Охранные системы быстрого реагирования

Станислав Звежинский, кандидат технических наук

(Продолжение. Начало см. в № 2)

Быстроразвертываемые разведывательно-сигнализационные охранные системы (ОС) в зависимости от области применения можно условно разделить на две группы — «военные» и «гражданские».

Основная задача первых — скрытная инженерно-техническая разведка на неконтролируемой территории (в том числе, при военных действиях), в зоне вероятного передвижения противника (тропы, дороги, ложбины). Такие ОС предназначены в основном для скрытного обнаружения, счета, классификации и определения направления передвижения живой силы и самодвижущейся техники, передачи по радиоканалу данных на пульты управления и индикации (ПУИ), которые могут быть удалены на десятки километров. Средства обнаружения (СО) и ретрансляторы систем могут комплектоваться устройствами самоуничтожения, срабатывающими, например, при попытке демонтажа или разряде источника питания. Установка СО в некоторых системах может осуществляться вертолетами с воздуха либо с помощью артиллерии.

Основные задачи, решаемые «гражданскими» ОС, — скрытное обнаружение нарушителей в местах, где стационарная ОС по каким-либо причинам не установлена, либо усиление охраны периметра в отдельных зонах. Они обнаруживают вторжение людей и транспорта, передают и отображают сигнал тревоги на расстоянии до 1 км. Развертывание систем осуществляется вручную. Различное назначение обусловливает различную структуру, состав, характеристики, стоимость «военных» и «гражданских» систем и соответствующих СО, хотя не исключается их «перекрестное» применение.

Умная начинка разведывательных систем

Пожалуй, единственная отечественная «военная» ОС 1К119, являющаяся модернизированным вариантом системы 1К40, в настоящее время находится на вооружении МО. В ее состав входят быстроразвертываемые сейсмические СО, ретрансляторы и ПУИ. На коммерческом рынке система, естественно, недоступна, и вряд ли, даже в «несекретном» будущем, может представлять интерес ввиду того, что ее ТТХ (особенно энергопотребление, массогабариты, стоимость) существенно уступают зарубежным аналогам; кроме того, в ней используется диапазон частот, запрещенный для «гражданки». Другие системы, разрабатывающиеся в свое время в Минатоме (СНПО «Элерон»), МВД, МО и прочих ведомствах, по причинам в основном экономического характера не дошли до серийного производства. Поэтому нижеследующий обзор «военных» разведывательно-сигнализационных систем основан на зарубежных данных.

В состав такой системы входят СО (преимущественно точечные), переносные ПУИ, ретрансляторы, базовый ПУИ.

СО состоит из четырех функциональных частей:

чувствительный элемент (ЧЭ) или преобразователь регистрируемой физической величины в электрический сигнал;
блок обработки сигналов на основе микропроцессора, осуществляющий селекцию полезных сигналов от помех;
передатчик-кодировщик, нагруженный на антенну, передающий информацию о состоянии СО (тревога, неисправность, разряд питания, периодический контроль) на удаленный монитор или ретранслятор;
источник автономного электропитания (батарея, аккумулятор).

Последние три части конструктивно объединяются в единый модуль передатчика-кодировщика, который заглубляется на 5–10 см или присыпается грунтом с выносом вверх штыревой антенны (четвертьволновой вибратор). ЧЭ, как правило, выносится (с помощью кабеля) на расстояние не менее 0,5 м от модуля и заглубляется в грунт на глубину до 30 см, чтобы избежать помехового влияния подстилающей растительности. ИК-ЧЭ устанавливается на штативе или на дереве и камуфлируется под ландшафт.

Мощность излучения передатчиков колеблется от 0,5 до 2 Вт, что обеспечивает связь на расстоянии от 500 м (в наихудших условиях) до 20 км. Общими параметрами зарубежных ОС являются: диапазон несущих частот — 138–153 МГц с разделением каналов 25 кГц; длительность посылки — 25 мс; количество идентификационных номеров в канале — 64; скорость посылки данных — 1200 бит/с. Радиопосылка обязательно содержит информацию об индивидуальном номере СО и/или группы средств, типе сообщения (тревога, контроль, разряд питания), времени и дате.

Автономный источник питания (напряжением 9 или 12 В) обеспечивает работу СО в течение 30–90 дней с учетом не менее 100 радиопосылок в день, когда отбираемый ток возрастает приблизительно на два порядка с обычных единиц миллиампер. В силу кратковременности посылки это лишь в среднем на 20–30% увеличивает энергопотребление. Ретрансляторы увеличивают дальность действия радиоканала, и в военных комплексах их комплектация обязательна. Переносной ПУИ с ЖК-монитором (как правило, одноканальный) воспринимает и визуализирует радиопосылки. Информация может автоматически пересылаться на базовый ПУИ (многоканальный), выполненный в современных системах на базе персонального компьютера, обеспечивая возможность спутниковой связи и привязки к местности с помощью GPS.

Ложная тревога или реальная цель?

В наборе средств обнаружения, входящих в состав представленных систем, сейсмическое, как правило, является базовым, поскольку полностью маскируется (кроме, естественно, антенны высотой примерно 50 см), обеспечивая большую дальность обнаружения целей и их классификацию (человек — колесный — гусеничный транспорт). Тем не менее, на болотистых грунтах и сыпучих песках сейсмическое средство практически неработоспособно.

Акустическое СО (максимальная обнаружительная способность) ввиду неудовлетворительной помехоустойчивости самостоятельно не используется, но для увеличения достоверности обнаружения радиопосылка может включать реализацию акустического сигнала (REMBASS). ИК-пассивное СО определяет направление перемещения целей по последовательному появлению в двойном угле зрения (2–3°), его ЧЭ построен на основе сдвоенного дифференциального пироэлектрика. Средство неработоспособно при растительности в поле зрения, а также в сильный туман или снегопад, при сильном дожде его дальность обнаружения уменьшается. Магнитометрическое СО, несмотря на то, что существенно уступает в обнаружительной способности другим средствам, включается в состав ОС, поскольку:

его обнаружительная способность не зависит от климатогеологических условий;
оно обладает самой высокой наработкой на ложную тревогу вследствие узкого класса значимых помех (в основном грозы), выдает минимум ложных радиопосылок;
обнаружение по наличию ферромагнитного металла обеспечивает отстройку от главного помехового фактора быстроразвертываемых СО — диких животных;
оно достоверно определяет направление перемещения нарушителя, используя принцип монотонного вращения вектора наведенного магнитного поля.

Другие средства обнаружения реже включаются в состав разведывательно-сигнализационных систем по тактическим ограничениям. Например, для радиотехнических — это отсутствие радиомаскировки, для проводнообрывных (или обрывных) — это низкие основные ТТХ. Лазерное лучевое СО, например типа Skorpion (Protect Armored Products), обладающее дальностью обнаружения до 500 м и работающее от 9-вольтовой батарейки 60 суток, требует «чистого» поля зрения, проводной линии связи.

В табл. 1 представлены основные ТТХ зарубежных разведывательно-сигнализационных ОС военного применения: MIDS, TRSS, REMBASS (США) и CLASSIC (Великобритания), по двум последним (наиболее распространенным) дана ретроспектива, прослеживающая их развитие. Все охранные системы имеют специфичные особенности, позволяющие, несмотря на конкуренцию, занимать свою нишу на рынке.

Таблица 1. ТТХ разведывательно-сигнализационных охранных систем НАТО

Плюсы и минусы зарубежных «военных» ОС

Система TRSS предназначена в основном для временной охраны дальних подступов к военно-морским объектам. Передача сигнала может происходить в двух диапазонах частот — 138–153 и 311–313 МГц. Имеет в своем составе переносные ПУИ с ЖК-дисплеем, а также базовый ПУИ на основе компьютера, который может располагаться на автомобиле. На дисплее базового ПУИ отображается карта местности, на которую позиционируются СО. В количестве от 2 до 5 они располагаются вдоль каждого вероятного направления передвижения.

MIDS представляет, по сути, упрощенную TRSS (и встраиваемую в нее) систему, где упор делается на минимизации массогабаритных характеристик, энергопотребления, стоимости (СО — не более 550 у.е., ретранслятора — 1200 у.е., переносного одноканального ПУИ — 900 у.е., переносного многоканального ПУИ с компьютерным интерфейсом — 4000 у.е.). Дальность действия радиоканала меньше, нет отдельных радиотрансляторов (любое СО может быть таковым), мониторинг осуществляется оператором непрерывно вручную. В состав ОС входит ИК-активное СО (дальность — 30 м, продолжительность работы — до 20 дней), обрывное СО (250 м). Каждые 10 минут осуществляется контроль работоспособности СО и «незаглушенности» радиоканала. Радиоканал обслуживает до 1000 СО, один ретранслятор способен воспринимать и передавать сигналы с 60 СО.

Характерной особенностью CLASSIC-2000 являются: возможность связи переносного одноканального ПУИ с базовым многоканальным ПУИ и другими устройствами (пейджеры, телефоны) посредством GSM-модуля; трансляционный режим работы любого СО, подключенного к переносному ПУИ (передача информации базовому ПУИ на другой несущий); использование пьезокабеля (длиной до 500 м) в качестве быстроразвертываемого ЧЭ сейсмического СО. Радиопосылка длительностью 0,33 с содержит не менее 512 бит информации о номере СО, дате, времени, виде сообщения (тест, тревога, неисправность, разряд питания, контроль), признаке тревоги (классификация, направление). Тестовый сигнал инициируется средством при отсутствии других сигналов один раз в течение 1–24 часа, причем время между последовательными посылками изменяется квазислучайным образом, чтобы затруднить шумоподавление.

Система REMBASS (США) модернизируется на протяжении более 30 лет и является на сегодняшний день наиболее совершенным и концептуально законченным изделием. Сейчас заканчиваются испытания ее четвертой модификации (REMBASS-2), в то время как предыдущая версия (IREMBASS) в 2002 году была признана в США одним из самых эффективных военных продуктов hi-tech, предназначенных для обеспечения безопасности и борьбы с терроризмом (USA 2002 Grace Hopper Government Technology Leadership Award). СО запитываются от литиевых (12 В) либо от АА-щелочных или никель-кадмиевых батареек. В последней версии системы анонсируются уникальные возможности ОС: управляемые СО (режим обмена информацией); метеорологический датчик; обнаружение и классификация самолетов/вертолетов; получение «образа» нарушителя и траектории движения техники; связь через спутник; мультиканальные ретрансляторы.

Прослеживаются следующие тенденции развития зарубежных «военных» ОС:

использование однотипных радиоканалов с целью интеграции различных СО;
применение специализированных микромощных микропроцессоров;
микроминиатюризация СО благодаря применению интегральных преобразователей, более энергоемких источников питания;
расширение пользовательского интерфейса (GSM, GPS, космическая связь).

С развитием данного класса техники, несмотря на существенное уменьшение массогабаритов и потребляемой мощности, основные ТТХ СО (достигнутые в начале 80-х годов) не изменились. Это обусловлено физическими ограничениями процесса пассивного обнаружения на фоне шума ввиду резкого убывания полезного сигнала с увеличением расстояния до нарушителя. В табл. 2 показаны ТТХ основных средств обнаружения в составе «военных» охранных систем.

Таблица 2. ТТХ сигнализационно-разведывательных СО в составе охранных систем

(Окончание в следующем номере)

наверх