Главная / Оборонно-промышленный комплекс / Оборонно-промышленный комплекс

Оборонно-промышленный комплекс

Государственное опознавание: настоящее и будущее
Специалисты США с участием некоторых стран НАТО одни из первых приступили к разработке новой системы опознавания

Первые системы опознавания в России (СССР) были разработаны и использовались в период второй мировой войны. Эти системы, как и зарубежные системы опознавания (США, Великобритания, Германия), не были автономными и базировались на использовании сигналов обеспечиваемых радиолокационных станций. Такой принцип построения систем опознавания явился ограничивающим фактором для дальнейшего их развития и достижения высокого уровня тактико-технических характеристик. Поэтому за рубежом и с некоторым запозданием в СССР продолжались работы по созданию новых систем опознавания.

Валерий БЕРЕЖНОЙ

Валерий ИВАНЦОВ

Евгений СОЛОМЕНИН

ОСНОВНОЕ ИЗ ИСТОРИИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СИСТЕМ ОПОЗНАВАНИЯ

В 1948 г. в СССР была принята на вооружение автономная система опознавания «Кремний-1». В составе этой системы имелись собственные запросчики и ответчики, взаимодействие которых осуществлялось в отдельном специально выделенном частотном диапазоне. Система «Кремний-1» строилась на основе изучения мирового опыта в этой области и многие технические решения, в целях сокращения отставания, принимались такими же, как и в новых зарубежных системах.

В 1954 г. была создана оригинальная отечественная система опознавания «Кремний-2», головным предприятием-разработчиком которой являлся НИИ-17 (г. Москва). В системе «Кремний-2», в отличие системы «Кремний-1», использованы новые технические решения и применены амплитудно-модулированные кодовыми частотами ответные сигналы. Для обеспечения разрешающих способностей по угловым координатам реализован совмещенный запрос с РЛС в 3 см и 10 см диапазонах волн.

Вскоре была проведена модернизация этой системы в целях повышения имитостойкости кодирования ответных сигналов за счет введения дополнительных расстановок немодулированных («гладких») импульсов. Модернизированный вариант известен как система «Кремний-2М», средствами которой были оснащены все самолеты, корабли, наземные РЛС и зенитные ракетные комплексы, в том числе переносные.

Система «Кремний-2(2М)», с учетом реализации и применения режимов ее работы в последующей новой системе опознавания, находилась на вооружении почти 40 лет.

Однако моральное старение системы «Кремний-2(2М)» произошло значительно раньше. В конце пятидесятых годов стало ясно, что она не в полной мере отвечает возросшим требованиям, которые предъявляются к современным и перспективным системам опознавания. При попадании аппаратуры противнику ему становились известными все ответные коды. Конкретный действующий код, смена которого производилась вручную через довольно длительные интервалы времени (несколько часов), мог быть определен средствами радиотехнической разведки, что фактически означает потерю имитостойкости опознавания.

В связи с этим с 1957 г. рядом ведущих радиотехнических институтов Москвы, Новосибирска и Ленинграда проводилась комплексная научно-исследовательская работа по изысканию путей построения имитостойкой системы опознавания. В качестве основного диапазона волн предполагалось использование диапазона системы «Кремний-2(2М)».

В 1961 г. для ускорения создания новой системы было принято решение завершить эту работу по фактически проведенному объему исследований и приступить к выполнению опытно-конструкторской работы. На тот момент не было получено экспериментальное подтверждение предложенных путей решения целого ряда проблемных вопросов. К числу таких вопросов относились обеспечение гарантированной имитостойкости и разрешающих способностей, создание электронной компонентной базы для достижения приемлемых массогабаритных характеристик аппаратуры.

Если воздушный объект классифицирован как «чужой», он подлежит немедленному уничтожению.

 

РАЗРАБОТКА И МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ «ПАРОЛЬ»

В апреле 1962 г. на базе Государственного союзного ОКБ-294 (г. Казань) был образован головной НИИ №334 по созданию новых и совершенствованию существующих систем опознавания воздушных, надводных и наземных целей. Вновь образованному НИИ было поручено разработать имитостойкую систему радиолокационного опознавания «Пароль» в диапазоне волн действовавшей системы «Кремний-2(2М)».

В 1963 г., через год после начала работ по созданию системы «Пароль», в связи с подписанием Советским Союзом международных соглашений о развитии телевизионного вещания в дециметровом диапазоне волн, было принято решение о прекращении использования частотного диапазона системы «Кремний-2(М)» и построении системы «Пароль» в VII диапазоне волн. При этом диапазон волн системы «Кремний-2(М)» с режимами работы этой системы были сохранены в системе «Пароль» на переходный период (период переоснащения).

Отсутствие достаточного экспериментального задела по принципиально новым техническим решениям и переход в новый частотный диапазон при сохранении в аппаратуре диапазона волн и режимов работы старой системы «Кремний-2(М)» привели к существенному увеличению сроков разработки системы «Пароль». Эта система разрабатывалась в общей сложности около 15 лет и была принята на вооружение в 1977 г.

Успешное решение сложных научно-технических задач по созданию новой системы опознавания способствовало повышению и статуса предприятия-разработчика этой системы. В 1966 г. НИИ №334 был переименован в Казанский научно-исследовательский электрофизический институт (КНИЭФИ), а в 1988 г. – в Казанский научно-исследовательский институт радиоэлектроники (КНИИРЭ).

КНИИРЭ в результате последних реорганизаций составил основу ныне действующего ФГУП «ФНПЦ «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко».

Переоснащение Вооруженных Сил СССР на систему «Пароль» было длительным и дорогостоящим, в том числе в связи с необходимостью доработок обеспечиваемых объектов по встраиванию антенных систем нового диапазона волн и размещения двухдиапазонной аппаратуры на объектах.

Длительный период разработки системы «Пароль» предопределил быстрое ее моральное старение. Уже вскоре после принятия системы на вооружение стало ясно, что она не в полной мере соответствует современным требованиям по пропускной способности и перспективным требованиям по радиоэлектронной защите.

В целях повышения указанных характеристик, а также снижения массогабаритных характеристик аппаратуры и повышения ее надежности с 1980 г. началась разработка модернизированной системы государственного опознавания «Страж».

При разработке модернизированной системы «Страж» также вначале требовалось, наряду с реализацией режимов работы системы «Пароль» в VII диапазоне волн, сохранить режимы и диапазон работы старой системы «Кремний-2(М)». И так же, как при разработке системы «Пароль», ряд предлагавшихся к реализации новых технических решений, прежде всего по радикальному повышению радиоэлектронной защиты, не были подтверждены экспериментально.

Только спустя некоторое время, после этапа технического проектирования, было принято решение об исключении режимов работы и диапазона волн системы «Кремний-2(М)» и снятии некоторых невыполнимых в то время требований. Это привело к необходимости существенных переработок конструкторской документации и отрицательно сказалось на сроках проведения работ по модернизации.

В известные 90-е годы финансирование со стороны Минобороны достигло минимума, и работы по модернизации системы опознавания фактически были приостановлены.

В силу указанных и ряда других причин разработка модернизированной системы «Страж» завершились только в 2005 г.

ОБЩЕЕ И ОТЛИЧИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ОПОЗНАВАНИЯ

Действующая система опознавания «Пароль» и модернизированная система «Страж», а также их зарубежные аналоги Мк-10А и Мк-12 базируются на радиолокационно-связном принципе работы.

Принцип радиосвязи обеспечивает взаимодействие средств опознающего и опознаваемого объектов с использованием шифрующих и дешифрующих устройств. Тем самым достигается требуемая имитостойкость системы.

Радиолокационный принцип позволяет определять относительные координаты (в основном, азимут-дальность) своих объектов, необходимые для привязки полученной информации опознавания к информации обнаружения.

В средствах этих систем принимаются все возможные меры для обеспечения взаимодействия опознающего и опознаваемого объектов только в пределах главного луча антенны запросчика. Запрос посылается всем объектам, находящимся в данном направлении. Ответчик работает по принципу одноканальной системы массового обслуживания с отказами (без ожидания в очереди).

Такие системы являются асинхронными и обеспечивают автономную работу средств на единых несущих частотах и единых кодах (ключах шифрования).

Указанные принципы работы систем опознавания и алгоритм взаимодействия их средств являются достаточно апробированными и надежными.

Вместе с тем асинхронное взаимодействие средств рассматриваемых систем опознавания порождает поток внутрисистемных сигналов, которые воспринимаются аппаратурой как помехи. Меры борьбы с такого рода помехами известны.

Система госопознавания позволяет безошибочно идентифицировать этот самолет как не «свой», а «чужой» (на снимке – истребитель F-16 ВВС США).

 

Однако для зарубежных систем опознавания Мк-10А (Мк-12), работающих в общем для этих систем и средств вторичной радиолокации международной системы управления воздушным движением диапазоне волн (1030/1090 МГц), рассматриваемая проблема стоит более остро.

В связи с этим военные ведомства стран НАТО вынуждены ограничивать в мирное время использование средств системы государственного опознавания, добиваясь тем самым снижения их влияния на работу системы вторичной радиолокации управления воздушным движением.

Существует и другая проблема. Радиолокационный принцип работы систем опознавания предполагает определение координат объекта по излученным ответчиком сигналам. Точности измерения и разрешающие способности по угловым координатам, как известно, существенным образом влияют на вероятность принятия правильного решения «свой-чужой» на средствах разведки и комплексах вооружения.

Для получения приемлемых значений указанных характеристик необходимо иметь достаточный раскрыв (эффективную площадь) антенны запросчика. Теоретически это возможно, но на практике не всегда реализуемо, так как существуют ограничения со стороны обеспечиваемых средств (комплексов) или объектов.

В отечественных системах опознавания указанная проблема является менее критичной, чем в зарубежных системах опознавания типа Мк-10 (Мк-12), которые работают в сравнительно низкочастотном диапазоне волн и в связи с этим имеют более низкие характеристики опознавания.

Отмеченные обстоятельства свидетельствуют о том, что рабочий диапазон частот отечественной системы опознавания является более предпочтительным. При прочих равных условиях он обеспечивает лучшие пропускную способность и разрешающую способность, а следовательно более высокие значения основных тактико-технических характеристик системы (вероятностей опознавания своих и чужих объектов).

Реализованные в отечественных системах опознавания «Пароль» и «Страж» технические решения обеспечивают эффективное функционирование этих систем в заданных тактических ситуациях.

Средства системы «Страж» имеют более высокий уровень пропускной способности и радиоэлектронной защиты, а также лучшие массогабаритные характеристики и эксплуатационную надежность. Являясь унифицированными, они могут размещаться практически на всех наземных, надводных и воздушных объектах, в том числе на новых образцах авиационной техники, и сопрягаться с большинством типов современных РЛС. Вновь разработанные малогабаритные наземные запросчики системы «Страж» могут непосредственно сопрягаться с переносными зенитными ракетными комплексами ПВО Сухопутных войск.

Вместе с тем давно стало очевидным, что действующие системы опознавания, как отечественные, как и зарубежные, не смогут эффективно работать в сложных тактических ситуациях и современных условиях радиоэлектронной борьбы. В обеспечение решения этих проблем ведутся работы по созданию новых систем.

НАПРАВЛЕНИЯ И ПУТИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОПОЗНАВАНИЯ

Простейшая организация связи в действующих СГО обуславливает сравнительно невысокую их пропускную способность. Поэтому, прежде всего, требуется принятие мер по повышению этой одной из основных характеристик СГО в целях уменьшения взаимного влияния средств при их работе в сложных тактических ситуациях.

Применение ортогональных (квазиортогональных) запросных сигналов и многоканального их обслуживания в ответчике, наряду с уменьшением общей длительности сигналов опознавания и автоматизацией запроса, во многом способствовало бы решению этой проблемы даже без организации сложной синхронной работы средств системы.

Перспективные специализированные СГО должны иметь более высокий уровень и других основных характеристик.

Главное внимание должно быть уделено радикальному повышению радиоэлектронной защиты (РЭЗ) специализированных СГО, как боевых информационных систем, подлежащих радиоэлектронному подавлению со стороны противника.

Основными компонентами РЭЗ, как известно, являются скрытность работы и помехоустойчивость.

Средства системы «Страж» могут сопрягаться с большинством типов современных РЛС.

 

Скрытность является одной из составляющих большинства показателей, определяющих эффективность функционирования СГО в условиях радиоэлектронной борьбы (РЭБ), в частности помехозащищенности, защищенности от имитации и защищенности от провоцирования излучения ее средств. В то же время скрытность выступает как самостоятельная характеристика, отражающая степень снижения разведываемости средств и следовательно заметности объектов, на которых они установлены.

Достижение высокого уровня скрытности и помехоустойчивости возможно путем реализации известного комплекса технических мер. В настоящее время, благодаря внедрению новых технологий создания электронной компонентной базы и радиоэлектронной аппаратуры в целом, становится возможной реализация наиболее эффективных технических решений. К их числу следует отнести применение сложных шумоподобных сигналов, создание фазированных антенных решеток с цифровым управлением, использование адаптивных алгоритмов работы средств.

Кроме того, представляется целесообразным расширить информационные возможности специализированных СГО. Действующие системы опознавания не позволяют получить качественную информацию, необходимую для решения смежных задач (мониторинга воздушной и наземной обстановки, управления воздушным движением, наведения и т.д.).

Достижение указанной цели возможно за счет применения сложных и достаточно информативных сигналов, а также сопряжения средств этой системы с современными датчиками собственных координат обеспечиваемых объектов. Это позволит реализовать, наряду с традиционным радиолокационно-связным, также координатно-связной принцип работы новой СГО и обеспечить тем самым адресное (избирательное) взаимодействие ее средств.

Наряду с повышением основных характеристик СГО, можно адаптировать ее средства (или используемую в них специальную аппаратуру опознавания) для решения в станциях радиотехнической разведки комплексов РЭБ задачи различения наших и чужих РЭС с близкими или одинаковыми параметрами сигналов.

Таким образом, при создании СГО нового поколения необходимо будет обеспечить как радикальное повышение пропускной способности и РЭЗ, так и расширение функциональных возможностей этой системы.

Принятая концепция построения отечественной СГО нового поколения позволяет реализовать такие требования.

РАЗВИТИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ СИСТЕМ ОПОЗНАВАНИЯ

Специалисты США с участием некоторых стран НАТО одни из первых приступили к разработке новой системы опознавания, базирующейся на использовании широкополосных сигналов в традиционном диапазоне волн и получившей название Мк-15.

Средства этой системы, как и средства действующих систем Мк-10А и Мк-12, неудовлетворительно сопрягались с радиолокационными станциями и комплексами, работающими в более высокочастотном диапазоне волн.

Кроме того, выбранные параметры сигналов не обладали требуемой информативностью, что ограничивало возможности передачи данных, особенно в режимах работы международной системы управления воздушным движением, с которой интегрированы зарубежные системы опознавания.

Отмеченные недостатки и сравнительно большая стоимость средств этой системы стали препятствием на пути ее внедрения.

После достижения соглашения о создании новой единой для НАТО системы опознавания дальнейшие работы в США по системе Мк-15 были прекращены.

При разработке стандарта STANAG 4162 на систему опознавания NIS предусматривалось, что эта система должна включать все возможные датчики информации опознавания (распознавание при обнаружении, «запрос-ответ», пассивную разведку и т.д.), а также объединение информации от этих датчиков на различных уровнях управления.

В качестве основного был признан компонент «запрос-ответ», то есть средства специализированной системы опознавания, к разработке которой должны были приступить ряд стран в соответствии с подписанными меморандумами.

Этот компонент во многом базировался на технических решениях, принятых для американской системы Мк-15.

В целом проект создания системы опознавания НАТО NIS оказался довольно сложным и также дорогостоящим.

Совершенствование международной системы управления воздушным движением проводилось своим путем. Был разработан и предложен к внедрению в эту систему и систему опознавания Мк-12 (стандарт STANAG 4193, часть IV) новый информационный режим S. В этом режиме применены другие структуры сигналов, обеспечивающие более высокую скорость передачи данных, и используется информация от системы глобальной спутниковой навигации GPS.

Сохранение национальной системы государственного опознавания – важнейшее условие обеспечения военной безопасности Российской Федерации.

В целях упрощения построения новой системы опознавания и сохранения традиционной совместимости с системой управления воздушным движением на базе режима S создается имитостойкий режим опознавания 5 с применением новой криптографической аппаратуры (стандарт STANAG 4193, части V и VI).

Информация об объектах, получаемая в режиме 5 в зависимости от его уровня, может быть использована также для мониторинга воздушного пространства и поля боя, повышения точности и разрешающей способности при определении координат своих объектов, наведения истребителей и т.д.

Таким образом, специализированная система государственного опознавания Мк-12, дополненная режимом 5 с увеличенной производительностью и умеренно расширенным спектром сигналов, превратилась в многофункциональную информационную систему и получила название Мк-12А.

Очевидно, что в системе Мк-12А характеристики боевого режима 5 ограничиваются потенциальными возможностями режима S, предназначенного для открытого обмена данными. Следовательно, режим 5 не может обладать высоким уровнем защиты от радиотехнической разведки (пассивного обнаружения) и воздействия различного типа преднамеренных помех.

Для достижения высокого уровня радиоэлектронной защиты, как известно, требуется существенное расширение спектра сигналов и диапазона частот в целом, Это, в свою очередь, может оказаться недостижимым из-за ограничений на использование в боевых системах государственного опознавания диапазона частот, зарезервированного во всем мире для навигационных служб.

Естественно, что при использовании для опознавания и управления воздушным движением единого диапазона волн любая новая система опознавания должна удовлетворять требованиям безопасности управления воздушным движением.

На данном этапе развития зарубежных интегрированных информационных систем так и не удалось достичь оптимальной степени совместимости военной и гражданской систем в целях развязки будущей их эволюции.

НУЖНА ЛИ НАМ ТАКАЯ ПЕРСПЕКТИВА?

Чтобы строить наше будущее, не повторяя ошибок прошлого, следует уделить внимание одному из характерных обстоятельств из истории развития отечественных систем опознавания.

Как при создании системы опознавания «Пароль», так и в процессе разработки модернизированной системы «Страж» возникал вопрос изменения (дополнения новым или исключения старого) рабочего диапазона волн этих систем. Это всегда приводило к необходимости существенной переработки аппаратуры и решения сложной проблемы сопряжения с обеспечиваемыми радиолокационными станциями и комплексами. В результате непомерно увеличивались сроки и стоимость разработки, а также длительность переоснащения на новую систему опознавания.

Аналогичное обстоятельство возникает и сегодня. С различной аргументацией на страницах журнала «ВКО» №1 за 2007 г. («Настоящее и будущее опознавания») высказываются предложения по изменению частотного диапазона отечественной системы государственного опознавания, то есть о переводе ее в диапазон частот международной системы управления воздушным движением. Фактически предлагается перейти на устаревшие стандарты зарубежных систем опознавания, а затем следовать в фарватере развития этих систем, также базируясь на информационном режиме S международной системы управления воздушным движением.

Реализация подобного решения в отечественной системе государственного опознавания затормозит ее развитие и станет разорительной в экономическом плане, так как потребуется провести очередное полное переоснащение ВС РФ на средства опознавания, несовместимые по диапазону волн и режимам работы со средствами действующей системы опознавания. Авторы предложения о переводе отечественной системы опознавания на западные стандарты не учитывают возможные последствия такой перспективы развития отечественного опознавания, которая ведет фактически к разрушению нашей боевой информационной системы.

Этими и некоторыми другими авторами в дискуссиях опознавание «свой-чужой» подменяется идентификацией. На страницах журнала «ВКО» №3 за 2009 г. («Система идентификации вместо системы опознавания») делается попытка придать термину «идентификация» более широкое толкование и тем самым приблизиться к цели, которая недвусмысленно отражена в названии статьи. Ими на первое место выдвигается решение задачи опознавания в мирное время и провозглашается идея интеграции в международные информационные системы, которая в конечном итоге приведет к ликвидации собственной (национальной) системы государственного опознавания.

Непонятно, какие истинные цели преследуют идеологи далеко не лучшего направления развития отечественной системы государственного опознавания. Ведь хорошо известно, что научно обоснованные и согласованные со всеми заинтересованными организациями документы, определяющие перспективы развития систем и средств государственного опознавания, утверждены и действуют.

Было бы очень полезным консолидировать усилия наших головных предприятий не на пересмотре, а на реализации этих важных и выверенных документов и строить не подделку или копию, а действительно боевую систему государственного опознавания нового поколения.

В заключение следует отметить, что суть развития боевых информационных систем не должна сводиться к необоснованной функциональной интеграции и построению этих систем, в частности СГО и системы ВРЛ, в едином диапазоне волн, как это предлагается в упомянутых публикациях. Специализированная СГО и система ВРЛ должны работать в собственных выделенных для них диапазонах волн.

При дальнейшем развитии этих систем они могут дополнять друг друга в решении проблемных задач. На СГО целесообразно возложить функции информационного обеспечения, которое необходимо для управления воздушным движением в военное время, а на систему ВРЛ – функцию опознавания судов гражданской авиации при контроле использования воздушного пространства в мирное время.

Это исторически доставшееся нам преимущество иметь две информационные системы в разнесенных частотных диапазонах должно быть не только сохранено, но и в максимальной степени реализовано.

Валерий Арсентьевич БЕРЕЖНОЙ – генеральный конструктор единой системы государственного опознавания России

Валерий Алексеевич ИВАНЦОВ – кандидат экономических наук

Евгений Александрович СОЛОМЕНИН – кандидат экономических наук