Материал Нурдаулет / 2 глава Радиолокация и радиоэлектронные устройства слежения
.docxОЭС 3 состоит из опорно-поворотного устройства (ОПУ) 20, на котором установлены модуль видеокамеры 21 и модуль тепловизора 22. Кроме того, ОЭС 3 включает видеоконвертор 23 и вычислительный модуль ОЭС 24. Выходы модуля видеокамеры 21 и модуля тепловизора 22 соединены с входом видеоконвертора 23. Вычислительный модуль ОЭС 24 соединен с датчиком угла наклона 25. Выход видеоизображения вычислительного модуля ОЭС 24 соединен с видеовходом видеомонитора ОЭС 26. Вычислительный модуль ОЭС 24 соединен с трекболом 27 и джойстиком 28. ОПУ 20 и модуль антенно-приемопередатчика 8 установлены на подъемно-мачтовом устройстве 4. Входы-выходы канала Ethernet видеоконвертора 23, радар-процессора 9 и преобразователя 10 соединены с входом-выходом канала Ethernet коммутатора 29. Под Ethernet коммутатором 29 в данном случае понимают активное сетевое устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов. Входы-выходы каналов Ethernet коммутатора 29 соединены с входом-выходом канала Ethernet вычислительного модуля ОЭС 24 и входом-выходом канала Ethernet вычислительного модуля РЛС 11.
Система ночного вождения 5 состоит из неохлаждаемого тепловизора 30, установленного в переднем бампере транспортного средства 1 и видеомонитора 31, установленного в поле зрения водителя транспортного средства 1. Вход видеосигнала видеомонитора 31 соединен с видеовыходом неохлаждаемого тепловизора 30. Вход напряжения постоянного тока видеомонитора 31 соединен с выходом аккумуляторной батареи транспортного средства (АБТС) 32.
Система связи и оповещения 6 состоит из сигнальной установки 33 и УКВ радиостанции 34. Входы напряжения постоянного тока сигнальной установки 33 и УКВ радиостанции 34 соединены с выходом АБТС 32.
Также наземный малогабаритный транспортный комплекс содержит пеленгатор спутниковых систем связи 35 и воздушный отопитель 36. Причем выход пеленгатора 35 соединен с входом вычислительного модуля РЛС 11, а вход напряжения постоянного тока воздушного отопителя 36 соединен с выходом АБТС 32.
Система электропитания 7 состоит из бензиновой электростанции 37, аккумуляторной батареи 38 напряжением 24 В постоянного тока, пульта управления 39 и источника вторичного питания 40. Вход напряжения переменного тока пульта управления 39 соединен с выходом напряжения переменного тока бензиновой электростанции 37, а выход напряжения переменного тока пульта управления 39 - с входом напряжения переменного тока источника вторичного питания 40. Вход напряжения постоянного тока пульта управления 39 соединен с выходом аккумуляторной батареи 38, и с выходом напряжения постоянного тока источника вторичного питания 40. Пульт управления 39 содержит контроллер 41, который выполнен с возможностью автоматического переключения источника вторичного питания 40 на питание от аккумуляторной батареи 38. Управляющий выход контроллера 41 соединен также с входом подъемно-мачтового устройства 4.
Работает наземный малогабаритный транспортный комплекс следующим образом. От бензиновой электростанции 37 или от промышленной сети подают переменный ток напряжением 220 В (~50 Гц), который при помощи пульта управления 39 передают на источник вторичного питания 40, где его преобразуют в постоянный ток напряжением 27 В, которым далее обеспечивают питание всех систем комплекса. Во время работы от бензиновой электростанции 37 или от промышленной сети, при помощи контроллера 41 из состава пульта управления 39 производят подзарядку аккумуляторной батареи 38, на которую, при невозможности работы от бензиновой электростанции 37 или от промышленной сети, автоматически переключают источник вторичного питания 40, чтобы избежать потери информации и перезагрузки вычислительных модулей. При помощи того же контроллера 41 из состава пульта управления 39 по команде оператора производят подъем подъемно-мачтового устройства 4 из походного положения в рабочее. При помощи клавиатуры 19 включают режим вращения антенны 15 и излучения в модуле антенно-приемопередатчика 8. Команду включения вращения через коммутатор 29 передают в преобразователь 10, с помощью которого преобразуют командный сигнал из Ethernet в RS-485.
Ethernet (от англ. ether - «эфир») - пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде - на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Передачу данных можно осуществлять как с помощью коаксиального кабеля, так и с помощью витой пары или оптического кабеля. Использование последних дает ряд преимуществ, основное из которых - возможность работы в дуплексном режиме (узел может в любой момент времени и передавать, и принимать данные).
RS-485 (англ. Recommended Standard 485), EIA-485 (англ. Electronic Industries Alliance-485) - стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса. Регламентирует электрические параметры полудуплексной многоточечной дифференциальной линии связи типа «общая шина». В стандарте RS-485 для передачи и приема данных используется одна витая пара проводов, иногда сопровождаемая экранирующей оплеткой или общим проводом. Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений между проводниками одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности - ноль. Интерфейс является полудуплексным: узел не может одновременно и принимать, и передавать данные.
Далее из преобразователя 10 сигнал передают в привод вращения антенны 12, с помощью которого далее осуществляют вращение антенны 15 вокруг вертикальной оси. Команду включения излучения передают через коммутатор 29 в радар-процессор 9, а затем в передатчик 13. Затем с помощью передатчика 13 формируют сверхвысокочастотные (СВЧ) импульсы заданной мощности и длительности. Далее эти импульсы передают на антенну 15, при помощи которой излучают зондирующие сигналы в эфир и принимают отраженные от препятствий радиолокационные эхо-сигналы.
Диаграмма направленности антенны 15 в вертикальной плоскости составляет от 23 до 28 градусов - это позволяет осуществлять обзор без выбора ровной площадки для размещения транспортного средства 1 перед началом работы.
При помощи приемника 14 производят предварительное усиление и обработку эхо-сигналов. С выхода приемника 14 отраженный от цели радиолокационный эхо-сигнал подают в радар-процессор 9. Одновременно в радар-процессор 9 подают импульсы синхронизации, обеспечивающие определение дальности до препятствия, от которого получают отраженные эхо-сигналы, а также импульсы углового положения антенны 15. Используя радар-процессор 9 производят преобразование сигналов в цифровой вид и цифровую обработку радиолокационных эхо-сигналов, посредством некогерентного внутриимпульсного и межпериодного накопления огибающей радиолокационных эхо-сигналов и подавления несинхронных помех от однотипных и аналогичных РЛС. 3атем при помощи этого же радар-процессора 9 передают обработанные сигналы по каналу Ethernet в коммутатор 29, откуда по каналу Ethernet выдают сигналы в вычислительный модуль РЛС 11. В вычислительном модуле РЛС 11 преобразуют полученные сигналы в формат телевизионного изображения и передают полученную картинку на видеомонитор РЛС 18. Кроме того, в вычислительном модуле РЛС 11 хранят и обрабатывают информацию электронных карт, а также обрабатывают информацию, полученную от приемника АИС 16, интегрируют ее с радиолокационным изображением и выдают на видеомонитор РЛС 18.
Используя приемник навигационной системы GPS/GLONASS 17, определяют собственное местоположение комплекса, затем передают информацию в виде координат в вычислительный модуль РЛС 11, с помощью которого выводят их на экране видеомонитора РЛС 18, а также вычисляют относительное местоположение комплекса и объектов слежения.
Управление режимами работы РЛС 2 осуществляют при помощи клавиатуры 19.
При помощи ОПУ 20 производят поворот установленных на нем модуля видеокамеры 21 и модуля тепловизора 22 на необходимое положение по азимуту и по углу места по командам оператора при помощи трекбола 27 и джойстика 28, или по данным целеуказания от РЛС 2. Изображение от модуля видеокамеры 21 и модуля тепловизора 22 в виде аналоговых сигналов передают в видеоконвертор 23, при помощи которого производят преобразование сигналов изображения в цифровой вид и передают обработанные сигналы по каналу Ethernet в коммутатор 29. Далее из коммутатора 29 по каналу Ethernet посылают сигналы в вычислительный модуль ОЭС 24. В вычислительном модуле ОЭС 24 полученные сигналы преобразуют в формат телевизионного изображения и выводят полученную картинку на экран видеомонитора ОЭС 26.
С датчика угла наклона 25 получают данные об угле наклона транспортного средства 1 в двух плоскостях и передают в вычислительный модуль ОЭС 24. На основании этих данных при помощи вычислительного модуля ОЭС 24 определяют угол наклона ОПУ 20, необходимый для того, чтобы линия визирования модуля видеокамеры 21 и модуля тепловизора 22 оставалась на уровне горизонта при наведении в режиме целеуказания от РЛС 2. Управление движением ОПУ 20 осуществляют при помощи того же вычислительного модуля ОЭС 24 путем передачи соответствующих команд в ОПУ 20 через коммутатор 29 по каналу Ethernet.
Управление режимами работы ОЭС 3 осуществляют при помощи трекбола 27 и джойстика 28.
При помощи вычислительного модуля 24 обеспечивают выполнение следующих функций:
- передачу информации, находящейся в поле зрения модуля видеокамеры 21 или модуля тепловизора 22 для отображения на видеомониторе ОЭС 26;
- осуществление режима сканирования по программируемой оператором траектории;
- создание панорам местности (до 15 точек) с возможностью быстрого перевода поля зрения модуля видеокамеры 21 или модуля тепловизора 22 в нужные точки панорамы;
- документирование видео и тепловизионной информации в виде отдельных кадров или видеоролика с возможностью последующего просмотра;
- функционирование режима «детектора движения» во всем поле зрения или же в выбранных оператором «окнах» с автоматическим документированием только движущихся целей;
- функционирование режима автоматического вывода на экран изображения с максимальным увеличением на объект, зарегистрированный детектором движения;
- автоматический вывод звуковых или голосовых сигналов о наличии в зоне обзора движущихся целей.
Коммутатор 29 имеет возможность передачи радиолокационной и видеоинформации по каналу Ethernet внешним потребителям.
Данные, полученные пеленгатором спутниковых систем связи 35, передают в вычислительный модуль РЛС 11, а затем отображают на экране видеомонитора РЛС 18. Используя эти данные, оператор имеет возможность пеленгования спутниковых систем связи Thuraya, InmarSAT, Iridium. Дальность пеленгования не менее 15 километров, точность определения координат абонента по системе GPS - не более 30 метров.
При необходимости скрытного движения транспортного средства 1 в ночное время используют систему ночного вождения 5. При этом изображение местности перед транспортным средством 1 получают в инфракрасном диапазоне при помощи неохлаждаемого тепловизора 30, установленного в переднем бампере транспортного средства 1 и передают его на видеомонитор 31, установленный в поле зрения водителя. Это позволяет избежать применения внешних осветительных приборов.
1. Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки, состоящий из наземного транспортного средства, радиолокационной станции, оптико-электронной системы, системы электропитания, отличающийся тем, что наземное транспортное средство выполнено с возможностью скрытого ночного передвижения; радиолокационная станция выполнена в виде импульсной некогерентной радиолокационной станции, причем приемопередатчик, антенна и привод вращения антенны в ее составе объединены в единый модуль антенно-приемопередатчика, установленный на общем подъемно-мачтовом приспособлении с модулями видеокамеры и тепловизора оптико-электронной системы, которая выполнена с возможностью получения данных целеуказания от радиолокационной станции и имеет опорно-поворотное устройство, видеоконвертор и вычислительный модуль, соединенный с датчиком угла наклона; вычислительный модуль РЛС выполнен с возможностью получения и обработки данных от приемника автоматизированной информационной системы, позволяющего идентифицировать надводные цели, а также от приемника GPS/GLONASS и пеленгатора спутниковых систем связи; блок обработки информации в РЛС представляет собой радар-процессор, осуществляющий цифровую обработку радиолокационных эхо-сигналов, причем радар-процессор соединен через коммутатор посредством канала Ethernet с ЭВМ, выполненной в виде вычислительного устройства, хранящего и обрабатывающего информацию электронной карты, интегрирующего ее с радиолокационным изображением и выдающего на видеомонитор.
2. Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки по п.1, отличающийся тем, что радиолокационная станция имеет диаграмму направленности в вертикальной плоскости в пределах 23-28 градусов.
3. Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки по п.1, отличающийся тем, что программное обеспечение радиолокационной станции и оптико-электронной системы выполнено с возможностью его функционирования под управлением операционной системы Ubuntu Linux.
4. Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью передачи радиолокационной, оптической и служебной информации внешним потребителям.
5. Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки по п.1, отличающийся тем, что пеленгатор спутниковых систем связи, выполнен с возможностью определения координат работающих спутниковых систем связи и выведения полученных координат через вычислительный модуль РЛС на видеомонитор РЛС в виде цифрового значения координат и в виде точки, привязанной к карте местности.
6. Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью автоматического переключения работы на питание от аккумуляторной батареи.
7. Наземный малогабаритный транспортный комплекс для освещения прибрежной обстановки по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью автоматической подзарядки аккумуляторной батареи при штатной работе комплекса от бензиновой электростанции или промышленной сети.