Одним из направлений работы ОАО ЦНПО «КАСКАД» является выполнение специальных работ на полигонах ВМФ РФ. Анализируя свой опыт, нами были выработаны предложения по модернизации и переводу решения ряда задач на современные технологии.

При проведении специальных работ на полигонах ВМФ используются морские мишени и щиты. На сегодняшний день на время проведения работ, мишени и щиты оборудуются только средствами видео регистрации, включение которых производится вручную. Средства регистрации для своей работы используют энергию аккумуляторных батарей, устанавливаемых на мишени. Отсутствие системы дистанционного управления аппаратурой регистрации приводит к необходимости:

• нахождения возле мишени корабля – постановщика мишени, вплоть до момента времени начала работ с учётом времени, необходимого кораблю для выхода в точку охраны района проведения работ;

• увеличения ёмкости, а соответственно и стоимости аккумуляторных батарей для обеспечения работы аппаратуры на все время проведения работы и с учётом возможных задержек;

• дополнительных затрат топлива для подхода корабля к мишени с целью выключения и повторного включения аппаратуры в случае длительного переноса времени начала работ.

 

По объективным обстоятельствам мишени устанавливаются на больших глубинах, где их установка возможна только на плавучие якоря, в результате мишени подвержены дрейфу под воздействием ветра и различных течений. Отсутствие информации о географическом положении мишени особенно при больших перерывах при проведении работ приводит к необходимости уточнения ее местоположения, что требует подхода корабля и дополнительных затрат топлива и времени. Кроме того, в момент проведения работ в большей части случаев необходимо иметь визуальное подтверждение результатов работы. Для осмотра мишени и снятия информации с аппаратуры регистрации необходим подход корабля, что приводит к дополнительным затратам топлива и времени, длительным ожиданиям результатов, увеличению сроков принятия решений на продолжение или завершение работ.

В итоге: отсутствие специального оборудования мишени приводит к увеличению материальных затрат, снижению качества и эффективности проведения работ.

Вместе с тем современный уровень развития микроэлектроники, цифровых технологий, беспроводных технологий передачи данных позволяет создать эффективную систему оборудования морских мишеней. Сейчас доступны для применения высоко технологичные инженерные модули, законченные цифровые модули различного назначения, основанные на программируемых микроконтроллерах. Применение подобных модулей даёт возможность в короткие сроки разработать, отмоделировать и отладить эффективную систему сбора, передачи и обработки информации

Исходя из изложенного, с целью увеличения эффективности и качества использования морских мишеней и мишенных щитов предлагается оборудовать их автономной, программируемой, дистанционно управляемой системой сбора, передачи и обработки информации основанной на применении готовых модульных решений.

При подборе состава системы, ее схемных и модульных решений основное внимание уделялось:

• низкому энергопотреблению всех составных частей системы, уменьшению потребления энергии системой в целом, что в конечном итоге даёт возможность автономной работы системы на протяжении многих суток;

• снижению габаритов и массы основных элементов системы, возможности лёгкого монтажа-демонтажа системы (основные блоки системы обмениваются данными между собой с использованием современных беспроводных технологий);

• возможности быстрого, с небольшими трудозатратами, разворачивания системы, благодаря небольшой массе и габаритам, на применяемых мишенях, мишенных щитах и сложных мишенных позициях;

• сохранению работоспособности системы в сложных метеоусловиях открытого моря.

 

При разворачивании системы считаю наиболее эффективным размещение видеокамеры визуального контроля результатов работ на специальном зонде над мишенью на высоте нескольких десятков метров. Такое размещение значительно улучшит качество визуального контроля результатов.

В законченном виде предлагаемая система будет решать следующие задачи:

• определения, обработки и записи на съёмный носитель информации навигационных данных о географическом положении морской мишени, расчёта и записи данных о ее ориентации относительно направления на север;

• определения, обработки и записи на съёмный носитель следующей гидрометеорологической информации в месте постановки морской мишени: температуры воздуха, относительной влажности воздуха, атмосферного давления, освещённости, скорости и направлении ветра;

• определения, обработки и записи на съёмный носитель информации о текущих углах бортовой и килевой качки;

• передачи с использованием радиостанции-цифрового модема (типа «Гранит-23АЦ»), полученной информации на командный пункт управления специальными работами (КПУ СР) в виде сформированного телеметрического кадра обработанной информации с темпом до 1-го кадра в секунду;

• обеспечения связи и дистанционного управления другими информационными системами, установленными на мишени:

  • а) дистанционного управления по радиоканалу включением-выключением видеокамер, видеорегистрирующей аппаратуры и другой регистрирующей аппаратуры, используемой при проведении специальных работ с подтверждением включения-выключения аппаратуры на КПУ СР и контролем за её энергопотреблением (расчётным временем её работы от используемых аккумуляторов) ;

  • б) автоматического наведения на КПУ СР (по навигационным данным) антенны системы беспроводной передачи информации в стандарте IEEE 802.11 (Wi-Fi) от цифровых видео- и фотокамер, способных в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по протоколу TCP/IP, при этом камеры могут быть установлены непосредственно на мишени или на поднимаемом над мишенью зонде;

  • в) автоматического наведения на КПУ СР (по навигационным данным) антенны радиостанции-цифрового модема (типа «Гранит-23АЦ»);

  • г) автоматического перенаправления антенной системы морской мишени, в случае потери связи с КПУ СР на точки (корабли охраны района, передвижные командные пункты и т. д.), географические координаты которых заранее введены в память основного блока системы до установления устойчивой радиосвязи с мишенью;

• получение видеоизображения от специальной видеокамеры, установленной на морской мишени о результатах специальных работ

 

Схема размещения системы представлена на рис. №1

 

ПРЕДЛАГАЕМЫЙ СОСТАВ СИСТЕМЫ

1. 1
   Основной блок приёма, обработки, хранения и передачи данных.
2. 2
   Дополнительный блок приёма, обработки, передачи навигационной информации и данных гидрометеорологических датчиков по беспроводному каналу.
3. 3
   Блок управления положением антенн на мишени.
4. 4
   Блок управления положением антенн на одном из кораблей охраны района проведения специальных работ.
5. 5
   Беспроводная точка доступа типа UbiquitiBullet2 HP (Wi-Fi) на морской мишени.
6. 6
   Беспроводная точка доступа типа UbiquitiBullet2 HP (Wi-Fi) на КПУ СР.
7. 7
   Беспроводная точка доступа типа UbiquitiBullet2 HP (Wi-Fi) на одном из кораблей охраны района проведения специальных работ.
8. 8
   Беспроводная точка доступа типа UbiquitiBullet2 HP (Wi-Fi) на передвижном измерительном пункте (ПИП).
9. 9
   Радиостанции-цифровые модемы «Гранит-23АЦ» – 4 шт., расположенные на:

   • КПУ СР;

   • морской мишени;

   • одном из кораблей охраны района проведения специальных работ;

   • ПИП

10. 10
    Цифровая видеофотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по протоколу TCP/IP.
11. 11
    Антенно-фидерные устройства для радиостанции «Гранит-23АЦ».
12. 12
    Спиральные антенны (изготовленные самостоятельно) для беспроводных точек доступа UbiquitiBullet2 HP (Wi-Fi) – 4 шт.
13. 13
    Аккумуляторные 12-вольтовые кислотные гелиевые батареи для основного и дополнительного блоков ёмкостью 1,2 Ач.
14. 14
    Аккумуляторные 12-вольтовые кислотные батареи для питания блоков управления положением антенн, питания видеокамер, аппаратуры регистрации видеоизображения, радиостанции «Гранит-23АЦ», беспроводных точек доступа ёмкостью 90 Ач – 2 шт.
15. 15
    Программное обеспечение, для ПЭВМ предназначенное для: управления системой, приёма, обработки и отображения кадра измерительной информации поступающей от морской мишени.

 

Примечание:

1. 1
   Для дистанционного управления системой и приёма данных от морской мишени используются стандартные ПЭВМ (или Notebook) с установленным специальным программным обеспечением, имеющие стандартный COM-порт и порт подключения локальной сети. В состав системы не включены.
2. 2
   Количество дополнительных блоков может быть увеличено до нескольких десятков в зависимости от сложности морской мишенной позиции. Дополнительные блоки передают информацию на основной блок, используя беспроводную технологию передачи данных ZigBee, и могут располагаться на расстоянии более километра от основного блока, образуя при этом «адаптивную» сеть передачи информации.

 

 

Реализацию системы в ОАО ЦНПО «КАСКАД» видят в несколько этапов.

На первом этапе: разработать, реализовать и провести опытную эксплуатацию дополнительного и основного блока реализующих функции сбора и сохранения данных от датчиков системы, определения её географического положения и выдачу этих данных на цифровой радио модем.
На втором этапе: реализовать функции дистанционного управления аппаратурой регистрации, разработать и реализовать блок управления антеннами в части управления антеннами в горизонтальной плоскости и удержания этого направления на все время проведения работ. Установить точки доступа Wi-Fi и проверить передачу видеоизображения на КПУ СР от установленной на мишени видеокамеры.
На третьем этапе: реализовать функции стабилизации антенн в вертикальной плоскости в условиях морской качки, функции автоматического перенаправления антенн в случае потери дистанционного управления и возможности передачи данных системой. Провести длительную опытную эксплуатацию системы с целью выявления и устранения ошибок в реализации всех заявленных функций системы.
На четвёртом этапе: с целю уменьшения массогабаритных характеристик системы, снижения её энергопотребления реализовать возможность управления системой по Wi-Fi при этом исключить энергоёмкие радиостанции-цифровые модемы «Гранит-23АЦ» и антенно-фидерные устройства для них.