СИСТЕМА РАЗВЕДКИ НАЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ И ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B64D1/02 F41G3/22 B64D47/08 G01C15/02 

Изобретение относится к системам обнаружения наземных объектов.

Известны контейнерные системы разведки и целеуказания, подвешиваемые к летательным аппаратам, например WMD-7, ОС2, которые оборудованы камерами, работающими в видимом, УФ и ИК диапазонах длин волн, и лазерным целеуказателем-дальномером для осуществления целеуказания на дальностях до 20 км с воздушного носителя. Однако, как правило, указанные системы не содержат навигационного оборудования и не предназначены для передачи информации на командные пункты сухопутных подразделений, не могут выявлять малых форм (мин, боеприпасов). При этом они являются законченной сборочной единицей и не предусматривают модульность в части оснащения навигационным оборудованием, оборудованием связи, различной аппаратурой обнаружения, средствами поражения [1]. (Экспресс-информация. Авиационные системы. По материалам зарубежных информационных источников/ ГосНИИАС. НИЦ 2014 г. №26 (ЭИ №26, 2014 г., с. 3, 4) DefenseNews.com (материалы выставки "Сингапур Эршоу-2014"), 20/III 2014).

Наиболее близким по схеме построения к предлагаемому комплексу является вертолетный комплекс разведки наземных целей и целеуказания "ГАЛС-H1". Комплекс "ГАЛС-H1" предназначен для воздушной оптической и радиолокационной разведки наземных целей, высокоточного измерения высоты и дальности до наблюдаемых целей, приема и отображения навигационных данных, измерения и отображения текущего дирекционного угла и угла места вертолета, передачи разведывательных данных в вышестоящее звено управления. В состав изделия "ГАЛС-H1" входит: вертолет, контейнер полезной нагрузки (гиростабилизированная оптико-электронная система, радиолокационная станция наземной разведки, доплеровский измеритель скорости и сноса), аппаратура связи, бортовая аппаратура передачи данных, пилотажно-навигационный комплекс (инерциальная навигационная система, аппаратура спутниковой навигации, блок питания, пульт-вычислитель навигационно-прицельный, высотометр), аппаратура внутренней связи и коммутации, система электроснабжения, антенна связи, антенна бортовой аппаратуры передачи данных [2]. (Вертолетный комплекс разведки наземных целей и целеуказания (индекс "ГАЛС-Н1") http://www.mriprosress.ru/_files/ASH_R.pdf).

Однако указанный комплекс также не предоставляет возможности обнаружения хорошо замаскированных неподвижных объектов, так как отсутствует возможность добавления в систему магнитных, индуктивных и др. датчиков. Кроме того, комплекс не предполагает маркировку объектов дымами, обстрел средствами поражения. Также комплекс не позволяет производить разведку малых и подповерхностных форм, таких как мины и неразорвавшиеся снаряды, так как соответствующее оборудование для обнаружения отсутствует. К тому же точность обнаружения и целеуказания подобных объектов в условиях подавления сигналов космических навигационных спутниковых систем (КНСС) будет недостаточной.

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсальной системы разведки и целеуказания укрытых наземных или находящихся на небольшой глубине объектов военного назначения типа танк в окопе, батарея буксируемых гаубиц, ДОТ, а также других опасных целей, таких как мины и неразорвавшиеся боеприпасы, с возможностью составления в процессе карты и маркировки интересующих объектов.

В предлагаемом устройстве разведка объектов обеспечивается комплектом датчиков и видеокамерой, устанавливаемых на летательный аппарат в подвесном контейнере. Целеуказание осуществляется лазерным дальномером-целеуказателем или отстрелом дымовой шашки. Маркировка обеспечивается нанесением отстрелом шарика с краской. В процессе разведки местоположение обнаруженных объектов наносятся на электронную карту местности, данные о них передаются оператору на видеоконтрольное устройство.

Указанный технический результат достигается при установке на беспилотный летательный аппарат, в качестве которого наиболее подходит ЛА вертолетного типа, контейнера с оборудованием различного состава, включающего варианты с магнитометрическим датчиком для поиска металлических объектов, в том числе укрытых маскировочными сетями, акустическими датчиками для поиска пустот и неоднородностей слоя земли, спектрометрами, работающими в разных диапазонах длин электромагнитных волн, другими датчиками (индуктивными, оптическими, радиометрами и др.). В состав оборудования также включается модуль на гиростабилизированной платформе, обеспечивающий визуальную маркировку указанных объектов. Модуль комплектуется телевизионной и/или тепловизионной видеокамерой, лазерным дальномером-целеуказателем, контейнером с полезной нагрузкой, средством подачи полезной нагрузки, пусковым устройством для отстрела шариков с краской и другой полезной нагрузки, в т.ч. средств поражения.

Для получения информации и управления процессом поиска и маркировки в состав оборудования входит информационно-командная радиолиния. Для точного ориентирования в пространстве в состав оборудования может также входить радиоприемное навигационное устройство, которое может принимать сигналы от космических навигационных спутниковых систем, или для случаев, требующих повышенной точности координат (поиск мин), работать в дифференциальном режиме, получая сигналы от наземных радиомаяков. Для управления летательным аппаратом и процессом поиска и маркировки в состав наземного оборудования входит видеоконтрольное устройство. Для обеспечения высокой точности определения координат в состав наземного оборудования входит четыре радиомаяка с встроенными оптическим и лазерными информационными каналами, что позволяет автономно, в отсутствие сигналов спутниковых навигационных систем определять с высокой точностью собственные координаты.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами позволяют, в частности, за счет выполнения:

- беспилотного летательного аппарата вертолетного типа - обеспечить транспортирование полезной нагрузки (контейнера с оборудованием) по заданному маршруту на заданной высоте, а также зависание при целеуказании и маркировке;

- контейнера - обеспечить размещение оборудования, крепление к ЛА, при необходимости обеспечить интеграцию с системой управления и электроснабжения ЛА;

- оборудования, находящегося в контейнере, а именно:

- датчиков и видеокамеры, находящейся в модуле целеуказания и маркировки на гиростабилизированной платформе - обеспечить обнаружение требуемых объектов;

- радиоприемного навигационного устройства - обеспечить прием радионавигационной информации от космических навигационных систем спутниковой навигации или собственных радиомаяков системы или в дифференциальном режиме от космических и наземных навигационных систем, в том числе собственной системы навигации, с выдачей текущих координат в систему по информационно-командной радиолинии;

- модуля целеуказания и маркировки на гиростабилизированной платформе - обеспечить по команде (информационно-командной радиолинии) выдачу сигнала на лазерный дальномер-целеуказатель или пусковое устройство полезной нагрузки (дымовой шашки, шарика с краской) для их поворота в направлении указанного оператором объекта, произведение измерения дальности или обеспечения лазерного подсвета или отстрела полезной нагрузки с помощью пускового устройства;

- бортовой части информационно-командной радиолинии - обеспечить передачу информационных сигналов на видеоконтрольное устройство и прием управляющих сигналов с него;

- наземного оборудования, а именно:

- наземной части информационно-командной радиолинии - обеспечить прием информационных сигналов от оборудования на борту БЛА и передачу управляющих сигналов на борт БЛА и оборудование;

- видеоконтрольного устройства (ВКУ) - обеспечить вывод информации от оборудования с борта БЛА оператору и интерфейс управления БЛА и оборудованием, в том числе задание программы поиска, составления карт и алгоритмов маркировки;

- радиомаяков с встроенными оптическим и лазерными информационными каналами - обеспечить при необходимости точную привязку, в том числе в условиях полностью автономного режима навигации.

Сущность изобретения поясняется структурной схемой на фиг. 1, где представлено одно из возможных схемотехнических решений.

Устройство состоит из БЛА вертолетного типа 1, подвесного контейнера 2 с оборудованием, в состав которого входит блок датчиков 3, бортовая аппаратура информационно-командной радиолинии 4, радионавигационное устройство 5, модуль целеуказания и маркировки на гиростабилизированной платформе 6, пусковое устройство 7, включающее видеокамеру 8, лазерный целеуказатель-дальномер 9, обеспечивающий отстрел полезной нагрузки в виде дымовых шашек или нанесение метки краской из баллона; в состав наземной аппаратуры управления входит видеоконтрольное устройство 10 с аппаратурой информационно-командной линии 11; для точной навигации в условиях полной автономности применения в состав системы локации и маркировки дополнительно включены четыре радиомаяка с встроенными оптическим и лазерными информационными каналами 12.

Работа системы разведки наземных объектов и целеуказания осуществляется следующим образом.

БЛА снаряжается необходимыми для выполнения определенной задачи датчиками и полезной нагрузкой для модуля маркировки. Оператор выбирает на видеоконтрольном устройстве тип разведываемых объектов. В зависимости от выбранных объектов в алгоритмах ВКУ определяется требуемая точность навигационных координат. Одновременно определяются возможности получения радионавигационной информации, включается радиоприемный навигационный модуль. В случае неудовлетворительного качества данной информации указывается на необходимость установки радиомаяков системы. Радиомаяки системы устанавливаются на определенных расстояниях и с помощью лазерного канала определяют дальность до другого радиомаяка, передают в радиосигнале на другой радиомаяк дальность и время. После установки последнего маяка происходит синхронизация радиомаяков по времени с учетом дальностей друг до друга. С помощью оптических датчиков радиомаяков определяются углы четырехугольника, образованного радиомаяками, в том числе в вертикальной плоскости. Далее радиомаяки непрерывно сообщают свои координаты относительно одного из них и время. Радионавигационная система БЛА вычисляет расстояние по тем же способам, что и при определении координат с помощью космических навигационных спутниковых систем. Таким образом, осуществляется автономное высокоточное определение координат БЛА и разведываемых объектов. Определение координат БЛА и разведываемых объектов в случае навигации с помощью радиомаяков может производиться в собственной системе координат радиомаяков или в случае привязки их к земной системе координат - в остальных системах координат. При этом радиомаяки могут находиться перед линией боевого соприкосновения. После этого оператор с помощью ВКУ выбирает программу и траекторию полета БЛА. БЛА взлетает и направляется в заданный район, в котором по прибытии начинает поиск по установленной программе. При обнаружении требуемого объекта в соответствии с выбранной программой, координаты объекта отмечаются на электронной карте, и местоположение объекта может быть соответствующим образом автоматически или по указанию оператора подсвечено лазерным дальномером-целеуказателем или промаркировано отстрелом шарика с краской, сбросом дымовой шашки, другой полезной нагрузки. В процессе функционирования системы информация непрерывно поступает на видеоконтрольное устройство оператора с помощью информационно-командной радиолинии. В свою очередь, оператор может в любой момент вмешаться в процесс поиска и изменить программу, а также отметить интересующий объект.

Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить разведку, обнаружение, составление карт и нанесение физических меток укрытых наземных или находящихся на небольшой глубине объектов военного назначения типа танк в окопе, батарея буксируемых гаубиц, ДОТ, а также других опасных целей, таких как мины и неразорвавшиеся боеприпасы с возможностью составления в процессе карты и маркировки интересующих объектов.

Источники информации:

1. Экспресс-информация. Авиационные системы. По материалам зарубежных информационных источников/ ГосНИИАС. НИЦ 2014 г. №26 (ЭИ №26, 2014 г., с. 3, 4) DefenseNews.com (материалы выставки "Сингапур Эршоу-2014"), 20/III 2014.

2. Вертолетный комплекс разведки наземных целей и целеуказания (индекс "ГАЛС-Н1") http://www.mriprogress.ru/_files/ASH_R.pdf.

Система разведки наземных объектов и целеуказания содержит беспилотный летательный аппарат вертолетного типа, подвесной контейнер с оборудованием, наземную аппаратуру управления. Подвесной контейнер содержит блок датчиков, устройство информационно-командной радиолинии, радионавигационное устройство, модуль целеуказания на гиростабилизированной платформе. Модуль целеуказания содержит контейнер с полезной нагрузкой, видеокамеру, пусковое устройство, лазерный целеуказатель-дальномер. Наземная аппаратура содержит переносное видеоконтрольное устройство с аппаратурой информационно-командной линии, четыре радиомаяка с встроенными оптическим и лазерным информационными каналами. Обеспечивается разведка и целеуказание наземных объектов с их маркировкой и нанесением на карту. 1 ил.

Система разведки наземных объектов и целеуказания, состоящая из беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, подвесного контейнера с оборудованием, наземной аппаратуры управления, отличающаяся тем, что в состав подвесного контейнера с оборудованием входит блок датчиков, устройство информационно-командной радиолинии, радионавигационное устройство, обеспечивающее прием сигналов спутниковых навигационных систем, наземных навигационных систем и радиомаяков, входящих в состав устройства, модуль целеуказания на гиростабилизированной платформе, включающий контейнер с полезной нагрузкой, видеокамерой, пусковое устройство для полезной нагрузки, лазерный целеуказатель-дальномер; в состав наземной аппаратуры управления входит переносное видеоконтрольное устройство с аппаратурой информационно-командной линии; четырех радиомаяков с встроенными оптическим и лазерными информационными каналами для навигации в условиях полностью автономного применения.