Специально для Тигра, перевод с
немецкого
Извиняюсь за возможные косяки перевода.
JOHNS HOPKINS APL TECHNICAL DIGEST, VOLUME 16, NUMBER 4 (1995)//
http://techdigest.jhuapl.edu/td/td1604/APLteam.pdf
….Объединяя этот набор оборудования в единый боевой организм требует системы, которая будет дополнять и старые системы ПВО и системы ПВО нового поколения, путем разделения данных сенсоров, выработанных решений и данных по поражению целей среди боевых единиц, без скидок на нехватку времени, массу и точность данных. Система должна создавать идентичную картину на каждой единице в достаточном качестве, чтобы использоваться как местные данные для поражения, даже если данные могут прибыть с расстояния 30 или 40 миль. Если общая, детализированная база данных доступна для того, чтобы обеспечить распределенную картинку воздушной обстановки, так же как возможность поразить цели, которые не могут быть замечены "местно", может быть достигнут новый уровень возможностей.
Точнее, эта возможность – это то, что CEC обеспечивает для сети из участников боевых действий. Недавние тесты показали, что, в отличие от более старых систем ближнего действия, таких, как NATO Sea Sparrow through the latest Aegis baselines, CEC может обеспечить большие возможности обороны и даже обеспечить новые типы возможностей на поле боя. Однако, CEC не избавляет от необходимости развития сенсоров, управления огнем и перехватчиков. Скорее, CEC предоставляет преимущества в том плане, что позволяет новейшим системам делиться данными с более старыми единицами и обеспечивает большие общие возможности, несмотря на количественное снижение сил США и союзников.
Описание CEC
CEC основывается на концепции использования преимуществ массы разнородных данных, обеспечиваемых каждым участником сражения в различных точках пространства, от сенсоров и систем оружия с разными частотами и характеристиками.
Такой подход требует распределения измерений от каждого сенсора (неотфильтрованная дальность, курс, возвышение и, если доступно, Доплеровский сдвиг) среди всех единиц, в то же время сохраняя такие критические характеристики данных, как точность и своевременность. Для эффективного использования данные должны быть интегрированы в каждую боевую систему взаимодействующих единиц так, что они могут использовать эти данные так, как если бы они были выработаны на борту этой единицы. Таким образом, поле боя из разных единиц, связанное в сеть таким образом, может действовать как единая, распределенная оборонительная система ТВД.
Принципы действия
Рисунок отображает разделение данных радарных измерений, которые независимо обрабатываются в каждой единице в единые цельные трэки (сформированные соответствующим статистическим суммированием входных сигналов от всех доступных сенсоров). Thus, if any unit’s
onboard radar fails to receive updates for a time, the systems with IFF transponder responses as “measurement” inputs to the composite track in process. Функция построения единых составных трэков дополняется общностью номеров трэков CEC, даже когда сопровождение выполняется одновременно на каждой единице. Также обеспечивается единая доктрина идентификации, as
input from a console of a selected net control unit (NCU) для выполнения совместного решения по классификации целей для всех единиц CEC. Доктрина логически основывается на таких данных, как скорость и положение относительно границ зон и воздушных трасс в сочетании с прямым запросами "свой-чужой" и кодами опознавания.
Точное наведение
Чтобы облегчить охват любого трэка максимумом сенсоров, доступны средства специального наведения. Если трэк CEC формируется по удаленным данным, но единица не сопровождает цель местно, своими радарами, боевая система может автоматически начать действия (наведение), чтобы попытаться начать местное сопровождение, если трэк отвечает критериям угрозы этой единицы. CEC наведение позволяет одному или нескольким радарам облучать цель (с количеством и зоной обзора, зависящими от точности сенсоров, удерживающих цель). Учитывая то, что, по меньшей мере, один радар с точностью, позволяющей открыть огонь, предоставляет данные в сеть для построения единой трассы цели, то возможен захват ФАР за один проход луча (за один интервал облучения) на высокой мощности и с максимальной чувствительностью, даже если цель маневрирует во время захвата. Для вращающегося радара цель может быть захвачена за счет роста локальной чувствительности (localized sensitivity increase) за один проход, вместо требуемых нескольких вращений радара, чтобы перейти к сопровождению. Исследования и испытания демонстрируют, что дальность местного захвата может значительно увеличиться просто за счет отказа от обычного порога перехода к сопровождению и трассировке (для обнаружения и контроля за вероятностью ложной тревоги), так как известно точное расположение цели.
Координированные совместные действия
Имея сочетание точной цепи радаров, очень низкой временной задержки и очень высокого темпа обновления, участники боя могут запускать ракеты и наводить их для перехвата цели, даже маневрирующей, используя данные радара от других единиц, оборудованных CEC, даже если она никогда не захватит цель своим собственным радаром. Эта возможность известна как действия по удаленным данным и, с ракетами SM-2, позволяет производить наведение на среднем участке пути и прицеливание на конечном, используя внешние данные. Действия могут быть скоординированы, с получением детализированного статуса о каждом действии ракеты в режиме реального времени в сети CEC. Более того, набор правил координации может быть запущен для автоматической выработки рекомендаций для каждой единицы.
Устройство системы CEC
Элементы обработки и передачи данных
Чтобы обеспечить такую возможность распределения данных, требуется конструкция, которая позволяет каждому радару и системе управления оружием принимать удаленные данные такого же качества и тайминга, как у данных, которые они обычно принимают от собственных бортовых систем. Это требование влечет за собой появление нового обрабатывающего элемента – Процессора совместных действий (CEP) и нового передающего элемента – Системы распределения данных (DDS). Поскольку каждый CEP должен обрабатывать данные, поступающие и локально и от всех единиц в сети CEC, он должен обладать вычислительной мощностью и пропускной способностью, соизмеримыми с боевыми системами всего поля боя. Эта способность достигается использованием шины с 30 коммерческими микропроцессорами (в настоящее время Motorola 68040) с уникальной архитектурой приема-передачи сообщений.
Каждый процессор выполняет по меньшей мере одну из вычислительных подфункций, таких фильтрация трэков, проверки их несоответствия и сходства, связь сенсоров, поддержку совместных действий и связь DDS. CEP связан напрямую с бортовыми сенсорами, чтобы обеспечить передачу данных в пределах строгих временных ограничений. CEP связывается с бортовыми управляющими и контролирующими подсистемами, чтобы обеспечить координацию деятельности с местными действиями боевой системы. Наконец, CEP связывается с компьютерами подсистемы оружия, чтобы обеспечить своевременную доступность точных данных по контролю за ведением огня, чтобы руководить совместными действиями.
DDS должен обеспечивать высоконадежную передачу данных также в пределах строгих временных ограничений и без ограничений темп или объем сообщаемых данных в пределах сети CEC. DDS должен передавать данные так, чтобы они являлись доступными для принимающей системы контроля оружия с атрибутами, идентичными тем данным, которые система принимает от собственных бортовых сенсоров. Так, DDS временная задержка, объем и надежность данных, принимаемых за многие мили, должны быть соизмеримы с теми, которые поступают от местных сенсоров. Результатом совершенства DDS является на несколько величин большая способность почти в каждой категории по сравнению с обычными тактическими системами связи и обмена данными (по объему, временному циклу, темпу обновления, ошибкам сообщений, доступности в помеховых условиях…). Это требует большой излучаемой мощности, широкого диапазона частот и точного измерения времени. Требуется ФАР для каждого терминала DDS, используемой и для передачи, и для приема данных в разные промежутки времени, и высокомощного передатчика на ЛБВ. Поскольку антенная решетка позволяет DDS передавать или принимать данные только от одной и к другой единице в единицу времени, в пределах взаимно направленных лучей, потребовалась уникальная, новая архитектура распределенной сети с высокой степенью автоматизации операций.
Новая архитектура сети
Фактически, оператор дает команду "старт" и DDS начинает искать другой DDS способом, схожим с системой "свой-чужой" IFF, направляя луч антенны и передавая запросы. Синхронно лучи антенн других единиц обоюдно, таким же способом принимают запросы, отвечают на них и начинают содействовать процессу запросов других единиц, размещенных, например, за горизонтом. К концу процесса старта сети все единицы в пределах или за пределами прямой видимости осведомлены о размещении о размещении всех других и связаны друг с другом и "загоризонтными" единицами. Алгоритм взаимодействия выполняется независимо всеми единицами, по нему они посылают микроволновые импульсы данных параллельно на различные единицы за точно измеренное время с точными, зашифрованными широкоспектральными последовательностями. Because of the phased arrays, each unit tracks the other units to which it is in direct communication, and the sharing of this position data allows the CEP to begin the gridlock alignment process. DDSы одновременно переключают идентичные (но индивидуально вырабатываемые) расписания, отображая, какие единицы связываются с другими за любой мультимиллисекундный промежуток времени.
Точное измерение времени, требуемая для широкоспектральной формы волны, передачи данных и идентичной независимой обработки каждой единицы, обеспечивается цезиевыми часами, встроенными в оборудование CEC. Часы синхронизуются в сети CEC с микросекундной точностью. Если единица теряет связь с другой единицей, тогда, основываясь на распределении этого знания, все другие DDSы в сети пересматривают свои расписания и направляют данные в обход этого нарушенного канала связи.
Интеграция CEC в боевую систему
Требуются изменения в каждой боевой системе, интегрированной с CEC, чтобы обеспечить использование удаленных данных радаров и совместных действий способом, похожим на тот, которым данные вырабатываются на борту. В принципе, измерения радара и IFF должны посылаться в CEP с небольшой временной задержкой на достижение предположительного трэка для новой цели. Если удаленная единица обнаруживает новую цель, тогда CEP принимает данные и передает их на все другие CEP через DDS. Местный CEP выстраивает цепочки (приводит удаленные данные к местным координатам – aligns remote data into local coordinates) и вставляет новые данные в процесс сопровождения. Эти данные тогда становятся доступными для компьютера местного радара для выполнения процедуры захвата (с выбором формы луча для оптимального захвата), таким образом обеспечивая "расширенное" местоположение цели. Такое наведение происходит, если местный радар имеет достаточное время и энергию в распоряжении, а трэк цели удовлетворяет тактическим критериям местной боевой системы.
Производятся улучшения некоторых радарных систем в качестве части интеграционного процесса CEC, чтобы обеспечить минимальные ошибки темпа сопровождения в сети и все еще высокую чувствительность для наведения. Выработка ошибок трэков, например, вследствие помех, с темпом, терпимым для отдельной единицы часто слишком высока для сети, так что дальнейшая обработка обеспечивается CEP. Статус контроля сети, доктрина, статус удаленных действий и запросы активности местных РЛС в общем связаны с местным компонентом боевой системы, занимающимся выработкой команд и принятием решений. Совместные действия могут выполняться посредством данных от удаленных радаров управления огнем и высокого темпа обновления данных в подсистемах контроля вооружений. Данные единых трасс целей CEC доступны тактическим системам связи и обмена данными, Линк-11 и Линк-16.
БИУС кораблей-Иджис и LHA
….корабли класса LHA будут интегрированы с CEC в конце 1990-х гг. и будут характеризоваться (отличаться) БИУС Advanced Combat Direction System (ACDS) Block 1 and Ship Self-Defense System (SSDS) in a bus or local area network medium. APL is the Technical Direction Agent (TDA) for SSDS.
Адаптация ПО для CEC и БИУС производится, чтобы позволить индивидуальную интеграцию с каждым типом БИУС для максимального внутрисетевого взаимодействия и максимальных выгод для локальной системы. По причине отличий БИУС, то есть между ФАР ИДЖИС и ЗУР Стандарт и системами LHA продвинутой самообороны и контроля при поддержке десантных операций, взаимодействие БИУС в CEC различается в части зон РЛС и взаимодействия вооружения. Общим для обеих систем, однако, является полная доступность данных CEC от каждого элемента сети для независимого воссоздания идентичной, детализированной и единой картины трасс и данных опознавания с детализированным статусом всех операций в режиме реального времени. Типы боевых систем, в которые в настоящее время интегрирована CEC или будет интегрирована, включает крейсера и эсминцы Иджис, эсминцы Tartar New Threat Upgrade, авианосцы и ДВКД, и Хокай.
Испытательные стрельбы Атлантического флота
В июне 1994 г. оборудованная CEC боевая группа провела испытательные стрельбы ПВО против низколетящих мишеней в различных режимах радиоэлектронного противодействия, представляющие прогнозируемые угрозы. Боевая группа была развернута напротив воображаемой береговой линии с востока. Мишени запускались со стороны Пуэрто-Рико, летя на восток, и затем поворачивали на запад (head west) и (в большинстве сценариев) прижимались к воде. В некоторых сценариях самолет РЭБ на востоке маскировал мишени от радаров. Испытывались два типа коллективных взаимодействий: действия по самообороне, в соответствии с которыми удаленные единицы обеспечивали данными сенсоров для точного, автоматического захвата единицы, ведущие огонь, и действия с удаленными данными, где удаленные единицы автоматически обеспечивали данными необходимого качества огневые единицы для запуска, контроля на маршевом участке траектории и выполнения подсветки для каждой SM-2. Эти задачи выполнялись, даже хотя огневые единицы могли никогда не быть в состоянии обнаружить мишени (например, когда РЭБ была далеко за пределами характеристик помеховой устойчивости данного сенсора).