Результат интеллектуальной деятельности: Пространственно-распределенная система радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке средств радиоэлектронного подавления (РЭП) приемных устройств навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), в частности, размещаемых на самолетах, крылатых ракетах, беспилотных летательных аппаратах (БЛА), в системах высокоточного оружия и т.д.

Известна пространственно-распределенная система РЭП, состоящая из средств разведки, пункта управления и дистанционно-управляемых малогабаритных модулей помех (ММП), которые предварительно доставляются в район размещения подавляемой РЛС [см., например, В.Г. Радзиевский Сетецентрическая пространственно-распределенная система на основе малогабаритных модулей и помех. - Радиотехника, 2012, №6, с. 4-11].

Недостатком системы является необходимость размещения ММП в непосредственной близости от подавляемой РЛС, что особенно проблематично при подавлении приемных устройств навигационной аппаратуры потребителей ГНСС, размещенных на средствах воздушного и космического базирования. Это обусловлено тем, что не представляется возможным поддерживать непосредственную близость источника помех с носителем ГНСС.

Известен пространственно-распределенный комплекс средств создания радиопомех большой мощности приемным устройствам навигационной аппаратуры потребителей, размещенным на мобильных средствах, работающим по сигналам ГНСС, состоящий из средств разведки, пункта управления и станций радиопомех [см., например, патент RU №2563972, С1, МПК H04K3/00, опубл. 27.09.2015 г.]. Принцип подавления основан на концентрации суммарной энергии совокупности разнесенных в пространстве станций радиопомех небольшой мощности в заданной области пространства на заданном интервале времени. При этом создание преднамеренных радиопомех большой мощности обеспечивается путем координатно-временного обеспечения взаимодействия средств разведки и станций помех.

Недостатком комплекса является наличие активных средств разведки, которые, во-первых, являются объектами противодействия со стороны потребителей ГНСС, в том числе, самонаводящимся на излучение оружием, и, во-вторых, требуют координатно-временного обеспечения взаимодействия средств разведки и станций помех, что обусловливает наличие лишних звеньев управления на оперативном уровне при действии средств разведки и станций помех в одной зоне.

Известен также пространственно-распределенный (распределительный) комплекс создания радиопомех навигационной аппаратуре потребителей глобальных навигационных систем с многофункциональным использованием радиоэлектронного оборудования, состоящий из пункта управления и станций радиопомех, выполненных и взаимосвязанных между собой определенным образом [см., например, патент RU №2616286, С1, МПК H04K3/00, G01S 7/38, опубликован 14.04.2017 г.]. При этом станции радиопомех работают в соответствии с планом - графиком, регламентирующим последовательность интервалов времени в режимах поставки радиопомех или излучения зондирующего радиосигнала для реализации комплексом способа активной многопозиционной радиолокации.

Недостаток пространственно-распределительного комплекса создания радиопомех навигационной аппаратуре потребителей глобальных навигационных систем с многофункциональным использованием радиоэлектронного оборудования заключается в том, что постановка радиопомех осуществляется с перерывами во времени, что приводит к снижению эффективности воздействия помех на приемные устройства потребителей глобальных навигационных спутниковых систем.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является пространственно-распределенная система радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем, содержащая пункт управления и N дистанционно-управляемых малогабаритных модулей помех, при этом пункт управления и ММП соединены линией связи [см., например, http://chvvakush.ucoz.ru/publ/professionalnoe/aviatekhnika/problemy_zashhity_gps_ot_pomekh/l0-1-0-27. Дата обращ. 10.02.2020 г.].

Недостатком системы является высокий уровень непреднамеренных электромагнитных помех для собственных потребителей ГНСС и РЭС другого назначения, а также неоправданные энергетические затраты, обусловленные постоянным включением всех ММП.

Техническим результатом изобретения является снижение уровня непреднамеренных электромагнитных помех и энергетических затрат за счет управляемого включения ММП путем обнаружения потребителей ГНСС, по сигналам ММП, отраженным от них, и определения их координат и государственной принадлежности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной пространственно-распределенной системе радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), содержащей пункт управления и N дистанционно-управляемых малогабаритных модулей помех, при этом пункт управления и ММП соединены линией связи, согласно изобретению, дополнительно введены разнесенные в пространстве К - приемные позиции, каждая из которых содержит последовательно соединенные приемную антенну, приемное устройство, блок определения координат и блок экстраполяции траектории движения потребителей ГНСС, причем система снабжена наземной аппаратурой системы государственного радиолокационного опознавания, при этом приемные позиции и их системы государственного радиолокационного опознавания соединены линией связи с пунктом управления, вход κ-ой наземной аппаратуры системы государственного радиолокационного опознавания, где κ=1…К, объединен со входом блока определения координат соответствующей приемной позиции, а также последовательно соединенные блок расчета требуемой плотности потока мощности помехи, первый вход которого соединен с выходом линии связи пункта управления, блок расчета зоны энергетической доступности ММП и блок определения ММП, обеспечивающих подавление потребителей ГНСС, выход которого соединен со входом пункта управления, база данных, первый выход которой соединен со вторым входом блока расчета требуемой плотности потока мощности помехи, а второй выход - с соответствующим входом блока расчета зоны энергетической доступности ММП.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введены разнесенные в пространстве К - приемные позиции, каждая из которых содержит последовательно соединенные приемную антенну, приемное устройство, блок определения координат и блок экстраполяции траектории движения потребителей ГНСС, причем приемная позиция снабжена наземной аппаратурой системы государственного радиолокационного опознавания, при этом приемные позиции и их системы государственного радиолокационного опознавания соединены линией связи с пунктом управления, вход κ-ой наземной аппаратуры системы государственного радиолокационного опознавания, где κ=1…К, объединен со входом блока определения координат соответствующей приемной позиции, а также последовательно соединенные блок расчета требуемой плотности потока мощности помехи, первый вход которого соединен с выходом линии связи пункта управления, блок расчета зоны энергетической доступности ММП и блок определения ММП, обеспечивающих подавление потребителей ГНСС, выход которого соединен со входом пункта управления, база данных, первый выход которой соединен со вторым входом блока расчета требуемой плотности потока мощности помехи, а второй выход - с соответствующим входом блока расчета зоны энергетической доступности ММП.

Предварительно на местности устанавливают пространственно-распределенные ММП, например, на расстоянии друг от друга 10-15 км, обеспечивающем непрерывное пребывание потребителя ГНСС в зоне действия хотя бы одного ММП [см., например, http://chvvakush.ucoz.ru/ publ/ professionalnoe/aviatekhnika/ problemy_zashhity_gps_ot_pomekh/10-1-0-27. Дата обращ. 13.05.2020 г.], а также приемные позиции. Координаты ММП и параметры модулирующего ее излучение сигнала, а также координаты приемных пунктов заносят, например, в базу данных в пункте управления (ПУ).

При возникновении опасности угрозы вероятного противника включают на излучение ММП, находящиеся в первом эшелоне по фронту, и все приемные позиции, которые осуществляют мониторинг воздушного пространства. Излучение каждой ММП модулируют заданным из базы данных сигналом в соответствии с номером ММП. Приемные позиции принимают отраженные от воздушных целей излучения малогабаритных передатчиков помех. Описание подобных методов обнаружения воздушных целей и определения их координат, а также устройств реализации приведено, например, в монографии Черняка B.C. Многопозиционная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993, а в статье Панкратова В.Г., Гурова А.Д., Панфилова В.Н. Бистатический пассивный локатор с подсветом от сигналов цифрового телевидения. - Радиотехнические и телекоммуникационные системы, 2015, №3, с. 71-76 показана возможность обнаружения воздушных целей с использованием телевизионных сигналов.

При обнаружении воздушной цели определяют ее координаты и проводят опознавание государственной принадлежности («свой - чужой»). Задача определения координат цели может быть решена на основе обработки радиолокационной информации с учетом координат приемных позиций и координат МПП угломерно-дальномерными и разностно-дальномерными методами обработки сигналов, а также их комбинаций [см., например, Ю.М. Казаринов и др. Радиотехнические системы: учебник под ред. Ю.М. Казаринова. - М.: Издательский центр «Академия», 2008]. Наземная аппаратура государственного опознавания может быть выполнена, например, на основе изобретения, описанного в патенте RU 2191403, С1, МПК G01S 13/78 (2000.01), G01S 13/74 (2000.01), опуб. 20.02.2002. Результат опознавания по линии связи передают в пункт управления.

По измеренным координатам экстраполируют траектории движения потребителей ГНСС и по линии связи передают в пункт управления. Задача экстраполяции может быть решена аналогично задаче, решаемой, например, в патенте RU 2463622, С1, МПК G01S13/58, опубл. 10.10.2012 г.

В пункте управления на основе экстраполированных координат потребителей ГНСС, опознанных как «чужой», а также координат ММП и характеристик их излучений рассчитывают требуемые плотности потока мощности помехи, необходимой и достаточной для радиоэлектронного подавления бортовых навигационных приемников в зоне их энергетической доступности. С использованием полученных результатов определяют те ММП, которые обеспечивают подавление приемных устройств потребителей ГНСС и включают их на излучение. Расчет требуемой плотности потока мощности помехи, необходимой и достаточной для радиоэлектронного подавления бортовых навигационных приемников, может быть выполнен, например, на микроконтроллерах семейства PIC [см., например, http://www.intuit.ru/studies/courses/3/3/lecture/78. дата обращ. 12.12.2019 г.] со специальным программным обеспечением, которое может быть разработано на основе методических указаний МУК 4.3.043-96 [Определение плотности потока мощности электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 700 МГц - 30 ГГц. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996], а расчет зоны энергетической доступности ММП - методики [В.А. Козьмин, А.В. Муратов, В.А. Сладких. Оценка зоны электромагнитной доступности телекоммуникационных систем. https://cyberleninka.ru/article/v/otsenka-zony-elektromagnitnoy-telekommunikatsionnyh-sistem. Дата обращ. 17.05.2020 г.].

Выключение ММП может быть выполнено, например, по мере движения потребителя ГНСС с учетом скорости его движения после включения очередного ММП.

Таким образом, не все ММП одновременно включаются в режим излучения помех, а только те, которые находятся в районе перемещения потребителя ГНСС и обеспечивают подавление его приемных устройств.

Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Структурная схема пространственно-распределенной системы радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей ГНСС приведена на фигуре, где обозначено: 1- малогабаритный модуль помех, 2 - линия связи, 3 - приемная позиция, 4 - приемная антенна, 5 - приемное устройство, 6 - блок определения координат, 7 - блок экстраполяции траектории движения потребителей ГНСС, 8 - наземная аппаратура системы государственного радиолокационного опознавания, 9 - блок расчета требуемой плотности потока мощности помехи, 10 - блок расчета зоны энергетической доступности ММП, 11 - база данных, 12 - блок определения ММП, обеспечивающих подавление потребителей ГНСС.

Назначение элементов схемы ясны из их названия.

Система работает следующим образом. При возникновении опасности угрозы вероятного противника включают на излучение ММП 1, и все приемные позиции 3, которые осуществляют мониторинг воздушного пространства. Излучение каждой ММП модулируется заданным из базы данных сигналом в соответствии с номером ММП. Приемные позиции принимают отраженные от воздушных целей излучения малогабаритных модулей помех.

При обнаружении воздушной цели определяют ее координаты и проводят опознавание государственной принадлежности («свой - чужой»). Задача определения координат цели на приемной позиции может быть решена на основе обработки радиолокационной информации, принятой от нескольких ММП с учетом их координат, например, угломерно-дальномерными и разностно-дальномерными методами обработки сигналов, а также их комбинаций [см., например, Ю.М. Казаринов и др. Радиотехнические системы: учебник под ред. Ю.М. Казаринова. - М.: Издательский центр «Академия», 2008]. Наземная аппаратура государственного опознавания может быть выполнена, например, на основе изобретения, описанного в патенте RU 2191403, С1, МПК G01S 13/78 (2000.01), G01S 13/74 (2000.01), опуб. 20.02.2002. Результат опознавания по линии связи передают в пункт управления.

По измеренным координатам экстраполируют траектории движения потребителей ГНСС и по линии связи передают в пункт управления 13. Задача экстраполяции может быть решена аналогично задаче, решаемой, например, в патенте RU 2463622, С1, МПК G01S13/58, опубл. 10.10.2012 г.

В пункте управления экстраполированные координаты потребителей ГНСС, опознанных как «чужой», поступают в блок расчета требуемой плотности потока мощности помехи 9. На основе экстраполированных координат потребителей ГНСС, а также координат и характеристик излучений МПП рассчитывают требуемые плотности потока мощности помехи, необходимой и достаточной для радиоэлектронного подавления бортовых навигационных приемников и зоны их энергетической доступности. С использованием полученных результатов определяют те ММП, которые обеспечивают подавление приемных устройств потребителей ГНСС и включают их на излучение. Эта задача может быть решена с применением микроконтроллеров семейства PIC [см., например, http://www.intuit.ru/studies/courses/3/3/lecture/78, дата обращ. 12.12.2017 г.] со специальным программным обеспечением, разработанным на основе, например, методических указаний МУК 4.3.043-96 [Определение плотности потока мощности электромагнитного поля в местах размещения радиосредств, работающих в диапазоне частот 700 МГц - 30 ГГц. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996] и методики [В.А. Козьмин, А.В. Муратов, В.А. Сладких. Оценка зоны электромагнитной доступности телекоммуникационных систем. https://cyberleninka.ru/article/v/otsenka-zony-elektromagnitnoy-dostupnosti-telekommunikatsionnyh-sistem. Дата обращ. 17.05.2020 г.].