Почему обзорному радару сложно работать в движении и как DT-BRX10KA компенсирует перемещения автомобиля

Развитие беспилотной авиации привело к появлению новых требований к средствам обнаружения. Если еще несколько лет назад большинство коммерческих радиолокационных станций предназначались исключительно для стационарной установки, то сегодня все больший интерес вызывают мобильные комплексы, способные выполнять обнаружение воздушных целей непосредственно во время движения.

Подобные системы востребованы при сопровождении колонн, патрулировании государственной границы, охране протяженных объектов инфраструктуры, временных позиций и мобильных подразделений противодействия БПЛА.

Одной из наиболее интересных новинок в этом направлении стал мобильный трехкоординатный радар DT-BRX10KA, представленный компанией DIVITEC.

Главная особенность комплекса - использование интегрированной инерциальной навигационной системы (INS) совместно с RTK/GNSS, что позволяет компенсировать движение автомобиля и сохранять корректную географическую привязку обнаруженных целей в режиме реального времени.

Почему обычный радар не может работать на движущемся автомобиле?

На первый взгляд задача кажется достаточно простой - установить обзорный радар на крышу автомобиля и начать движение.

Однако с инженерной точки зрения это значительно сложнее.

Совместная обработка этих параметров позволяет определить пространственное положение цели - ее координаты относительно радиолокационной станции. Именно поэтому такие РЛС называют трехкоординатными.

При стационарной установке после первоначальной ориентации радара относительно истинного севера вычисление координат выполняется корректно.

Во время движения ситуация полностью меняется.

Автомобиль постоянно изменяет направление движения, скорость, угол поворота, крен, тангаж. После каждого поворота изменяется ориентация радара относительно истинного севера.

Если эти изменения не учитывать, координаты целей начинают быстро накапливать ошибку.

Даже небольшое отклонение курса приводит к тому, что координаты перестают соответствовать реальному положению объекта. В результате невозможно корректно наводить поворотные тепловизионные камеры, отображать цели на электронной карте или объединять информацию нескольких радаров в единой системе управления.

Именно поэтому большинство коммерческих обзорных РЛС требуют полной остановки автомобиля перед началом работы.

Что представляет собой DT-BRX10KA?

Одной только спутниковой навигации для работы мобильного комплекса недостаточно. GNSS-приемник определяет положение и перемещение автомобиля в земной системе координат, однако для высокочастотного измерения его пространственной ориентации необходима инерциальная навигационная система. Она фиксирует изменения курса, крена и тангажа, обеспечивая непрерывную компенсацию движения платформы.

По информации инженеров DIVITEC, навигационный модуль передаёт радару данные о состоянии платформы с периодом до 10 мс.

В режиме реального времени передаются данные о:

●     положении и скорости движения платформы;

●     направлении движения;

●     курсе;

●     крене;

●     тангаже.

Полученные данные используются радиолокационной станцией для непрерывной компенсации движения платформы и корректного вычисления координат обнаруженных целей.

При обработке учитываются линейное перемещение платформы, изменение курса, а также наклоны автомобиля по крену и тангажу. Это позволяет пересчитывать измеренные радаром дальность, азимут и угол места в земную систему координат и сохранять корректную географическую привязку целей при изменении положения носителя.

Два режима работы - главное преимущество DT-BRX10KA

Одной из наиболее интересных особенностей комплекса DT-BRX10KA является возможность эксплуатации в двух различных режимах.

1. Мобильный режим

При движении автомобиля радар совместно с инерциальной навигационной системой (INS) и RTK/GNSS обеспечивает обнаружение и сопровождение воздушных целей непосредственно во время движения.

Такой режим особенно востребован при сопровождении колонн, мобильном патрулировании района, охране протяженных объектов, быстром развертывании антидроновых подразделений, защите временных объектов и т.д.

В этом режиме оператор получает возможность контролировать воздушную обстановку без остановки автомобиля, что существенно сокращает время реагирования на угрозу.

2. Стационарный режим

Не менее важно, что DT-BRX10KA сохраняет возможность работы как обычная стационарная трехкоординатная радиолокационная станция.

После остановки автомобиля комплекс продолжает обнаружение и сопровождение целей в стационарном режиме. Поскольку положение носителя больше не изменяется, постоянная компенсация его линейных и угловых перемещений не требуется.

Таким образом, один комплекс может применяться как для контроля воздушной обстановки во время движения, так и для продолжительной работы с неподвижной позиции. Это расширяет число возможных сценариев эксплуатации и позволяет использовать один радар на разных этапах выполнения задачи.

Именно это делает комплекс значительно более универсальным по сравнению с системами, рассчитанными исключительно на один сценарий применения.

Как работает мобильная радиолокационная станция?

Базовый принцип радиолокационного обнаружения остаётся тем же, однако обработка данных при установке радара на движущейся платформе существенно усложняется.

Во время движения меняется положение и ориентация радиолокационной станции относительно земной системы координат. Кроме того, собственное движение носителя влияет на обработку доплеровской информации.

Скорость, измеряемая радаром относительно цели, в мобильном режиме содержит составляющую, связанную с движением самого автомобиля. Поэтому навигационные данные необходимы не только для координатной привязки, но и для учёта собственного движения носителя при обработке радиолокационной информации.

Для компенсации этих факторов программное обеспечение радара непрерывно использует данные инерциальной навигационной системы.

Получая данные о положении и пространственной ориентации автомобиля, радиолокационная станция пересчитывает координаты обнаруженных объектов с учетом перемещения и наклонов платформы.

Именно благодаря этому оператор продолжает видеть корректную радиолокационную картину даже во время движения автомобиля.

Основные возможности DT-BRX10KA

Согласно технической документации, мобильный радар обеспечивает:

●     круговой обзор 360°;

●      обнаружение малоразмерных БПЛА на дальности до 5 км в стационарном режиме и до 4 км при движении - в зависимости от характеристик цели и условий наблюдения;

●      обнаружение целей с ЭПР 1 м² на дальности до 10 км;

●      сопровождение до 200 целей одновременно;

●      период обновления радиолокационной информации- не более 1 секунды;

●      работу при температуре от −40°C до +55°C;

●      степень защиты IP66.

Комплекс может использоваться совместно с поворотными тепловизионными и телевизионными камерами, обеспечивая автоматическое наведение на обнаруженные цели.

Особенности эксплуатации мобильного режима

Как и любая инженерная система, режим обнаружения во время движения имеет свои особенности.

Для обеспечения высокой точности координат мобильный режим использует совместную работу инерциальной навигационной системы и спутниковой навигации RTK/GPS. Поэтому при работе в движении требуется устойчивый прием навигационного сигнала.

Кроме того, производителем установлены эксплуатационные ограничения:

●      максимальная скорость автомобиля - 55 км/ч;

●      максимально допустимый крен платформы - ±10°.

При работе в движении дальность обнаружения малоразмерных БПЛА уменьшается с 5 до 4 км, а точность определения координат несколько снижается по сравнению со стационарным режимом. Это связано с необходимостью компенсации собственного движения платформы и является характерной особенностью мобильных радиолокационных систем.

Однако эти особенности не ограничивают применение комплекса. При ухудшении условий приема спутниковой навигации, воздействии средств радиоэлектронной борьбы, нарушающих работу навигационных сигналов, или необходимости длительного наблюдения автомобиль может быть остановлен.

После остановки автомобиля DT-BRX10KA может продолжить работу как стационарная трехкоординатная радиолокационная станция, сохраняя основные возможности по обнаружению и сопровождению целей.

Таким образом, DT-BRX10KA сочетает возможности мобильной и стационарной трехкоординатной радиолокационной станции. Во время движения комплекс использует данные INS и RTK/GNSS для учета перемещений и пространственной ориентации автомобиля, сохраняя географическую привязку обнаруженных целей. После остановки носителя радар может продолжать работу в стационарном режиме.

Мобильный режим расширяет возможности комплекса, но предъявляет дополнительные требования к условиям эксплуатации. При длительном нарушении спутниковой навигации точность координатной привязки может снижаться. В такой ситуации работа может быть продолжена с неподвижной позиции.

Именно сочетание двух режимов - мобильного и стационарного - делает DT-BRX10KA универсальным решением для сопровождения колонн, мобильных антидроновых комплексов, временных позиций и быстрого развертывания в районах проведения специальных операций.

Не переключайтесь!

В следующей статье мы подробно рассмотрим устройство инерциальной навигационной системы радара DT-BRX10KА, принцип совместной работы INS и радара, а также объясним, почему производитель использует MEMS-инерциальную систему совместно с RTK/GNSS.