Перспективная радиосеть обмена данными для АСУ управления войсками и оружием тактического звена

В статье рассмотрены вопросы, связанные с созданием и эксплуатацией перспективной радиосети обмена данными нового поколения для автоматизированных систем управления (АСУ) войсками и оружием тактического звена вооруженных сил. Предлагаемое решение предусматривает использование адаптированного оборудования узкополосной радиосети управления и сбора данных гражданского назначения, работающего в диапазоне ультракоротких волн (УКВ). Статья может представлять интерес для руководителей и технических специалистов организаций, выполняющих разработку АСУ для армии, авиации и флота.

ООО «Независимый исследовательский центр перспективных разработок» (НЦПР), г. Москва

скачать pdf >>

Использование в интересах вооруженных сил (ВС) серийно выпускаемого радиоэлектронного оборудования, первоначально создававшегося для гражданских нужд, получило достаточно широкое распространение. В США этот принцип комплектования, получивший название COTS¹, применяется с начала 1980‑х годов. Он предполагает принятие на вооружение и снабжение ВС гражданской продукции различного назначения после ее предварительной адаптации к действующим требованиям.

Основными преимуществами использования такой продукции являются:
- сокращение сроков создания и принятия на вооружение новых и модернизированных систем оружия и боевой техники за счет использования уже разработанных и проверенных на практике современных программно-технических средств;
- снижение финансовых затрат, связанных с созданием и эксплуатацией боевой и специальной техники;
- оперативное освоение и внедрение в войска перспективных технологий, разработанных за счет финансовых средств, не относящихся к бюджету Министерства обороны.

Применение аппаратуры связи и обмена данными УКВ‑диапазона в тактическом звене управления ВС имеет многолетнюю историю и обусловлено параметрами распространения радиоволн в этом диапазоне, а также преимуществами данной аппаратуры, которая обеспечивает решение широкого круга оперативных задач. Значительная часть этих задач должна выполняться автоматически, в масштабе времени, близком к реальному:
- передача сигналов управления;
- доведение до подчиненных средств целеуказаний и сигналов оповещения;
- передача и прием докладов о хо­де и результатах выполнения поставленных задач;
- всестороннее информационное обеспечение;
- удаленное управление техническими средствами;
- мониторинг и контроль местоположения подчиненных средств;
- взаимодействие с автоматизированными системами соседних подразделений и других родов войск;
- мониторинг технического состояния аппаратуры связи и обмена данными в целях обеспечения высокой надежности и живучести системы управления.

Возможности рассматриваемой аппаратуры позволяют эффективно использовать ее для решения следующих основных задач:
- функционирования АСУ боевых подразделений, а также подразделений обеспечения и обслуживания;
- дистанционного управления оружием и боевой техникой;
- взаимодействия между полевыми АСУ различных родов войск при совместных действиях;
- загоризонтного целеуказания, в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов (БЛА);
- передачи разведывательной, метеорологической и навигационной информации;
- трансляции сигналов единого времени.

Радиосеть обмена данными, работающая в УКВ‑диапазоне и позволяющая организовать автоматический обмен информацией между стационарными пунктами управления и подвижными группами, а также подвижных групп между собой, является идеальным средством для управления подчиненными средствами в обширной оперативной зо­не, не требующим развертывания сложной технической инфраструктуры. Она может использоваться также для дистанционного управления техническими средствами, сбора данных, идентификации и контроля, обеспечивая возможность их быстрого развертывания в заданной точке и оперативного перемещения в другой район в случае изменения стоящей задачи.

Следует отметить, что существующие возможности по сопряжению радиосети УКВ‑диапазона с аппаратурой других сетей связи и магистральными каналами связи обеспечивает возможность удаленного управления подчиненными средствами практически на любом удалении. Так, в одном из реализованных на практике проектов специалисты компании с технической площадки в г. Москве на протяжении длительного времени производили удаленную настройку радиотехнического и электронного бортового оборудования и контролировали работу карьерных самосвалов и локомотивов промышленного железнодорожного транспорта на территории другого государства по каналу, включавшему в се­бя проводные линии связи, радиорелейный канал и технологическую радиосеть УКВ‑диапазона. Общая протяженность канала связи составила более 3000 км.

Пример реализации радиосети обмена данными тактического звена управления

В качестве примера предлагается рассмотреть вариант реализации радиосети обмена данными, обеспечивающей боевое применение современного берегового противокорабельного ракетного комплекса, так как в данном случае обеспечивается обмен данными между наземным, воздушным и морским компонентами. Такой вариант прорабатывался для конкретной задачи. В примере использован современный радиомодем Viper-SC+ зарубежного производства, поскольку отечественные аналоги такого оборудования находятся в стадии разработки. Автор располагает достоверной информацией о том, что аналогичное оборудование уже применяется в ВС ря­да государств, в частности в сухопутных войсках Египта в интересах обеспечения функционирования в полевых условиях органов тылового обеспечения. Кроме то­го, российскими разработчиками бы­ли проведены успешные полевые испытания, в хо­де которых был обеспечен надежный обмен данными в направлении «борт – борт» между двумя боевыми самолетами тактической авиации ВКС РФ.

Представленная ниже информация не затрагивает вопросы обеспечения надежности обмена данными в условиях радиоэлектронного противодействия, а также задачи закрытия информации, которые выполняются дополнительными программно-техническими средствами. При этом предполагается, что задача повышения надежности работы радиосети будет дополнительно обеспечиваться штатными средствами базовой станции за счет подстройки скорости обмена данными в зависимости от условий приема (при ухудшении условий приема автоматически снижается скорость обмена данными, в результате че­го повышается вероятность доставки информации).

Радиосеть используется для организации обмена данными между самоходными командными пунктами (СКП, в составе комплекса имеются основной и резервный пункты), четырьмя самоходными пусковыми установками (СПУ), четырьмя транс­портно-перегрузочными машинами (ТПМ), группой беспилотных летательных аппаратов разведки и целеуказания, а также взаимодействующими кораблями и самолетами морской авиации. В радиосети используются базовые радиомодемы, установленные на СКП и выполняющие функции главной станции радиосети, и мобильные радиомодемы, развернутые на остальных средствах. Практический опыт эксплуатации радиомодемов в приложениях, связанных с обеспечением работы технических средств контроля подводной обстановки, подтверждает возможность подключения к радиосети таких средств и использования данных от них в целях обнаружения подлежащих поражению надводных целей.

Радиосеть имеет централизованное управление, которое может автоматически передаваться с основного СКП на резервный и обратно. Подсеть управления БЛА использует такие же технические средства, как и сеть управления комплексом, но функционирует на отличных от них радиочастотах, за исключением собственно пункта управления, который также подключен к основной радиосети. СКП может организовывать и поддерживать связь с СПУ и ТПМ с заранее подготовленных позиций или в движении.

Радиосеть использует всего два основных номинала радиочастот УКВ‑диапазона с шагом сетки 25, 12,5 или 6,25 кГц. Возможности по задействованию резервных номиналов радиочастот определяются техническими характеристиками аппаратуры для каждого рабочего поддиапазона. При этом допускается работа как непосредственно через базовую станцию СКП («точка – много точек»), так и с ретрансляцией данных через любой удаленный радиомодем («каждый с каждым»), находящийся в зо­не электромагнитной доступности.

Общая схема радиосети управления берегового противокорабельного ракетного комплекса представлена на рис. 1.

Рис. 1. Общая схема радиосети управления берегового противокорабельного ракетного комплекса (увеличить изображение)

Технические возможности радиосети обмена данными позволяют организовать связь между всеми потребителями наземного, воздушного и морского базирования на едином радиочастотном ресурсе и с использованием типовых комплектов аппаратуры. Технические возможности и пропускная способность радиосети позволяют частично или полностью автоматизировать выполнение следующих операций:
- выдвижение в район оперативного предназначения и развертывание пусковых установок на позициях;
- точную привязку к местности (за счет трансляции дифференциальной поправки);
- сбор и распределение метеорологической информации;
- доведение данных разведки с наземных, воздушных и морских средств;
- передачу данных для стрельбы и команд на пуск ракет по заданным целям;
- взаимодействие с кораблями и морской авиацией в оперативной зоне;
- управление действиями транс­портно-заряжающих машин и подготовку следующего пуска ракет.

Оперативное и техническое управление радиосетью организуется с основного СКП. В работе радиосети могут использоваться до 32 заранее настроенных номиналов радиочастот с автоматическим изменением рабочей частоты при потере связи и возможностью автоматической самонастройки для ретрансляции данных через любой узел радиосети (реализация принципа скачкообразного изменения частоты в рамках данной работы не рассматривалась).

Использование в радиосети IP-протокола обмена данными позволяет подключать к ней практически любые современные электронные устройства, поддерживающие данный протокол, а также оперативно масштабировать радиосеть за счет подключения новых объектов, например, технических средств системы безопасности периметра зо­ны, в которой развертываются противокорабельные ракетные комплексы, и наземных средств метеорологической разведки.

Радиомодемы Viper-SC+ (табл. 1, 2) имеют достаточно высокую надежность (среднее время их наработки на отказ составляет не менее 400 тыс. часов) и предусматривают возможность реализации удаленного контроля технического состояния, позволяющего предупреждать выходы оборудования из строя и оперативно устранять возможные отказы, повышая надежность и живучесть радиосети в целом.

Таблица 1. Технические характеристики радиомодема Viper-SC+ (увеличить изображение)

Продолжение таблицы 1 (увеличить изображение)

Таблица 2. Технические характеристики радиомодема Viper-SC+ base station (увеличить изображение)

Продолжение таблицы 2 (увеличить изображение)

В настоящее время ООО «НЦПР» завершает разработку отечественного радиомодема «Гепард‑100», имеющего схожие технические характеристики с радиомодемом Viper-SC+ 100 и более широкие функциональные возможности.

Радиомодем «Гепард‑100С» представляет собой пакетирующее² уст­ройство. В дополнение к вышеупомянутым последовательным интерфейсам он имеет полноценный сетевой порт Ether­net, дополнительные встроенные средства обмена данными для работы в составе сотовых сетей связи стандартов 3G/4G, а также Wi-Fi (IEEE 802.11b/g/n). Во многом он сопоставим с имеющимися на российском рынке радиомодемами зарубежного производства, поэтому его технические характеристики представлены в сравнении с техническими характеристиками вышеупомянутого американского радиомодема Viper-SC+ 100 150-5018-502 (табл. 3).

Таблица 3. Сравнительные технические характеристики радиомодемов Viper-SC+ 100 и «Гепард‑100С» (увеличить изображение)

Радиомодем «Гепард‑100С» станет частью отечественной радиотехнической платформы «Гепард», которая, по замыслу разработчиков, должна включать в се­бя следующие основные компоненты:

- прозрачный³ радиомодем «Гепард‑100И» и пакетирующий «Гепард‑100C», работающие в симплексном и полудуплексном режимах;

- базовые станции/ретрансляторы «Гепард‑100И» и «Гепард‑100C» работающие в режимах симплекс, полудуплекс и дуплекс в обычном исполнении, а также в исполнении с повышенной надежностью и живучестью;

- вариант радиомодема «Гепард‑100С» для жестких условий эксплуатации;

- радиомодем «Гепард‑100М» для подвижной радиосети, работающий в режимах симплекс и полудуплекс, имеющий встроенные средства связи 3G/4G, Wi-Fi, дополненные навигационным приемником GPS/ГЛОНАСС;

- базовую станцию/ретранслятор «Гепард‑100М», работающую в режимах симплекс, полудуплекс и дуплекс в обычном исполнении, а также в исполнении с повышенной надежностью и живучестью;

- портативный радиомодем массой до 340 г для использования на малогабаритных беспилотных летательных аппаратах, в составе радиогидроакустических буев, а также в носимых приложениях;

- ПО мониторинга «Гепард» (выполняемого локально у заказчика или удаленно на перспективном сервере управления радиосетью);

- служебный мини-сервер, обеспечивающий работу ПО мониторинга локально и безопасный удаленный доступ к серверу управления радиосетью для скачивания обновлений, а также для настройки без нарушения принятых в ЛВС заказчика правил безопасности;

- инженерный робот на ба­зе мик­ро-ПК для автономного обслуживания устройств радиосети и сбора данных диагностики для варианта ПО мониторинга, не предусматривающего удаленного доступа в информационную систему заказчика, для доставки данных (обновлений) с мини-сервера непосредственно на объект и для диагностики обратно, если обновление и сбор данных по радиоканалу не предполагаются;

- переносной комплекс автономной диагностики и настройки, включающий в се­бя блокнотный компьютер, комплект информационных кабелей и переходников, радиочастотных соединительных кабелей и переходников, блоков питания, антенных компенсаторов на два объекта, специальное ПО для контроля данных по последовательному порту, служебное ПО и рюкзак для переноски;

- подсистему технического контроля и сопровождения, обеспечивающую рассылку обновлений встраиваемого ПО и технической информации, а также позволяющую производить удаленную диагностику радиотехнического оборудования.

Выводы

Таким образом, современные радиомодемы УКВ‑диапазона, разработанные для гражданского применения, обладают всем комплексом характеристик, допускающих их эффективное использование для обеспечения работы АСУ войсками и оружием тактического звена, в том числе отвечают требованиям по надежности и живучести. Включение их в состав новых или модернизирующихся систем оружия после предварительной адаптации позволяет существенно сократить сроки разработки последних и снизить затраты на их эксплуатацию.
_______________________________________
¹ От англ. Commercial off the shelf, то есть товар с полки, готовый коммерческий продукт.
² Пакетирующий радиомодем – устройство, выполняющее передачу цифровых данных с их промежуточным преобразованием, разделением на пакеты (определенным образом оформленные блоки данных). Кроме передаваемых данных каждый пакет содержит служебную информацию, обеспечивающую поддержку соответствующего пакетного протокола.
³ Прозрачный радиомодем – устройство, выполняющее побитную передачу цифровых данных без их промежуточного преобразования. Радиомодемы данного ти­па еще называют телеметрическими, поскольку они обеспечивают минимальное время доступа к радиоканалу и не добавляют к потоку данных служебной информации.

Опубликовано_в журнале ИСУП № 2(104)_2023

С. А. Маргарян, заместитель генерального
директора, главный конструктор,
ООО «Независимый исследовательский центр
перспективных разработок» (НЦПР), г. Москва,
тел.: +7 (499) 113‑2698,
e‑mail: sm@flexlab.ru,
сайт: flexlab.ru