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Teniendo en cuenta el desarrollo del
sistema nacional unificado de comunicación, navegación, intercambio de datos e identificación (OSNOD), es posible identificar de manera confiable los complejos de aviación mediante sistemas de defensa aérea terrestres (defensa aérea) y aumentar su efectividad mediante el uso integrado. de información procedente de equipos de identificación por radar y terminales OSOD terrestres. Además, se puede utilizar información de identificación indirecta: identificación basada en resultados de reconocimiento: radar, ingeniería de radio, optoelectrónica.
La necesidad de mejorar las características de identificación de los complejos de aviación de las Fuerzas Armadas de Rusia en los sistemas de defensa aérea terrestres se debe al hecho de que para aumentar la efectividad de los métodos y formas existentes y en desarrollo de uso de fuerzas y medios de defensa aeroespacial ( ASD), incluidas las fuerzas de defensa aérea y antimisiles (AAMD)
, es necesario resolver el problema de la interacción y la seguridad de la aviación frente al fuego "amigo" de sus sistemas de defensa aérea2.
Los sistemas de cobertura aérea de combate creados por las fuerzas de aviación de combate de los ejércitos de la Fuerza Aérea y la Defensa Aérea, por regla general, están débilmente conectados con los sistemas creados por las fuerzas terrestres y los sistemas de defensa aérea. Aún
más catastróficas son las consecuencias de la falta de las conexiones necesarias entre los grupos de aviación y armas antiaéreas para resolver el problema de garantizar la seguridad aérea. Como resultado de la inconsistencia de las acciones y la eficacia insuficiente del sistema de identificación en un entorno aéreo difícil y con interferencias, algunos de sus aviones pueden ser atacados con sus propias armas antiaéreas, lo que lo confirma la experiencia de conflictos y ejercicios militares.
El nivel alcanzado de características tácticas y técnicas (TTX) del Sistema Unificado de Identificación de Radar Estatal (USGRLO) nacional
no cumple con los requisitos modernos. La
modernización del sistema nacional "Contraseña" finalizada en 2006 no produjo los resultados deseados, incluso en términos de garantizar la confiabilidad requerida para determinar la nacionalidad de los objetos detectados (observados) en condiciones de supresión electrónica, que en tiempos de guerra es el objetivo principal. de este sistema3.
El sistema OSNOD de las Fuerzas Armadas de RF es el
sistema de comunicación por radio más resistente al ruido con acceso múltiple y cumple con los requisitos para organizar el control en base a un único espacio de información4. Implementa tecnologías radioelectrónicas de telecomunicaciones prometedoras: acceso múltiple por división de tiempo distribuido (TDMA), diseño de código de señal eficiente (SCC), señal de banda ancha compleja con modulación intrapulso según la ley de secuencia pseudoaleatoria y salto pseudoaleatorio de la frecuencia de operación (PRFC) a una velocidad de
78.125 saltos por segundo en una banda de frecuencia de 255 MHz.
El uso de estas tecnologías garantiza una
alta inmunidad al ruido (secreto e inmunidad al ruido) del OSNOD. Según la tecnología MDRVR, los impulsos de señal (mensajes) de un abonado se mezclan con impulsos de otros abonados y se distribuyen pseudoaleatoriamente en el eje del tiempo: se emite un impulso con una duración de 6,4 µs en uno de los
512 intervalos de reloj con una Con una duración de 12,8 µs, el número de intervalo se determina mediante un generador de números aleatorios. Como resultado, la incertidumbre en el momento de aparición de un pulso con una duración de 6,4 µs es 512 × 12,8 = 6553,6 µs, lo que equivale a la duración de la señal al determinar su base. A su vez, la base de la señal determina su secreto.
Debido a PDPR y MDRVR en OSNOD, la base de la señal es B = 255 × 6553,6 = 1.671.168, lo que indica su
secreto significativamente mayor en comparación con las señales del sistema "Contraseña/Guardián", cuya base es cercana a uno. La potencia de los impulsos también es incomparable:
1.350 vatios en el transpondedor de radar de avión (SRO)5 y 200 vatios en el terminal OSNOD.
Con un mayor secreto, el terminal OSNOD también es mucho más resistente al ruido: en su entrada, la potencia de interferencia puede exceder la potencia de la señal en casi cien veces (20 dB). En la entrada de los receptores USGRLO, por el contrario, es necesario que la potencia de la señal supere la potencia del ruido, por lo que
la necesaria inmunidad al ruido de los medios USGRLO está garantizada por la alta potencia de las señales emitidas, que desenmascaran las armas y militares provistos. equipo (WME).
El mismo complejo de aeronaves puede ser reconocido por varios interrogadores casi simultáneamente, mientras que la densidad de flujo de las señales de interrogación en la entrada del receptor SRO puede ser de hasta 1000 señales por segundo o más. Al responder a las señales de solicitud, los SRO a menudo se ven obligados a emitir potentes señales de respuesta, lo que desenmascara los complejos de aviación que proporcionan.
Un análisis de
30 años de experiencia en el funcionamiento de la USGRLO nacional nos permitió identificar algunas deficiencias que son objetivamente inherentes al sistema. Entre ellos está la
falta de secreto. Al mismo tiempo, no se especificó el requisito de secreto del funcionamiento del sistema de identificación en la etapa de desarrollo del sistema "Contraseña"6.
El desarrollo de medios de reconocimiento electrónico aumenta la capacidad de las partes en conflicto para detectar señales emitidas por medios de identificación del enemigo, lo que, a su vez, reduce el secreto de las armas y equipos militares proporcionados y los desenmascara.
Las terminales de aviación OSNOD ubicadas a bordo de los complejos de aviación de las Fuerzas Armadas de RF son fuentes de información clasificada sobre las coordenadas de sus objetos aéreos,
transmitida con un período de aproximadamente 10 segundos o menos en redes de radio resistentes al ruido. Esta información es la base de un ADS especial (militar).
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Para fines militares, el uso de la tecnología ADS-B debe garantizar una
alta inmunidad al ruido en la recepción de señales de los satélites de navegación a bordo de los sistemas de las aeronaves. Este problema se resuelve utilizando supresión adaptativa de interferencias espaciales en equipos de radionavegación por satélite e integrándolos con módulos de navegación de terminales OSNOD, así como con sistemas de navegación inercial.
El uso de conjuntos de
antenas digitales de la serie Comet en equipos de
radionavegación por satélite proporciona una supresión espacial de la interferencia en
50 dB (cien mil veces)7.
Si, utilizando equipos de navegación resistentes al ruido, implementamos modos ADS-B especiales (militares) con la transmisión de coordenadas cifradas de nuestros objetos aéreos a través de canales de comunicación por radio resistentes al ruido OSNOD, entonces podemos hablar de
implementar el método de identificación basado en coordenadas. . El método de identificación por coordenadas se basa en identificar estimaciones de las coordenadas de objetos identificables generadas por el consumidor de información de identificación (por ejemplo, una estación de radar terrestre (RLS)) con estimaciones de las coordenadas de sus objetos generadas por sus sistemas de navegación y recibidos de ellos a través de canales de comunicación por radio resistentes al ruido.
Una operación necesaria del método de
identificación por radar (comunicación por radar) es también la identificación de las estimaciones de las coordenadas de los objetos identificados, generadas por el consumidor de la información de identificación, con las estimaciones de las coordenadas de sus objetos. Pero en este método, la estimación de las coordenadas de los objetos de uno de forma explícita (en medios de identificación desacoplados que operan independientemente del consumidor8) o implícita (en medios de identificación acoplados que operan sincrónicamente con el consumidor para lanzar y explorar el espacio) están formados por un interrogador basado en el principio de radar de medición de coordenadas. La identificación se lleva a cabo después de que el solicitante recibe un paquete de señales de respuesta del SRO de su objeto a través del canal de respuesta, cumple el criterio APOS (análisis de un paquete de señales de respuesta) y genera una señal de identificación. Una condición necesaria para la formación de una señal de respuesta en el SRO es la recepción correcta de la señal de solicitud transmitida a través del canal de solicitud. La característica principal de los canales de solicitud y respuesta es la probabilidad de comunicación en ellos: la probabilidad de recepción correcta de la señal de solicitud por parte del respondedor y la señal de respuesta por parte del interrogador, respectivamente.
La identificación también se denomina vinculación de un signo de identificación a la información de detección de un objeto identificable. Después de vincular los signos de identificación por coordenadas y radar con la información de detección del mismo objeto identificable, es necesario tomar una decisión final sobre la propiedad de este objeto según el principio de "
amigo o enemigo". Esta solución se puede formar implementando uno de los algoritmos para combinar las características generadas: algoritmos construidos sobre la base de la teoría de la prueba de hipótesis estadística, la teoría de conjuntos difusos y la teoría de la inferencia, algoritmos de aprendizaje construidos sobre la base de redes neuronales, y otros9. Para mejorar la calidad de la combinación, se puede utilizar información de identificación indirecta: los resultados del reconocimiento de clases y tipos de objetos en el aire: radar, radiotécnico, optoelectrónico.
El método de identificación por coordenadas, basado en un ADS-B especial (militar), utiliza principios de navegación para determinar las coordenadas de un objeto aéreo identificado. Los principios de navegación proporcionan una mayor precisión en la determinación de las coordenadas, y el canal de comunicación (solo hay uno, desde la terminal de aviación OSNOD hasta la terrestre) proporciona una mayor inmunidad al ruido en comparación con el método basado en radar. Una mayor precisión en la determinación de las coordenadas proporciona una mayor probabilidad de identificación correcta.
Actualmente se conoce la implementación de los
siguientes canales ADS-B especiales (militares):
• canales ADS-B estándar (civiles) que utilizan señales espontáneas especiales (mensajes autogenerados sobre las coordenadas y parámetros de movimiento de un objeto): militares DF19 y DF22 (sólo para fines militares), que proporcionan modos para transmitir información táctica clasificada;
• canales del sistema de identificación estatal (coalición) militar (militar) ADS-B (MADS-B) Mark-XIIA, modo 5, nivel 2 (versión M5L2-B);
• Canales de sistemas multifuncionales integrados de radiocomunicación, navegación e identificación JTIDS, MIDS (estándar Link 16) con acceso múltiple por división de tiempo.
Entre los enumerados, los canales más resistentes al ruido son los sistemas estándar Link 16: JTIDS (EE. UU.) y MIDS (países europeos miembros de la OTAN), que
son análogos funcionales de OSNOD. Los terminales de estos sistemas están instalados en aviones, misiles guiados antiaéreos, bombas ajustables y puestos de mando en tierra en varios niveles.
OSNOD y Link 16 operan en el mismo rango de frecuencia, usan el mismo formato de señal y tienen el mismo nivel de inmunidad al ruido.
La principal diferencia está en los métodos de división del tiempo utilizados10. Si
en OSNOD la división del tiempo se realiza a nivel de paquetes de señal, en el Enlace 16, a nivel de mensaje. La estructura temporal más "fina" de OSNOD determina sus
principales ventajas sobre Link 16:
• Las capacidades de OSNOD para implementar
esquemas de interacción de información son mucho más amplias;
•
mayor protección de inteligencia (en el Enlace 16, la radiación de un abonado en particular se concentra dentro de una ventana de tiempo de 7,8 ms, en OSNOD se distribuye en el eje del tiempo en paralelo con la radiación de señales de otros abonados);
• el
volumen de mensajes en el Enlace 16 es fijo y está determinado por el tamaño de la ventana de tiempo (
aproximadamente 500 bits), y en OSNOD es variable (
de 128 a 2048 bits);
• el rendimiento de OSNOD en su conjunto es 2-3 veces mayor que el del Enlace 16 debido a un
mayor nivel permisible de interferencia mutua (intrasistema) y al uso eficiente de la banda de frecuencia asignada.
Las terminales de aviación del sistema
OSNOD actualmente están equipadas con
todos los complejos de aviación modernos de las Fuerzas Armadas de Rusia, incluidos Su-34, Su-35, Su-30SM, Su-57, Su-27 modernizado, Tu-95MS, Tu-160, Il-76 de diversas modificaciones. Se informa sobre el desarrollo de terminales OSNOD de pequeño tamaño para vehículos aéreos no tripulados. Ésta es la base objetiva de la posibilidad de aumentar la cantidad y calidad de la información sobre la situación aérea durante la identificación integrada en los puntos de control (CP), puestos de mando (CP) y en los sistemas de armas de defensa aérea.
Para recibir información de las terminales de aviación del sistema OSNOD en el lanzador (KP) y en los sistemas de armas de defensa aérea,
es necesario colocar los medios técnicos de este sistema en forma de terminales terrestres. La colocación de terminales OSNOD terrestres en los puestos de mando y en los sistemas de armas de defensa aérea permitirá implementar ADS-B especiales (militares) y la identificación basada en coordenadas de los complejos de aviación de las Fuerzas Armadas de Rusia con alta confiabilidad en condiciones aéreas y complejas. entornos de interferencia.
De acuerdo con el método de identificación integrada, para combinar información de identificación en sistemas de defensa aérea terrestres,
es recomendable implementar e integrar tres subsistemas funcionales: basado en coordenadas, radar e identificación indirecta11.
El procesamiento integrado de información de tres subsistemas de identificación funcional, entre los cuales el subsistema de identificación vinculado por coordenadas basado en terminales OSNOD tiene la mayor inmunidad al ruido (inmunidad al ruido y sigilo), garantizará características mejoradas de los medios de identificación, lo que
ayudará a resolver el problema de la interacción. y la seguridad de la aviación contra incendios "amigos" de sus sistemas de defensa aérea.
Para ilustrar las posibilidades de mejorar las características de los medios de identificación al integrar tres subsistemas de identificación funcional, el gráfico (Fig.) muestra las dependencias de la probabilidad de error total Pe al identificar objetos (propios y ajenos) de la relación señal-ruido. ratio Q obtenido como resultado del modelado informático de subsistemas, se implementó una de las variantes12 del algoritmo de votación generalizada13, basado en la teoría de la prueba de hipótesis estadística.
Si es necesario garantizar una identificación efectiva de los complejos de aviación en un modo de mayor secreto, la tarea de identificación se puede resolver combinando información de terminales OSNOD terrestres y medios de identificación indirectos sin utilizar canales de identificación de radar o utilizando únicamente canales de interrogación. : Los SRO a bordo de los complejos de aviación funcionan solo para la recepción, y las señales de respuesta con información de coordenadas son emitidas por los terminales OSNOD a bordo.
Así, las principales direcciones para la implementación de la identificación integrada de objetos aéreos en los sistemas de defensa aérea terrestres son: colocación de terminales OSNOD terrestres en lanzadores (CP) y en sistemas de armas de defensa aérea; combinar información de identificación basada en coordenadas de terminales OSNOD terrestres con información de identificación de radar de interrogadores de radar terrestres; el uso de identificación indirecta al combinar información: identificación basada en resultados de reconocimiento: radar, ingeniería de radio, optoelectrónica. La implementación de la identificación integrada mejorará las características de los medios de identificación, principalmente la inmunidad al ruido, proporcionará una solución al problema de la interacción y prácticamente eliminará la posibilidad de que armas antiaéreas disparen contra sus aviones que realizan misiones de combate (especiales).
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