрВД и не учитывает потребности во взаимодействии между другими, не менее значимыми группами руководства полетами.

Так, в процессах управления воздушным движением и обеспечения безопасности полетов авиации всех ведомств участвует широкий круг должностных лиц, влияющих на принятие управленческих решений. К ним относятся руководитель полетов УЦ ЕС ОрВД, диспетчеры секторов РЦ (до 10 и более), диспетчеры аэродромно-диспетчерских пунктов (АДП), группа планирования полетов государственной авиации, оперативный дежурный КП авиационной части, штурманы стартовых командных пунктов (СКП), штурманы пунктов наведения (ПН) авиационных частей, группа перелетов на КП соединения ВВС, группа по взаимодействию с авиацией на КП соединения ВКО и другие. Следовательно, каналы взаимодействия между этими группами руководства и должностными лицами необходимо включить в состав СИТВ ФСР и КВП и учесть в ней все их взаимосвязи.

Другим недостатком существующей схемы организации КССПД является то, что она не учитывает в полной мере пиковые нагрузки полетов авиации.

Фотоархив ЛЭМЗ

Так, при возникновении обстоятельств непреодолимой силы в нескольких секторах УЦ ЕС ОрВД одновременно (нарушение режима полетов, пересечение госграницы, сигнал «Бедствие») одного телефонного канала между РЦ и КП соединения ВКО для разрешения конфликтной ситуации будет недостаточно. Кроме этого, производительность канала передачи данных о воздушной обстановке с УЦ ЕС ОрВД на КП соединения ВКО должна обеспечить передачу информации о максимально возможном количестве воздушных объектов, которое может находиться в районе ответственности УЦ ЕС ОрВД. Однако в существующей схеме организации КССПД этот факт не учитывался.

Наличие данных недостатков может привести к пропаданию информации о воздушной обстановке и потере управления, следствием чего станет снижение безопасности полетов.

Это требует принятия неотложных мер по устранению выявленных недостатков.

Для устранения вышеизложенных недостатков необходимо рассматривать СИТВ ФСР и КВП как единую целостную систему со всеми ее взаимосвязями между группами руководства полетами и должностными лицами, осуществляющими управление воздушным движением. Такой подход позволит определить объемы передаваемой информации о воздушной обстановке и необходимое количество каналов связи для обеспечения функционирования СИТВ ФСР и КВП.

Это и составляет суть системного подхода при построении СИТВ ФСР и КВП.

Следствием применения системного подхода при построении ССПД ФСР и КВП является переход от отдельных направлений информационного взаимодействия к локальным сетям передачи данных между объектами ФСР и КВП, более полно учитывающими взаимосвязи между всеми группами руководства и должностными лицами УВД. Построение локальных сетей в свою очередь обуславливает изменение топологии построения СИТВ и обуславливает переход от топологии «точка-точка» к полносвязной топологии сети (рис. 7).

Рис. 7. Графика Юлии Гореловой

Переход к полносвязной топологии организации ССПД подразумевает создание большого количества каналов связи, что при традиционных методах (прокладка кабельных линий связи, организация РРС интервалов, и т. д.) приведет к резкому возрастанию капитальных затрат. Это является мощным сдерживающим фактором совершенствования СИТВ ФСР и КВП. В связи с этим актуальной становится задача поиска новых нетрадиционных способов организации ССПД.

Одна из инновационных технологий связи, способная обеспечить организацию ССПД с полносвязной топологией при построении СИТВ ФСР и КВП, – технология беспроводного широкополосного доступа (БШД).

Беспроводной широкополосный доступ является передовой информационной технологией, внедряемой в ССПД общего и специального назначения.

Технология БШД базируется на основе теории широкополосных сигналов (ШПС), разработанной для помехоустойчивой передачи информации с использованием сигнала малой мощности.

К достоинствам технологии БШД следует отнести следующие:

• высокая скорость передачи данных (до 200 мгбит/сек);
• высокая защищенность от переотражений при интерференции;
• малые габариты и вес (30х30см, 60х60см, 2,5 кг), низкая стоимость;
• возможность реализации гибкой топологии построения сети;
• быстрое развертывание, низкие эксплуатационные затраты;
• большая дальность радиосвязи (прямая видимость);
• возможность построения мультисервисных сетей;
• возможность приоритетной передачи речевой информации (VoIP);
• реализован механизм качества обслуживания (QoS);
• централизованное управление доступом.

Для оценки экономической эффективности технологии БШД целесообразно воспользоваться критерием себестоимости передаваемой информации

Си=NΣ/M,

где Си – себестоимость передаваемой информации о воздушной обстановке;

NΣ – суммарные затраты на построение ССПД;

M – количество организованных каналов связи, по которым передается информация о воздушной обстановке.

Проведенные сравнительные оценки показывают, что по данному критерию сети с технологией БШД существенно превосходят аналогичные, а именно – при прокладке кабельных (волоконных) линий связи в 5–6 раз, при развертывании СФСС – в 3–4 раза, при установке ЦРРС – в 3 раза. Вариант схемы построения локальной ССПД с полносвязной топологией показан на рисунке 8.

Рис. 8. Графика Юлии Гореловой

Данный вариант построения ССПД ФСР и КВП позволяет учесть потребности органов управления ПВО и ЕС ОрВД в организации необходимых каналов взаимодействия между группами руководства и должностными лицами, осуществляющими управление воздушным движением, а также обеспечить обмен данными о воздушной обстановке при пиковых нагрузках полетов авиации всех ведомств.

Отдельным вопросом системного подхода к совершенствованию СИТВ ФСР и КВП является вопрос об организации каналов передачи данных для автоматизированного способа сбора и обработки информации о воздушной обстановке.

В основе организации автоматизированного способа сбора и обработки информации о воздушной обстановке лежит оснащение органов управления ПВО (ВКО) и ЕС ОрВД комплексами средств автоматизации (КСА) и надежными каналами передачи данных.

В органах управления ЕС ОрВД задача оснащения КСА и надежными каналами передачи данных решается достаточно успешно, в результате чего автоматизированный способ сбора и обработки информации о воздушной обстановке является основным.

В органах управления ВКО (ПВО) решение этой задачи сдерживается отсутствием надежных каналов передачи данных, организация которых предусматривается вне ФЦП «Совершенствование ФСР и КВП (2007–2015 гг.)».

Ввиду отсутствия надежных каналов передачи данных между КП радиотехнических частей и подразделений ВС РФ основным способом сбора и обработки информации о воздушной обстановке на КП соединений ВКО (ПВО) пока остается неавтоматизированный способ.

Из-за существования различных способов сбора и обработки информации о воздушной обстановке в органах управления ВКО (ПВО) и ЕС ОрВД функционирование СИТВ ФСР и КВП в полном объеме не представляется возможным, вследствие чего и формирование единой радиолокационной системы оказывается проблематичным.

Решение задачи по организации автоматизированного способа сбора и обработки информации о воздушной обстановке как в интересах ЕС ОрВД, так и в интересах ВКО (ПВО) должно рассматриваться в рамках функционирования единой системы – СИТВ ФСР и КВП, что отражает системный подход решения проблемы.

Оценки, проведенные по вышепредложенному критерию, показывают, что наиболее эффективным вариантом решения проблемы по организации надежных каналов передачи данных для частей и подразделений МО РФ является организация каналов доступа к магистральным линиям связи региональных операторов («каналов последней мили»).

Такой подход позволит обеспечить высокое качество ССПД при относительно небольших капитальных вложениях и быстрый их ввод в эксплуатацию (рис. 9).

Рис. 9. Графика Юлии Гореловой

В качестве средства связи «последней мили» целесообразно использовать оборудование БШД, обеспечивающее высокие качественные характеристики ССПД при их невысокой стоимости.

Создание надежных каналов передачи данных для частей и подразделений МО РФ позволит повсеместно перейти к автоматизированному способу сбора и обработки информации о воздушной обстановке и тем самым обеспечит полноценное функционирование СИТВ ФСР и КВП.

Таким образом, совершенствование СИТВ ФСР и КВП на основе системного подхода обеспечит комплексное решение задач радиолокационной разведки, контроля и использования воздушного пространства, а также управления воздушным движением при существенной экономии капитальных затрат и бюджетных средств.