Проблема передачі інформації на підводні човни

Ю.М. Кононов віце-адмірал, Ю.Г. Щорс доктор фізико-математичних наук, лауреат Державної премії

Підводні човни, будучи основною ударною силою ВМФ, володіють унікальною властивістю перебувати на великих глибинах занурення в різних районах Світового океану. Ефективність їх дій залежить від можливостей і ефективності функціонування зв'язку. До каналах зв'язку з ПЛ пред'являють особливі вимоги, які необхідно враховувати в процесі управління.

На побутовому рівні вимоги споживачів до зв'язку нечисленні і прості - це мале час очікування подання зв'язку з моменту виникнення потреби в ній і висока якість зв'язку в процесі її здійснення. Але численність і складність науково-технічних проблем реалізації цих вимог і додаткових специфічних вимог відомі тільки фахівцям в області досліджень і розробки техніки зв'язку. До цих особливостей слід віднести численність абонентів і їх просторове розміщення, дальності зв'язку, аж до глобальних, залежність якості зв'язку від стану іоносфери, атмосфери, траси розповсюдження, атмосферні, промислові та навмисні перешкоди каналах зв'язку, скритність переданої інформації абонентів та осіб, намагаються добути цю інформацію, захист від трансформацій і спотворень, що призводять до втрати частини інформації, що передається і багато іншого. Додаткові труднощі виникають при необхідності здійснення зв'язку з рухомими об'єктами і знаходженні об'єктів в різних середовищах. Якщо об'єднати всі ці складнощі і вимоги воєдино, це і буде, в першому наближенні, комплекс вимог військового управління до зв'язку. Можна уявити собі складність системи зв'язку, яка забезпечує управління санкціонованим застосуванням ракетно-ядерної зброї морського базування при знаходженні підводних човнів у будь-якій точці Світового океану, в тому числі під арктичними кригою.

До теперішнього часу в природі відсутній єдиний універсальний фізичне поле, забезпечує рішення всіх перерахованих, часом суперечливих вимог. Тому зв'язок з підводними човнами забезпечується з використанням принципів комплексного використання каналів різної фізичної природи. З цією метою в ВМФ створена потужна система передавальних і приймальних центрів для передачі і прийому сигналів у різних діапазонах частот - від наднизьких частот (СНЧ) до ДЦВ-і СМ-діапазонів хвиль. В даний час ця система зв'язку успішно функціонує, однак її подальший розвиток і вдосконалення наближається до граничних енергетичними можливостями.

Враховуючи зазначені вище особливості та сучасні вимоги до управління зв'язку поняття зв `язку має бути замінене поняттям передачі інформації. Проблема передачі інформації повинна охоплювати весь комплекс організаційно-технічних проблем при просторовому переміщенні команд, сигналів і повідомлень від подавця до одержувача.

Система передачі інформації при управлінні силами і застосуванні зброї ВМФ, задовольняючи вимогам короткочасності, достовірності і скритності переданих повідомлень, повинна володіти високою готовністю до виконання функціональних завдань, мати просторовий охоплення згідно з оперативними радіусом дії сил, володіти заданої стійкістю, що включає живучість, перешкодозахищеність і технічну надійність всіх засобів і пристроїв. Крім того, ці системи, що забезпечують передачу інформації на підводний човен, повинні мати здатність приймати інформацію на глибині в товщі морської води з мінімальними обмеженнями маневрування підводного човна по глибині, курсу і швидкості.

Основним властивістю підводного човна є її скритність, тобто здатність виконати свої бойові функції без виявлення протиборчої стороною при знаходженні на великих глибинах занурення. В даний час зв'язок з підводними човнами на глибині вирішена лише частково, і в науково-дослідних роботах фундаментальної та пошукової науки продовжується вишукування нових нетрадиційних шляхів вирішення зазначеної проблеми зв'язку.

Виконані дослідження показали, що поряд з можливостями покращення тактико-технічних характеристик існуючих ліній зв'язку, заснованих на оптимізації фізичних параметрів каналів зв'язку та основних засобів передачі і прийому сигналів, в даний час важливого значення набувають нові фізичні носії сигналів (електромагнітні хвилі в діапазоні дуже низьких частот, оптичне випромінювання, гідроакустики, сейсміки, проникаюче випромінювання - нейтрино, гравітаційні хвилі).

За нетрадиційним засобам зв'язку самостійний інтерес представляє проблема малогабаритних резонансних передавальних антен з динамічно змінними параметрами (наприклад, синхронно з шумопеленгаторнимі станціями - ШПС), у тому числі виготовлених з високотемпературних надпровідників.

При вирішенні проблеми прийому на глибині необхідне створення прийомних антенних пристроїв, віддалених від шумового поля підводного човна, як буксирувані, так і автономних (в т.ч. саморушних) носіїв антен, а також прийомних антен, що забезпечують прийом сигналів на глибині в високочастотному діапазоні хвиль (від КБ до ДЦВ).

В цілому при сучасному рівні розвитку науки і техніки виникла реальна можливість реалізації високих тактико-технічних характеристик ліній зв'язку з підводними човнами не за рахунок збільшення потужностей передавальних засобів (як це було раніше), а за рахунок використання сучасних методів передачі та обробки сигналів. При цьому обробка сигналів є спільною проблемою для будь-якого каналу зв'язку. При вирішенні цієї проблеми основну увагу слід приділити спектрально-просторової обробки сигналів, використання адаптивних методів, придушення перешкод, зосереджених за спектром або часу, компенсації індустріальних перешкод, застосуванню градіентометріческіх методів прийому, а при вторинної обробки інформації - розробці проблемних питань кодування з використанням методів розпізнавання образів та елементів штучного інтелекту.

Одним з проблемних напрямків фундаментальної науки є розробка методів адаптації, надійності, електромагнітної сумісності (ЕМС) і завадостійкості на ПЛ за допомогою інформації, яка збирається розподіленими діагностичними системами, створення на їх основі систем, що включають експертні рішення і технічний інтелект. Сучасний корабель має десяток різних електронних систем, що працюють в активному режимі в інтересах отримання та обробки різної інформації. Природно, що тут проявляється взаємне "Заважає" вплив працюючих систем в обмеженому просторі корабля. Тому проблема ЕМС залишається ще однією з величезних труднощів у процесі обміну інформацією між керівниками і взаємодіючими об'єктами.

При вирішенні проблеми створення технічних засобів обробки основну увагу слід приділити цифровій техніці, яка використовує сигнальні мікропроцесори, оптико-акустоелектронние процесори для кореляційного спектрального аналізу сигналів, ПЗЗ-структури, луна-процесори, спінові луна, а також голографічні методи обробки просторової інформації, перетвореної в просторову форму.

Особливо слід зупинитися на проблемі розробки і створення нової елементної бази сучасної інформаційної техніки. Основна тенденція розвитку цієї техніки на період 1990-2000рр. полягає в злитті електроніки, оптики і акустики, промислове виготовлення на їх основі гібридних оптико-електронних, оптико-акустичних мікроелектронних приладів, створення повністю оптичної ЕОМ, волоконно-оптичних датчиків різних фізичних параметрів.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.navy.ru/