Концепция построения и этапы совершенствования объединенной системы распределения тактической информации JTIDS

Адресные группы частот ассоциированы с кодом идентификации сети. Поэтому задание последнего в составе ключевых переменных автоматически обеспечивает выбор адресной группы частот. Код идентификации сети также определяет частоту передачи синхросигналов.

В радиостанциях JTIDS предусмотрено автоматическое отключение пораженных помехами частотных каналов.

На практике установка начала сетевой шкалы времени в единой шкале реализуется введением в каждую радиостанцию сети вручную (программатором) или по синхросигналу управляющей станции, задающему время запуска специальной кодовой информации, получившей название «время дня» (TOD -- Time of day). Информация о TOD состоит из стартовой кодовой комбинации генератора кадровой ПСП и соответствующего гринвичского времени. [1,4]

За каждой сетью закрепляется на сутки или несколько суток определенное правило формирования псевдослучайных чисел -- код дня, именуемый «слово дня»(WOD--Word of day). Информация о WOD вводится в радиостанцию до инициализации сети.[1,4]

8.Навигационное обеспечение системы

ШШС JTIDS становятся незаменимыми для определения местоположения, путем определения относительного расстояния. В основе чего лежит принцип измерения расстояния с помощью измерения задержки распространения импульсного сигнала. Точность измерения расстояния в системе напрямую зависит от ширины полосы сигнала. На практике в JTIDS применяется кодированная по специальному алгоритму последовательность навигационного ШШС JTIDS. Принятая последовательность навигационного ШПС сопоставляется с его локальной копией, и результаты такого сопоставления позволяют произвести достаточно точное измерение расстояния, а это в свою очередь, позволяет определить относительное местоположение.

Отметим, что в системе принят метод относительной навигации, позволяющий при определенных условиях обходиться без высокоточной геодезической привязки в процессе вычислений на абонентских станциях. Это достигается за счет использования географической сетки.

В подсистеме навигационного обеспечения системы JTIDS принят целый ряд концепций, основной из которых является концепция «республиканского типа», основанная на использовании управляющей навигационной станции и специальной географической «сетки», в которой каждый из абонентов производит свои собственные навигационные расчеты.[1]

Наряду с концепцией «республиканского» типа в системе могут быть реализованы и другие концепции:

типа Оракул -- в этом случае все пользователи определяют свое местоположение и получают необходимую навигационную информацию по данным внешнего источника (например радионавигационных систем NAVSTAR, Gallileo и т. п.). Поэтому по мере развертывания СРНС NAVSTAR ее навигационные средства были поступательно интегрированы в подсистему навигационного обеспечения системы JTIDS;

концепция «авторитарного» типа -- в этом случае навигационная управляющая станция системы по данным собственных измерений или по принятым данным от других станций определяет местоположение всех станций в системе и эту информацию передает пользователям по радиолинии. Несмотря на желательность принятия такой концепции для командования, которое в этом случае будет иметь возможность оперативно и централизованно контролировать тактическую ситуацию, оперативно принимать решения в соответствии с изменяющейся обстановкой, концепция уязвима с точки зрения живучести системы в целом. Вместе с тем «авторитарный» вариант навигационного обеспечения, видимо, будет реализован при наведении беспилотных ЛА, систем высокоточного базирования с дистанционным управлением и наведением на цель;

концепция «демократического» типа -- это вариант «республиканской» организации навигационного обеспечения без управляющих и опорных станций (вывод из строя которых приводит к прогрессирующему снижению точности навигационного обеспечения и к последующей дезорганизации системы). Такая концепция является наиболее предпочтительной с точки зрения живучести системы, и задача ее практической реализации получила к настоящему времени реализацию.[1]

В общем случае в навигационной сетке радиостанций принята определенная иерархия, в которой за некоторыми радиостанциями закрепляются на определенное время те или иные функции. На вершине этой иерархии находится управляющая навигационная станция, обеспечивающая формирование и ориентацию сетки на местности. Другим важным элементом является станция управления временной шкалой, обеспечивающая информацию для синхронизации абонентских шкал времени. Управляющие навигационные станции могут быть как стационарными, так и мобильными. Сеть мобильных управляющих навигационных станций является более предпочтительной ввиду обеспечения большей мобильности и устойчивости всей системы радиосвязи, хотя и обеспечивает меньшую стабильность сетки, чем сеть стационарных станций. На практике применяется смешанная сеть управляющих навигационных станций.

В сетке также предусматриваются и такие элементы, как опорные геодезические точки, обеспечивающие формирование высокоточной геодезической информации и распространение ее в системе ассоциированными радиостанциями. В качестве опорных геодезических используются станции, геодезические координаты которых известны с точностью не хуже 1,5 м. Управляющие и опорные станции, а также сравнительно небольшая группа базовых станций (основные пользователи) осуществляют временную синхронизацию в активном режиме, что является их отличительным признаком. Эти станции предоставляют высокоточную навигационную информацию остальным пользователям в системе с пассивным режимом временной синхронизации и тем самым позволяют определить живучесть системы в боевых условиях.

Для осуществления относительной навигации в геодезической сетке радиосети необходимы источники географической информации. Географическая информация, применяемая в системе JTIDS, делится на три вида:

геодезические постоянные -- используются, когда текущие широта и долгота объекта навигации известны по информации, получаемой от некоторого бортового источника, например, при приеме информации от СРНС NAVSTAR;

относительные геодезические координаты -- используются, когда известны географические координаты произвольной точки в сетке,

результаты измерения времени приема сигналов -- используются, когда известны достаточно точные координаты приемопередатчика, работающего в режиме МДВР.

Принцип построения подсистемы навигационного обеспечения системы JTIDS определяет, что все ее пользователи независимо от своего статуса определяют свое местоположение в сетке, геодезические координаты и относительный азимут.

Архитектура системы навигационного обеспечения системы JTIDS основана на применении специального протокола обмена навигационной информацией, предписывающего определенным станциям специфические функции.

Каждое Р-сообщение содержит специальные блоки, отведенные для передачи информации о точности передаваемого времени, геодезических координатах, относительного местоположения в сетке и относительного азимута. Эти блоки необходимы пользователям для селекции Р-сообщений с более точной (по сравнению с собственной оценкой) информацией. Информация о местоположении радиостанции передается в Р-сообщении с использованием двух систем координат. Первая система координат представляет собой обычную геодезическую систему координат. Соответствующая информация передается в основном теле Р-сообщения. Наряду с основной системой координат используется относительная система координат на плоскости. Информация о координатах в относительной системе координат передается градациями в 1/512-1800 м.[1]

Для привязки своего местоположения к сетке пользователь должен получить информацию об ее начале координат. Эта информация в косвенной форме присутствует в Р-сообщениях.

Инициализацию процесса относительной навигации осуществляет одна из управляющих навигационных станций, на которой координаты некоторого объекта на местности выбираются в качестве начала координат сетки. Управляющая станция затем вычисляет свое местоположение относительно выбранного начала координат сетки и передает в отведенных ей СВИ информацию о своем местоположении в сетке, а также свои географические координаты. Любой пользователь принимает эту информацию непосредственно от управляющей станции и/или от станций, уже работающих в данной сетке, и определяет дальность до соответствующей станции. Затем пользователь вычисляет местоположение начала координат сетки по полученной информации о географических координатах и местоположении в сетке станций, уже работающих в сетке, и определяет свое местоположение в сетке. По координатам управляющей станции и по своим собственным координатам в сетке пользователь может рассчитать прогнозируемое расстояние между ними, а затем сравнить его с результатами измерения дальности в режиме активной синхронизации. Такая процедура позволяет определить погрешность своего местоопределения в сетке. Последовательное ее осуществление позволяет пользователю «войти в синхронизм» с географической сеткой.[1]

9. Организация сетей на базе радиостанций системы JTIDS и применения принципов кодового разделения и ППРЧ

В системе JTIDS коренным образом изменена структура организации радиосетей. Обмен информацией в системе организован с помощью общего для всех пользователей информационного банка. Для этого реализован многостанционный доступ пользователей к информационному банку на основе информации, циркулирующей в сети, организованной по принципу МДВР, причем приемнику информации предоставляется возможность выбора информации к которой он имеет доступ в соответствии с занимаемым приоритетом (рангом), установленным для каждого абонента данной сети, что позволяет своевременно уточнять и корректировать сведения об обстановке, повышая, таким образом, надежность и достоверность полученных данных. [4]

Для обеспечения многосетевой работы предусмотрено запоминание в каждой радиостанции временных сдвигов внешних сетевых шкал относительно собственной сетевой шкалы времени, а также ключевых переменных, характерных для данной сети. При переходе радиостанции из одной сети в другую оператор вводит соответствующий временной сдвиг в память процессора, который рассчитывает текущие фазы ПСП на момент прихода очередного управляющего сообщения. Переход из сети в сеть возможен только в начале каждого цикла после приема и правильной интерпретации управляющего сообщения от опорной радиостанции соответствующей сети. Временная ортогонализация передач при многосетевой работе обеспечивается как хорошими корреляционными свойствами сигналов, так и за счет того, что выход на передачу каждой, радиостанции допускается только в «своей» сети. При переходе в другие сети радиостанции работают только на прием.

Различают основную и вспомогательные сети. В основной сети обмен информацией ведут лишь абоненты, выполняющие боевые задачи. Остальные абоненты объединяются в сети по месту в системе боевого управления, по географическому и другим признакам.

Физически для реализации сетевой работы предусмотрено формирование сетевых шкал времени, привязанных к единой (гринвичской) шкале времени. Сетевая шкала времени имеет периодический дискретный характер с шагом 1/128 с (7,8125 мс) и, по существу, задает нумерацию СВИ в единой шкале времени в пределах сверхцикла [1](19). Материальным носителем единого времени является рубидиевый стандарт времени, а материальным носителем сетевого времени -- комбинированная ПСП, имеющая кадровую, цикловую и сверхцикловую компоненты, соответствующих типам временной синхронизации. В качестве кадровой компоненты используется 128-элементная ПСП с длительностью элемента 1/128 с. Цикловая компонента предположительно формируется счетчиком секундных меток, принудительно обнуляемым каждые 12 с. В качестве сверхцикловой компоненты можно использовать 64-элементную ПСП с длительностью элемента 12 с. Нумерация СВИ в сверхцикле задается текущим состоянием генераторов ПСП и счетчика. Начало СВИ привязывается к моменту установки соответствующей фазы комбинированной ПСП.

Применение различных ПСП дает возможность большому числу абонентов сети работать в одной полосе частот, установленной по определенному правилу в пределах этой сети. Такой способ разделения информационных потоков положен в основу кодового разделения сетей, организованных на основе объединенной системы распределения информации JTIDS. Спектр каждого абонентского сигнала сформирован с помощью индивидуального кода (индивидуальной вырабатываемой ПСП), что и обеспечивает одновременный доступ к одному частотному каналу (3 МГц) сети большого числа пользователей, равного количеству различных индивидуальных ПСП установленных в сети. Все абоненты, закрепленные за каналом сети по определенному принципу (принципы предоставления каналов указывались выше), могут одновременно вести обмен в общей полосе частот, поскольку каждый применяет свой уникальный абонентский код (ПСП). Характерно, что та же полоса частот может использоваться повторно в других сетях объединенной системы. Переход пользователя в другую (гостевую) радиосеть основывается на изменении в определенном порядке одной из ключевых переменных. Такая возможность оперативной смены гостевой сети обеспечивается наличием во всех радиостанциях стандарта JTIDS заранее подготовленных «признаков» каждой из доступного набора сетей системы. Кодовое разделение сетей оказалось первой технологией позволяющей осуществить «мягкий» переход абонента из сети в сеть. Это объясняется тем, что кадр (СВИ), выделяемый в интересах абонента сети, содержит данные только лишь одного этого пользователя, а центральная (управляющая) станция сети может выбрать этот абонентский СВИ по требованию последнего и переадресовать его по мере перехода абонента в гостевую сеть. Технология гибридного РС, используемого в сетях, основанных на базе JTIDS, в принципе не требует какого-либо частотного планирования.

Установление нескольких сетей основано на изменении любой из ключевых переменных, ее какой-либо характеристики. Причем, это является важной задачей автоматизации процесса ввода ключевой информации и расписания использования частот, который применяется в системах поколения JTIDS. Расписание частот и ключи генерируются на дивизионном уровне при помощи устройства администрирования ключевой информации и назначения частот (УАКИН)[4,5]и передаются во все сети соединений. Сгенерированные этим устройством данные вводятся в программаторы, которые передаются в полки. Здесь устройства копирования расписания назначения частот и ключей копируют данные полученного из дивизии программатора в свои программаторы, предназначенные для программирования самих приемопередатчиков станций. Ввод ключей и расписания использования частот в радиостанцию осуществляется путем кратковременного включения оператором обслуживающим станцию программатора в специальное гнездо на передней панели или по радиоканалу. В результате имеется возможность осуществить скрытное, помехозащищенное и безошибочное программирование всех радиостанций, работающих в пределах данной сети. Это достигается переводом всех радиостанций в режим приема ключевых переменных от управляющей станции сети. Таким образом, ключевые переменные необходимые для корректной работы радиостанций в тактической сети, могут быть переданы любой запросившей их станции, функционирующей в пределах данной ключевой сети или же станции, пытающейся санкционировано получить доступ для обмена информацией в данной «гостевой» для нее радиосети.

Для управления скачкообразным изменением частоты базовых радиоимпульсов (6,4 мкс) предусмотрен генератор псевдослучайных чисел, задающий номер одной из 51 частот, закрепленных за системой JTIDS в диапазоне 960...1215 МГц. Запуск генератора осуществляется в начале СВИ с поправкой на джиттер. В качестве начальной загрузки используется кодовая комбинация, задающая номер соответствующего СВИ. [4]

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5