Комплексирование данных радиолокационного и оптического каналов в системах организации воздушного движения Ананенков А.Е., Нуждин В.М., Расторгуев В.В. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

1. НИР «Разработка устройств, регулировка и испытания экспериментального сверхкороткоимпульсного радиолокатора, шифр «Конёк», г. 2. НИР «Разработка и полигонные испытания экспериментального образца РЛС СКИРЛ», шифр «ЗАЛЁТ-МАИ», г. 3. НИЭР «Исследование и разработка технологии сверхкороткоимпульсной радиолокации и её использование в радиолокаторах обзора лётного поля», Шифр «Импульс-АИН», г. 4. НИР «Исследование и разработка методов обработки информации в сверхширокополосных радиоэлектронных системах», 2007 г. 5. НИР «Многофункциональная радиооптическая система охраны территорий и специальных объектов», 2009 г. 6. НИР «Методы и алгоритмы обнаружения неподвижных и малоподвижных объектов с использованием широкополосных радиолокационных систем малой дальности», 2010 г. Основные работы по тематике проекта, выполненные ранее: 2 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Диапазон – X Импульсная мощность твердотельного ПРД – 45 Вт твердотельного ПРД – 45 Вт электровакуумного ПРД – 800 Вт электровакуумного ПРД – 800 Вт Средняя мощность – 4, м Вт Коэффициент шума – 3,8 дБ Минимальная длительность импульса – 10 нс Частота дискретизации – 400 МГц (8 разрядов) Минимальный период обзора – 1 с Зеркальная антенна с шириной ДНА: по азимуту – 1 градус по азимуту – 1 градус по углу места – 8 градусов по углу места – 8 градусов Технические характеристики макета РЛС по технологии СКИРЛ 3 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Радиолокационное изображение и фото, иллюстрирующие его высокую детализацию для сопоставления с ЦКМ Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Аэродром «Смоленск» 4

Алгоритмы СДЦ без использования эффекта Доплера 5 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Результат СДЦ (движущийся человек обведён красным ) Исходное РЛИ В системах охраны алгоритмы СДЦ позволяют выделять низкоскоростные, в том числе, неподвижные цели Аэродром «Чкаловский»

Аэродром малой авиации «Алферьево» 6

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Аэродром малой авиации «Ватулино» Взлетающий самолёт Аэропракт А-22 - ОИРЛИ 7

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Обнаружение наземных малоразмерных целей на фоне отражений от подстилающей поверхности для выполнения функций охраны (системы безопасности) РЛИ с МОВРЛИ с ЧПК ОИ квадроцикла на фоне травы РЛИ 8

Преимущества комплексированного использования РЛС и оптических датчиков в составе АСУ аэропорта: 9 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) 1. автоматизация процесса наблюдения (нет необходимости постоянного контроля со стороны оператора) включая обнаружение и сопровождение объекта в радиолокационном канале 2. увеличение скорости обнаружения объекта в телевизионном канале (на порядок) при работе по целеуказаниям радиолокационного канала 3. снижение уровня ложных тревог в радиолокационном канале за счёт возможности наблюдения и опознавания объекта (снятия тревоги) в телевизионном канале 4. гарантированное наблюдение всей зоны ответственности в любых метеоусловиях, в том числе в дыму, пыли, снежных и дождевых зарядах (в радиолокационном канале) 5. высокоточное измерение дальности (не хуже 1,5 м) без привлечения дополнительного оборудования (средствами радиолокационного канала), 6. определение третьей координаты (угла места) средствами оптического канала, 7. уточнение угловых координат цели на порядок выше (азимут, угол места) средствами оптического канала, 8. сопровождение в оптическом канале при больших углах места (выше чем позволяет ДНА РЛС по углу места) с передачей ЦУ в локационный канал.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Макетная аппаратура оптического канала Гермокожух с камерой и объективом на поворотном устройстве Блок управления поворотным устройством и сопряжения с сервером управления 10

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Экспериментальное объединение данных радиолокационного сопровождения с оптическим изображением 11

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) Экспериментальное объединение данных радиолокационного сопровождения с оптическим изображением 12

Заключение Комплексирование радиолокационного и оптического каналов позволяет: существенно (на порядок) улучшить характеристики измерения угловых координат целей, определять третью координату (высоту) цели при использовании дешёвой двухкоординатной РЛС, проводить опознавание (идентификацию) наблюдаемых объектов. В результате можно качественно повысить безопасность в воздушном пространстве и на лётном поле аэродромов. Используя имеющийся научно-технический задел необходимо: - уточнить и согласовать банальность оптических датчиков, их размещение, - обосновать спектральный диапазон, параметры применяемой оптики, характеристики приводов в следящих каналах, - согласовать форматы и протоколы передачи данных и управляющих команд, - согласовать вид и детальность выводимой на РМО информации, - разработать и отладить специальное программное обеспечение, - провести экспериментальную отработку предложенных решений. 13 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Контактная информация Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет) Факультет радиоэлектроники ЛА , Москва Волоколамское шоссе, дом 4 Телефон / Факс: (8-499) Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Причины нереализованности системы контроля обстановки в воздушном пространстве: 1. высокий уровень отражённых сигналов от городской застройки 2. высокие предъявляемые требования к экологической чистоте РЛС Механизмы решения данной проблемы, предлагаемые технологией СКИРЛ: 1. Уменьшение помехового сигнала, отражённого городскими зданиями, обеспечивается: уменьшением импульсного объёма и, следовательно, интенсивности отражения в отдельном элементе разрешения отсутствием боковых лепестков в функции селекции и, следовательно, хорошая локализация областей отражения использованием твердотельного усилителя мощности и, следовательно, высокая стабильность параметров зондирующего сигнала, позволяющая эффективно использовать алгоритмы череспериодной и меж обзорной компенсации помех использованием высоко детальных карт местных предметов, позволяющих гибко управлять как уровнем усиления сигнала (использованием цифровых аттенюаторов), так и уровнями порогов при формировании вторичного поля 2. Небольшая импульсная мощность (в случае данного экспериментального образца - не более 45 Вт) РЛС контроля воздушного пространства над мегаполисами Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) 15