Расчет зоны обнаружения

Одной из важнейших характеристик средства разведки является зона обнаружения (ЗО) - сечение реализуемой зоны наблюдения (обнаружения) на заданной высоте. Зоной обнаружений РЛС называется область пространства, в пределах которой воздушные объекты с определенной эффективной поверхностью рассеивания (ЭПР) при установленной вероятности ложной тревоги обнаруживаются в каждом обзоре с вероятностью не менее заданной.

Величина сечения зоны наблюдения (обнаружения) зависит от многих факторов, в том числе, и от места расположения средства разведки. Это особенно важно при ведении разведки на малых высотах, когда рельеф местности оказывает существенное влияние на качество ведения разведки.

При выборе позиции средства разведки, например РЛС, помимо рельефа местности должны учитываться еще ряд факторов, таких как параметры передатчика, приемника, зондирующего сигнала, тип подстилающей поверхности, условия атмосферы, неровность площадки и ряд других факторов, существенно влияющих на качество обнаружения воздушных объектов. Поэтому эта задача может оказать помощь в предварительном отборе позиций-кандидатов, которые должны быть детально проанализированы на последующих этапах определения позиции, пригодной для размещения средства разведки.

Для оптической разведки используется потенциальная дальность видимости. Например, для ясного солнечного дня потенциальная дальность видимости может составлять до 40 километров, а для облачной погоды в сумерках она может сократиться до 4 километров. Величина этой дальности и используется в данной задаче как параметр Максимальная дальность наблюдения средства оптической разведки.

Для радиолокационной разведки важны еще и величина ЭПР воздушного объекта, который предполагается обнаруживать, а также такая характеристика РЛС, как коэффициент использования радиогоризонта.

Основными параметрами, определяющими зону обнаружения в вертикальной плоскости, являются: минимальный (ε min) и максимальный (ε max) углы места, в пределах которых осуществляется обзор воздушного пространства; радиус «мертвой воронки» (D min); дальность обнаружения воздушного объекта в свободном пространстве (D max); нижняя граница обнаружения (H min), верхняя граница беспровального обнаружения (H max).

Зона обнаружения в вертикальной и горизонтальной плоскости:

Многогранный тор, заданный перечисленными выше параметрами, определяет потенциальную область обнаружения. Воздушный объект, находящийся внутри данной области, потенциально может быть обнаружен. Реальный факт обнаружения должен уточняться путем проверки дополнительных условий.

Обычно для средства радиолокационной разведки в соответствующих справочниках приводится дальность обнаружения средством разведки воздушных объектов с ЭПР равной 1 м2. Зная эту дальность и используя следующее выражение, можно определить дальность обнаружения воздушных объектов с иной ЭПР:

,

где

D1 - дальности обнаружения воздушного объекта с ЭПР равной 1 м2;

σN - ЭПР воздушного объекта, для которого производится расчет;

В горизонтальной плоскости зона обнаружения обычно строится для фиксированной высоты (H расч) и определяется минимальной и максимальной дальностями обнаружения воздушного объекта, летящего на этой высоте. H расч – обычно это высота полета воздушного объекта, для обнаружения которого строится зона обнаружения.

Для увеличения дальности разведки средство разведки часто устанавливается на некоторой искусственной возвышенности (насыпанной горке). Кроме того, многие средства разведки (РЛС) имеют антенную систему, высота которой больше нуля. В задаче Выбор позиции средства разведки высота фазового центра антенны (H ант) представлена как сумма высоты искусственной возвышенности и высота антенны.

Зона обнаружения:

В общем случае для нормальной рефракции радиоволн дальность обнаружения воздушных объектов, летящих на высоте, можно определить по известной формуле дальности радиогоризонта:

,

где

Крг - коэффициент использования радиогоризонта радиолокационной станцией, изменяется от 0 до 1;

Hрасч - расчетная высота для которой определяется дальность обнаружения;

Hант - высота фазового центра антенны средства разведки.

На малых высотах зона обнаружения существенно ограничена влиянием рельефа местности (наличием углов закрытия). Для учета этого фактора на каждом азимутальном направлении от точки стояния средства разведки с заданной дискретностью по дальности производится расчет реальной дальности наблюдения (обнаружения). Эти расчеты проводятся для всех азимутальных направлений с дискретностью Δβ=1°.

Поиск предпочтительных позиций (позиций, имеющих наибольшую площадь зоны обнаружения) производится в некоторой прямоугольной области, определяемой на основании введенных исходных данных. Эта прямоугольная область может быть задана пользователем путем выделения фрагмента на карте, либо рассчитана автоматически на основании известной информации об исходной позиции и максимальной дальности удаления потенциальной позиции от исходной.

В процессе расчета в области, определяющей район поиска, выбирается ряд точек (потенциальных позиций), отстоящих друг от друга на заданном расстоянии. В каждой из этих точек строится зона обнаружения и оценивается реализация потенциальных возможностей средства по осуществлению разведки (отношение площади сечения реализуемой зоны наблюдения на заданной высоте к площади сечения потенциальной зоны наблюдения на этой же высоте).

Количество возможных точек, а вместе с этим и время счета, может оказаться весьма значительным. Для сокращения времени счета возможно ограничение числа позиций за счет проверки выполнения ряда требований, предъявляемых к потенциальным позициям-кандидатам. Такими требованиями могут быть:

- расстояние позиции-кандидата от исходной позиции;

- нахождение позиции в заданном секторе;

- соответствие объекта электронной карты (либо наоборот исключение соответствия) заданному слою, локализации, названию объекта и другим требованиям. Требования к объекту электронной карты формируются в диалоговом окне, вид которого аналогичен виду окна Состав карты, присутствующем в ГИС "Оператор".

Характеристики средства разведки могут задаваться оператором, либо выбираться из списка средств радиолокационной разведки, хранимых в базе данных на основе xml файлов.

Описание структуры базы данных приведено в Руководстве системного программиста ПАРБ.00129-01 32.

При разработке задачи использовался «Справочник офицера воздушно-космической обороны», под общей редакцией С.К. Бурмистрова. - Тверь: ВАВКО, 2005. - 564с.