Роботизированная пространственно-распределенная система радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при разработке конструктивно-обособленных безэкипажных робото-технических радиоэлектронных средств многократного применения, способных в соответствии с целевым предназначением самостоятельно выполнять задачи по радиоэлектронному подавлению (РЭП) приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), в частности размещаемых на самолетах, крылатых ракетах, беспилотных летательных аппаратах и в системах высокоточного оружия.

Известен пространственно-распределенный комплекс средств создания радиопомех большой мощности размещаемым на мобильных средствах приемным устройствам навигационной аппаратуры потребителей, работающим по сигналам ГНСС, состоящий из средств разведки, пункта управления и станций радиопомех [см., например, патент RU №2563972, С1, МПК Н04К 3/00, опубликован 27.09.2015 г. ]. Работа комплекса основана 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 радиопомех.

Недостатком данного пространственно-распределенного комплекса является то, что в его состав входят станции разведки, включающие радиолокационную аппаратуру обнаружения и определения местоположения объектов радиоподавления и являющиеся дополнительными излучающими объектами, имеющими значительные габариты, массу и низкую живучесть из-за высокой вероятности поражения самонаводящимся по радиоизлучению оружием.

Известен пространственно-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 Н04К 3/00, G01S 7/38, опубликован 14.04.2017 г. ], при этом станции радиопомех работают в соответствии с план-графиком, регламентирующим последовательность интервалов времени в режимах постановки 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 создание радиопомех осуществляется с перерывами во времени. Это снижает эффективность воздействия помех на приемные устройства потребителей глобальных навигационных спутниковых систем.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является пространственно-распределенная система радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей ГНСС, содержащая пункт управления и дистанционно-управляемые модули помех (МП), включающие соединенные линией связи с пунктом управления последовательно соединенные формирователи помех, усилители и передающие антенны [см., например, http:chvvakush.ucoz.ru/publ/professionalnoe/aviatekhnika/problemy_zashhity_gps_ot_pomekh/10-1-0-27. Дата обращения 10.11.2017 г. ].

Недостатком такой пространственно-распределенной системы РЭП является высокий уровень непреднамеренных электромагнитных помех для приемных устройств отечественных потребителей ГНСС и радиоэлектронных средств другого функционального назначения, а также неоправданные энергетические затраты, обусловленные постоянной работой всех МП в режиме излучения помех.

Техническим результатом изобретения является снижение уровня непреднамеренных электромагнитных помех и энергетических затрат за счет создания роботизированной пространственно-распределенной системы РЭП, обеспечивающей излучение помех по факту обнаружения потребителей ГНСС совмещенными с МП радиолокационными приемниками. Обнаружение осуществляется по отраженным от потребителей ГНСС специально формируемым сигналам, излучаемым в секторах работы МП.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную пространственно-распределенную систему радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей ГНСС, содержащую пункт управления и дистанционно-управляемые модули помех, включающие соединенные линией связи с пунктом управления формирователи помех и последовательно соединенные усилители и передающие антенны, дополнительно в каждый МП введены сумматор и формирователь зондирующих сигналов, при этом выход сумматора соединен с входом усилителя, а входы сумматора соединены соответственно с выходами формирователя помех и формирователя зондирующих сигналов, вход которого соединен с линией связи; последовательно соединенные приемная антенна и радиолокационный приемник, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом формирователя помех и с линией связи, а также последовательно соединенные база данных и блок экстраполяции, второй вход которого соединен с линией связи, а выход - с входом пункта управления.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно в каждый МП введены сумматор и формирователь зондирующих сигналов, при этом выход сумматора соединен с входом усилителя, а входы сумматора соединены соответственно с выходами формирователя помех и формирователя зондирующих сигналов, вход которого соединен с линией связи; последовательно соединенные приемная антенна и радиолокационный приемник, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом формирователя помех и с линией связи, а также последовательно соединенные база данных и блок экстраполяции, второй вход которого соединен с линией связи, а выход - с входом пункта управления. Введенные в состав МП формирователи зондирующих сигналов совместно с сумматорами, усилителями и передающими антеннами обеспечивают излучение зондирующих сигналов в пространство, а приемные антенны и радиолокационные приемники - обнаружение потребителей ГНСС по отраженным от них сигналам. Включение МП в режим излучения непрерывной помехи выполняется по факту обнаружения потребителя ГНСС в рабочем секторе МП.

Сигналы с МП о факте обнаружения потребителя ГНСС по линии связи передаются в блок экстраполяции, где по координатам двух последовательно сработавших МП экстраполируется траектория движения потребителя ГНСС. Координаты МП хранятся в базе данных. Задача экстраполяции траектории движения потребителя ГНСС может быть решена, например, методом решения обратной геодезической задачи, которая заключается в определении по геодезическим координатам двух точек на земном эллипсоиде длины и дирекционного угла направления между этими точками [см., например, http://studopedia.ru/7_108944_pryamaya-i-obratnaya-geodez-zadachi.html. Дата обращения 10.11.2017 г. ].

С учетом экстраполированной траектории движения потребителя ГНСС по команде с пункта управления могут включаться в режим излучения помех другие МП, находящиеся в направлении движения потребителя. Выключение МП осуществляется по команде с пункта управления по мере движения потребителя ГНСС, например, с учетом скорости движения потребителя ГНСС и максимальной дальности обнаружения объекта. Эти данные задаются предварительно на пункте управления.

Таким образом, МП включаются в режим излучения помех автоматически только по факту обнаружения потребителя информации глобальной навигационной спутниковой системы. Этим достигается указанный в изобретении технический результат.

Структурная схема роботизированной пространственно-распределенной системы радиоэлектронного подавления приведена на фигуре, где обозначено: 1 - модули помех, 2 - передающие антенны, 3 - приемные антенны, 4 - усилители, 5 - формирователи зондирующих сигналов, 6 - сумматоры, 7 - формирователи помех, 8 - радиолокационные приемники, 9 - линия связи, 10 - база данных, 11 - блок экстраполяции, 12 - пункт управления.

Формирователи зондирующих сигналов 5 и радиолокационные приемники 8 согласованы по структуре сигналов, используемых для обнаружения мобильных потребителей ГНСС. Могут применяться амплитудные, частотные, импульсно-доплеровские и другие методы обнаружения. В частности, возможно применение простейшего доплеровского обнаружителя [см., например, патент RU №2033626, С1, МПК G01S 13/02, опубликован 20.04.1995 г. ]; когда обнаружение мобильных носителей осуществляется по доплеровскому изменению частоты зондирующего сигнала. Формирователи зондирующих сигналов 5 и радиолокационные приемники 8 могут быть выполнены по известным схемам построения радиолокационных устройств [см., например, патент RU №2580507, С2, МПК G01S 13/00, опубликован 10.04.2016 г.; Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск: учебник / В.Н. Тяпкин, А.Н. Фомин, Е.Н. Гарин и др.; под общ. ред. В.Н. Тяпкина. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т.- 2011. - 536 с].

Каждый из модулей помех может (независимо от других МП) работать в одном из двух режимов:

- в режиме обнаружения потребителей ГНСС, когда излучается зондирующий сигнал и радиолокационные приемники обеспечивают обнаружение потребителей глобальных навигационных спутниковых систем по отраженным от них сигналам;

- в режиме излучения помехи.

Блок экстраполяции 4 предназначен для определения направления и скорости движения потребителя ГНСС. Блок может быть выполнен, например, на микроконтроллерах со специальным программным обеспечением, разработанным на основе методов решения обратных геодезических задач [см., например, http://studopedia.ru/7_108944_pryamaya-i-obratnaya-geodez-zadachi.html. Дата обращения 10.11.2017 г. ].

Назначение приемных антенн 3, сумматоров 6 и базы данных 8 ясно из их названий.

Роботизированная пространственно-распределенная система РЭП приемных устройств потребителей ГНСС работает следующим образом. По команде пункта управления 12 модули помех включаются в режим обнаружения потребителей ГНСС. При этом формирователи сигналов 5 синтезируют зондирующий сигнал, который проходит через сумматор 6, усилитель 4, и передающей антенной 2 модуля помех излучается в пространство в рабочем секторе МП. При появлении на выходе радиолокационного приемника 8 сигналов обнаружения мобильных объектов МП автоматически переходит в режим излучения непрерывной помехи (под непрерывной помехой понимается излучение помехи без перерывов в течение всего времени нахождения потребителя ГНСС в зоне работы МП). Сигнал об обнаружении потребителя ГНСС передается по линии связи 9 в блок экстраполяции 11 и на пункт управления 12. По мере движения потребителя ГНСС происходит обнаружение его следующим МП, который также автоматически переводится в режим излучения непрерывной помехи.

В блоке экстраполяции 11 по координатам двух сработавших МП экстраполируется траектория движения потребителя ГНСС. Координаты МП поступают в блок экстраполяции 11 из базы данных 10. С учетом экстраполированной траектории потребителя ГНСС по командам пункта управления 12 могут включаться в режим излучения помех дополнительные модули помех. Выключение режима излучения помехи осуществляется по команде с пункта управления 12 по мере движения потребителя ГНСС, например, с учетом скорости движения потребителя информации глобальной навигационной спутниковой системы. Таким образом, мобильный потребитель ГНСС постоянно находится в поле помех. При этом не все модули помех пространственно-распределенной системы радиоэлектронного подавления работают в режиме излучения помехи, чем достигается указанный в изобретении технический результат.

Роботизированная пространственно-распределенная система радиоэлектронного подавления приемных устройств потребителей глобальных навигационных спутниковых систем может выполнять задачу без экипажа или при его минимальном участии.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиоэлектронные узлы и устройства.