Автоматический режим работы - режим, при котором работа оборудования системы осуществляется без непосредственного участия оператора. Автоматический режим, как и ручной, может иметь только ограниченное применение. В частности, он может иметь место на необслуживаемых системах, запрограммированных на решение определенных, конкретных задач.
Автоматизированный режим работы - режим, при котором автоматическое выполнение операций допускает вмешательство оператора с целью остановки решения конкретной задачи или изменения хода ее решения. Автоматизация базируется на использовании современных средств вычислительной техники и научных методов. Автоматизированный режим работы является наиболее предпочтительным для обслуживаемой системы РМ.
Поскольку решение некоторых задач связано с выполнением процедур, входящих в циклы решений других задач (как, например, измерение некоторых параметров в задачах идентификации). То оборудование должно позволять осуществлять прерывание решения конкретной задачи, чтобы выполнить другие, более неотложные, по мнению оператора действия. После их окончания программное обеспечение комплекса должно позволить вернуться к решению прерванной задачи с места, в котором произошло прерывание. Желательным качеством оборудования систем РМ является возможность параллельного решения задач. Наконец, отметим и такое требование, как работа системы в информационной сети. Только в этом случае можно говорить о качественном определении такого важного параметра, как местоположение источника радиоизлучения.
Таким образом, можно сформулировать, в качестве основных требований к рассматриваемой системе РМ, следующие параметры:
оборудование должно быть автоматизированным;
оборудование должно допускать возможность ручного управления;
режимы работы системы должны допускать одновременное решение нескольких задач, работу в информационной сети, обработку и документирование результатов работы.
Контроль параметров ИРИ непрерывно связан с процессом их измерения. Проконтролировать - значит измерить и сравнить с тем, что должно быть. Контролируемые параметры можно разделить на две группы:
общие параметры, характеризующие использование РЧС;
специальные параметры, определяющие качество передачи.
К общим параметрам относятся: несущая (или центральная) частота излучения, занимаемая ширина полосы частот излучения, уровень принимаемого сигнала (напряженность поля).
К специальным параметрам можно отнести параметры модуляции и скорость передачи информации. Обе группы параметров могут использоваться также для опознавания принимаемых сигналов.
Целью задачи опознавания радиосигналов и идентификации ИРИ является установление того факта, что в контролируемом радиоканале работает именно тот передатчик, который должен работать, и что параметры его излучений соответствуют тем параметрам, которые ему были назначены. Результатом решения задачи является выявление незаконных передатчиков и передатчиков, нарушающих регламент радиосвязи.
Операции, позволяющие установить, что частотный участок используется должным образом, включают следующие виды проверок:
идентификационный сигнал соответствует сигналу, назначенному передатчику этого частотного участка;
общие параметры информационных сигналов соответствуют параметрам, указанным в лицензии на передатчик;
класс сигнала соответствует классу, указанному в лицензии;
параметры модуляции соответствуют параметрам, предписанным передатчику данного радиоканала;
пеленг на радиопередатчик соответствует пеленгу передатчика, которому выделен контролируемый радиоканал (для стационарных передатчиков);
местоположение передатчика соответствует указанному в лицензии.
Специфическими операциями, которые может выполнять оборудование АСМИРИ в рассматриваемом режиме.
1) Выявление и анализ идентификационных сигналов.
2) Установление класса излучения и анализ (декодирование) информационных сигналов.
3) Пеленгация и определение местоположения ИРИ.
Соответственно радиотехническое оборудование должно обеспечивать оператору возможности опознавания сигналов на слух, на анализаторе спектра (АС) и с помощью специального оборудования для декодирования и анализа сигналов.
Функции многих декодеров можно объединить в одном программном продукте, позволяющем анализировать и декодировать большое число различных типов излучений при помощи цифровой обработки сигналов на выходе радиоприемного устройства.
Станция мониторинга должна иметь электронное оборудование, позволяющее измерять и записывать любые радиоизлучения и фиксировать передатчики, которые требуется опознать. Использование цифровых методов обработки обеспечило возможность разработки многоцелевой аппаратуры опознавания, способной демодулировать и декодировать большинство имеющихся сигналов и быть запрограммированной на обработку новых систем кодирования.
Для определения местоположения неизвестных ИРИ желательно иметь координатометрическую сеть из трех и более АСМИРИ, представляющую собой комплекс взаимосвязанных объектов, позволяющую определить местоположение ИРИ. Определение местоположения можно выполнять различными способами, например, используя разностно-дальномерный метод. Координатометрическая сеть может быть сетью радиопеленгационных станций или сетью станций, оснащенных направленными антеннами для определения направления на ИРИ. Для эффективной работы координатометрической сети все станции мониторинга должны быть обеспечены постоянной связью. Наиболее оптимальным является положение, когда оборудованием координатометрической сети можно дистанционно управлять с других станций мониторинга.
Как дополнительное средство опознавания может использоваться АС, обеспечивающий визуальное представление спектра излучения на рабочей частоте с возможностью как автоматического, так и полуавтоматического измерения параметров этого излучения. При визуальном анализе спектра оценивают его ширину, разрешающую способность по частоте и по уровню.
РЭС, входящие в АСМИРИ должны соответствовать функциональным задачам, решаемым системой. Сформулируем общие требования к составу аппаратуры постов АСМИРИ и их основным функциям.
Наличие, как минимум, двух РПрУ для одновременного (раздельного) решения задач контроля загрузки РЧС и измерений параметров принимаемых сигналов, а также для поиска и пеленгования ИРИ.
Использование высококачественных измерительных средств, для получения оценок параметров сигналов с требуемой точностью.
Наличие измерительных антенн и антенно-комутирующих устройств.
Управление аппаратуры поста, в том числе режимов и параметров РПрУ с помощью персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ), используемой одновременно как устройство отображения информации.
Наличие устройств запоминания информации и регистрации результатов измерений.
Возможность обмена информацией с другими постами и службами.
Таким образом, с учетом отмеченных выше общих требований, обобщенную структурную схему станции системы РМ можно представить в виде, изображенном на рисунке 1.2.
Станция состоит из антенного устройства (АУ), РПрУ, анализатора параметров принимаемого сигнала (АС), пеленгационного устройства (ПУ), устройства запоминания и обработки результатов (УЗО), телеметрического устройства (ТУ) и аппаратуры контроля (АК).
Рисунок 1.2 - Обобщенная структурная схема станции радиомониторинга
АУ предназначено для приема сигналов ИРИ. Она должна быть широкополосной, чтобы работать во всем рабочем диапазоне частот и обеспечивать пеленгование разведываемого ИРИ. Кроме того, антенны станции РМ должны иметь минимальные боковые лепестки и обеспечивать хорошую ЭМС с другими РЭС. В противном случае возможно ложное определение направления на пеленгуемый источник.
РПрУ станции системы РМ характеризуются следующими основными параметрами: перекрываемым диапазоном частот, временем перестройки, чувствительностью, точностью определения параметров принимаемых сигналов, разрешающей способностью, способом поиска разведываемого радиосигнала и вероятностью его обнаружения.
Наиболее важной технической характеристикой РПрУ является полный диапазон частот, в котором с его помощью осуществляется мониторинг радиосигналов. Желательно, чтобы одно РПрУ перекрывало весь рабочий диапазон частот.
АС служит для оценки параметров и опознавания образа разведываемого РЭС. С его помощью, например могут измеряться временные, спектральные и энергетические параметры принимаемых сигналов. Сравнение анализаторов между собой производится по количеству измеряемых параметров, диапазону измерений, точности и разрешающей способности.
ПУ определяет направление на ИРИ и его координаты. К ПУ предъявляются высокие требования по следующим параметрам: быстродействию, точности пеленгации, разрешающей способности по угловым координатам.
УЗО обеспечивает автоматическое запоминание параметров каждого из принимаемых сигналов: частоты, длительности, уровня и т.д. Опознавание образа производится оператором станции с помощью ПЭВМ. Параметры принимаемых сигналов могут запоминаться путем их записи на электронные носители информации или выводится на бумажные носители с помощью принтера.
ТУ используется для передачи полученной информации на пункты ее сбора и обработки.
АК обеспечивает автоматический или полуавтоматический контроль, за работой отдельных блоков станции. С ее помощью осуществляется управление станцией РМ в целом. Важной функцией аппаратуры контроля является выдача необходимых сигналов при отказе отдельных элементов станции.
1.4 Анализ методов радиомониторинга
Для решения основной задачи РМ - определения местоположения ИРИ, необходимо использовать систему из нескольких станций РМ, разнесенных в пространстве. АнС стационарных пеленгаторов располагаются, как правило, на крышах преобладающих по высоте зданий по окружности, охватывающей контролируемый район. Минимальное число пеленгаторов для определения местоположения ИРИ - два, однако при этом существуют зоны, где определение местоположения ИРИ невозможно, поэтому оптимальное количество пеленгаторов - не менее трех. В этом случае, для определения местоположения получается треугольник, и при известном качестве пеленгов можно рассчитать положение наиболее вероятной точки, которая принимается за оценку местоположения ИРИ. Такой метод определения местоположения ИРИ получил название триангуляционный.
Необходимо отметить, что для триангуляционного метода определения местоположения ИРИ не обязательно использовать только стационарные пеленгаторы. Пеленгаторы могут быть мобильными и перемещаться в пространстве, но при этом необходимо, чтобы законы их движения были бы известны и временные зависимости собственных мгновенных координат учитывались бы при обработке полученной информации.
Таким образом общая система местоопределения может включать в себя один пост РМ в центре города, на превалирующем по высоте здании, комплект необслуживаемых пеленгаторов по радиусу города, мобильные станции РМ (для поиска ИРИ, работы по области, республике и решения задач, связанных с выездом на место) и несколько удаленных постов с возможностью их удаленного управления из центра управления. Схема такой системы представлена на рисунке 1.3.
Центральный пост РМ - это полный комплект радиоаппаратуры (пеленгатор, обнаружитель и т.д.).
Рисунок 1.3-Структура общей системы местоопределения
Для крупных (или протяженных) городов необходимо иметь несколько станционных постов, которые могут работать как с операторами, так и в режиме удаленного управления по высокоскоростной линии связи и передачи данных через аппаратуру беспроводной сети, например Enternet.
Для ОВЧ-СВЧ диапазона в настоящее время в основном используется пеленгационный метод определения местоположения ИРИ.
К пеленгаторам предъявляются высокие требования по быстродействию (возможность измерения пеленга по максимально короткой реализации сигнала), по точности пеленгования и по разрешающей способности.
При реальном использовании пеленгаторов на точность пеленгования влияет большое количество различных факторов:
аппаратурная погрешность;
воздействие "когерентных помех";
влияние подстилающей поверхности;
воздействие сосредоточенных помех (помех "в совмещенном канале");
влияние модуляции сигнала;
влияние временных изменений характеристик канала связи.
Аппаратурная (инструментальная) ошибка - ошибка отсчета пеленга в идеальных условиях (при отсутствии переотражений, влияния подстилающей поверхности, помех, искажений поляризации и т.д.), определяется во всем заданном диапазоне частот.
Когерентная помеха - уровень переотраженных сигналов определяемый каналом распространения радиоволн, при этом наибольшее влияние оказывает ближайшее окружение пеленгатора.
Влияние подстилающей поверхности на характеристики пеленгатора такое же, как и в предыдущем случае, однако это влияние можно уменьшить, выполняя определенные требования по установке антенн.