Геофизический МАСИНТ
| Управление интеллектуальным циклом |
|---|
| Управление сбором разведывательной информации |
| МАСИНТ |
Геофизический MASINT — это раздел измерительной и сигнатурной разведки (MASINT), который включает в себя явления, передаваемые через землю (землю, воду, атмосферу) и искусственные структуры, включая излучаемые или отраженные звуки, волны давления, вибрации, а также возмущения магнитного поля или ионосферы. [1]
По данным Министерства обороны США , MASINT имеет технически полученные разведывательные данные (за исключением традиционных изображений IMINT и сигнальной разведки SIGINT ), которые – при сборе, обработке и анализе специальными системами MASINT – приводят к получению разведывательных данных, которые обнаруживают, отслеживают, идентифицируют или описывают сигнатуры (отличительные характеристики) фиксированных или динамических целевых источников. MASINT был признан официальной дисциплиной разведки в 1986 году. [2] Другой способ описать MASINT — это «небуквальная» дисциплина. Он питается непреднамеренными побочными продуктами излучения цели, «следами» — спектральными, химическими или радиочастотными, которые объект оставляет после себя. Эти следы образуют отдельные сигнатуры, которые можно использовать в качестве надежных дискриминаторов для характеристики конкретных событий или выявления скрытых целей». [3]
Как и во многих отраслях MASINT, конкретные методы могут пересекаться с шестью основными концептуальными дисциплинами MASINT, определенными Центром исследований и исследований MASINT, который делит MASINT на электрооптические, ядерные, геофизические, радиолокационные, материалы и радиочастотные дисциплины. [4]
Военные требования [ править ]
Геофизические датчики имеют долгую историю применения в обычных военных и коммерческих целях: от прогнозирования погоды для мореплавания до поиска рыбы для коммерческого рыболовства и проверки запрета ядерных испытаний. Однако новые проблемы продолжают возникать.
Для вооруженных сил стран первого мира, противостоящих другим обычным вооруженным силам, существует предположение, что, если цель может быть обнаружена, она может быть уничтожена. В результате сокрытие и обман приобрели новую важность. Много внимания привлекли малозаметные самолеты-невидимки, а новые конструкции надводных кораблей имеют пониженную заметность. Работа в запутанной прибрежной среде приводит к появлению большого количества скрытых помех.
Конечно, подводники считают, что они изобрели низкую заметность, а другие просто учатся у них. Они знают, что, находясь глубоко или, по крайней мере, в сверхтихом месте и прячась среди природных объектов, их очень трудно обнаружить.
Два семейства военных приложений, среди многих, представляют собой новые проблемы, для решения которых можно опробовать геофизический MASINT. Также см. Необслуживаемые датчики грунта .
Глубоко погребенные сооружения [ править ]
Один из самых простых способов защитить оружие массового уничтожения, командные пункты и другие важные структуры для стран — это глубоко закопать их, возможно, путем расширения естественных пещер или заброшенных шахт. Глубокое захоронение — это не только средство защиты от физического нападения, поскольку даже без применения ядерного оружия существуют глубоко проникающие высокоточные бомбы, способные атаковать их. Глубокое захоронение с соответствующей маскировкой во время строительства — это способ избежать того, чтобы противник знал местоположение заглубленного объекта настолько хорошо, чтобы направить против него высокоточное оружие.
Поэтому поиск глубоко заглубленных сооружений является важнейшей военной задачей. [5] Обычным первым шагом в обнаружении глубокой структуры является IMINT, особенно использование гиперспектральных датчиков IMINT, чтобы помочь устранить сокрытие. «Гиперспектральные изображения могут помочь выявить информацию, которую невозможно получить с помощью других форм визуального интеллекта, например, содержание влаги в почве. Эти данные также могут помочь отличить камуфляжную сетку от естественной листвы». Тем не менее, объект, вырытый под оживленным городом, во время строительства будет чрезвычайно сложно найти. Когда противник знает, что он подозревает существование глубоко закопанного объекта, могут быть использованы различные приманки и приманки, такие как закопанные источники тепла, чтобы сбить с толку инфракрасные датчики, или просто выкапывание ям и их закрытие, ничего не находящееся внутри.
MASINT с использованием акустических, сейсмических и магнитных датчиков кажется многообещающим, но эти датчики должны быть достаточно близки к цели. Обнаружение магнитных аномалий (MAD) используется в противолодочной войне для окончательной локализации перед атакой. Существование подводной лодки обычно устанавливается посредством пассивного прослушивания и уточняется с помощью пассивных датчиков направления и активного гидролокатора.
Как только эти датчики (а также HUMINT и другие источники) выйдут из строя, появится перспектива для обследования больших площадей и глубоко скрытых объектов с использованием гравиметрических датчиков . Датчики гравитации — новая область, но военные требования делают ее важной, а технологии для ее создания становятся возможными.
[ править ]
Военно-морские силы рассматривают решения MASINT, особенно в сегодняшних военно-морских приложениях «зеленой воды» и «коричневой воды» для решения новых задач работы в прибрежных районах операций . [6] На симпозиуме было полезно рассмотреть пять технологических областей, которые интересно противопоставить общепринятым категориям MASINT: акустика и геология и геодезия/отложения/транспорт, неакустическое обнаружение (биология/оптика/химия), физическая океанография, прибрежная метеорология. и электромагнитное обнаружение.
Хотя маловероятно, что когда-либо произойдет еще одна противостоящая высадка на укрепленном пляже в стиле Второй мировой войны, еще одним аспектом прибрежной зоны является способность реагировать на возможности для десантной войны. Обнаружение мелководных и прибрежных мин остается сложной задачей, поскольку минная война является смертоносным «оружием бедняков».
В то время как первоначальная высадка морских сил будет осуществляться с вертолетов или конвертопланов, в конечном итоге для перевозки тяжелого оборудования через пляж потребуются транспортные средства на воздушной подушке, доставляющие на берег более крупное оборудование, традиционные десантные суда, переносные дамбы или другое оборудование. Небольшая глубина и естественные подводные препятствия могут заблокировать доступ к пляжу этим судам и оборудованию, равно как и мелководные мины. Радар с синтезированной апертурой (SAR), бортовое лазерное обнаружение и измерение дальности (LIDAR) и использование биолюминесценции для обнаружения следов вокруг подводных препятствий — все это может помочь решить эту проблему.
Передвижение по пляжу и через него имеет свои проблемы. Дистанционно управляемые транспортные средства смогут наносить на карту маршруты посадки, а также с помощью лидара и мультиспектральной визуализации они смогут обнаруживать мелководье. На пляже почва должна выдерживать тяжелое оборудование. Методы здесь включают оценку типа почвы по мультиспектральным изображениям или с помощью пенетрометра, сбрасываемого с воздуха, который фактически измеряет несущую способность поверхности.
морская разведка MASINT Метеорологическая и
Наука и искусство прогнозирования погоды использовали идеи измерений и сигнатур для прогнозирования явлений задолго до появления электронных датчиков. У капитанов парусных кораблей, возможно, нет более сложного инструмента, чем мокрый палец, поднятый по ветру, и хлопанье парусов.
Информация о погоде в ходе обычных военных операций оказывает большое влияние на тактику. Сильный ветер и низкое давление могут изменить траектории артиллерийских орудий. Высокие и низкие температуры заставляют людей и оборудование нуждаться в специальной защите. Однако аспекты погоды также можно измерить и сравнить с сигнатурами, чтобы подтвердить или опровергнуть данные других датчиков.
Современный уровень техники заключается в объединении метеорологических, океанографических и акустических данных в различных режимах отображения. Температура, соленость и скорость звука могут отображаться горизонтально, вертикально или в трехмерной перспективе. [7]
Прогнозирование погоды на основе сигнатур измерений и
В то время как у древних моряков не было сенсоров, кроме пяти чувств, современные метеорологи располагают широким спектром геофизических и электрооптических измерительных приборов, работающих на платформах от морского дна до глубокого космоса. Прогнозы, основанные на этих измерениях, основаны на признаках прошлых погодных явлений, глубоком понимании теории и вычислительных моделях.
Прогнозы погоды могут дать значительную отрицательную информацию, когда характеристики некоторых боевых систем таковы, что они могут работать только при определенных погодных условиях. Погода долгое время была чрезвычайно важной частью современных военных операций, поскольку решение о высадке в Нормандии 6, а не 5 июня 1944 года зависело от Дуайта Д. Эйзенхауэра доверия своему штабному советнику по погоде, капитану группы. Джеймс Мартин Стэгг . Редко понимают, что что-то столь быстрое, как боеголовка баллистической ракеты, или столь «умное», как высокоточный боеприпас , все же может подвергнуться воздействию ветра в районе цели.
В составе необслуживаемых датчиков грунта. [8] Удаленная миниатюрная метеорологическая станция (RMWS) от System Innovations представляет собой сбрасываемую с воздуха версию с легкой, одноразовой и модульной системой с двумя компонентами: метеорологическим (MET) датчиком и облакомером (высота потолка облаков) с ограниченным MET. Базовая метеорологическая система базируется на поверхности и измеряет скорость и направление ветра, горизонтальную видимость, приземное атмосферное давление, температуру воздуха и относительную влажность. Датчик облакомера определяет высоту облаков и отдельные слои облаков. Система предоставляет данные практически в реальном времени и может работать круглосуточно в течение 60 дней. RMWS также может использоваться с боевыми метеорологами специальных операций ВВС США. [9]
Переносная версия, доставленная боевыми метеорологами, имеет дополнительную функцию - удаленный миниатюрный облакомер. Разработанная для измерения высоты потолка многослойных облаков и последующей отправки этих данных по каналу спутниковой связи на дисплей оператора, система использует неодиновый YAG (NdYAG), небезопасный для глаз лазер мощностью 4 мегаватта. По словам одного метеоролога: «Мы должны следить за этим», — сказал он. «Оставляя его там, по сути, мы беспокоимся о том, что гражданское население выйдет туда и поиграет с ним — выстрелит лазером, и чей-то глаз упадет. Есть два разные устройства [от RMWS]. У одного есть лазер, а у другого нет. Основная разница в том, что тот, у которого есть лазер, даст вам высоту облаков».
Гидрографические датчики [ править ]
Гидрографический MASINT немного отличается от погоды тем, что он учитывает такие факторы, как температура и соленость воды, биологическая активность и другие факторы, которые оказывают существенное влияние на датчики и оружие, используемые на мелководье. Противолодочное оборудование, особенно акустические характеристики, зависят от сезона конкретного прибрежного участка. Условия водной толщи, такие как температура, соленость и мутность, более изменчивы на мелководье, чем на глубокой воде. Глубина воды будет влиять на условия отскока дна, как и материал дна. Сезонные условия водной толщи (особенно летом и зимой) по своей сути более изменчивы на мелководье, чем на глубокой воде. [6]
Хотя большое внимание уделяется мелководью побережья, другие районы имеют уникальные гидрографические характеристики.
- Региональные территории с пресноводными водоворотами
- Фронты солености открытого океана
- Рядом с льдинами
- подо льдом
В ходе тактических разработок подводных лодок было отмечено: «Во многих районах мира существуют водовороты пресной воды. Как мы недавно убедились в Мексиканском заливе с использованием системы тактического океанографического мониторинга (TOMS), существуют очень отчетливые поверхностные каналы, которые вызывают миссию подводного флота. Прогнозы сонара Библиотеки программ (SFMPL) ненадежны. Точная батитермическая информация имеет первостепенное значение и является предпосылкой для точных гидролокационных прогнозов».
Температура и соленость [ править ]
Критически важным для прогнозирования звука, необходимого активным и пассивным системам MASINT, работающим в воде, является знание температуры и солености на определенных глубинах. Противолодочные самолеты, корабли и подводные лодки могут выпускать независимые датчики, измеряющие температуру воды на различных глубинах. [10] Температура воды имеет решающее значение при акустическом обнаружении, поскольку изменения температуры воды в термоклинах могут действовать как «барьер» или «слой» для распространения звука. Для охоты на подводную лодку, которая знает температуру воды, охотник должен опустить акустические датчики ниже термоклина.
Проводимость воды используется в качестве суррогатного маркера солености. Однако нынешнее и самое последнее разработанное программное обеспечение не дает информации о взвешенных веществах в воде или характеристиках дна, которые считаются критически важными при операциях на мелководье. [6]
ВМС США делают это, сбрасывая одноразовые зонды, которые передают информацию на самописец 1978-1980 годов выпуска: AN/BQH-7 для подводных лодок и AN/BQH-71 для надводных кораблей. Хотя модернизация конца семидесятых годов действительно привнесла цифровую логику, устройства сохранили аналоговые записывающие устройства, которые было трудно обслуживать, и к 1995 году ремонтопригодность стала критически важной. Был начат проект по расширению компонентов COTS, в результате чего появился AN/BQH-7/. 7А ИС-3. [11] В 1994-1995 годах ремонтопригодность действующих агрегатов стала критической.
Переменные при выборе подходящего зонда включают в себя:
- Максимальная глубина озвучена
- Скорость спускаемого судна
- Разрешение вертикального расстояния между точками данных (футы)
- Точность глубины
Биомасса [ править ]
Большие косяки рыб содержат достаточно воздуха, чтобы скрыть морское дно или искусственные подводные аппараты и сооружения. Эхолоты , разработанные для коммерческого и любительского рыболовства, представляют собой специализированные гидролокаторы, которые могут определять акустические отражения между поверхностью и дном. Вероятно, потребуются изменения в коммерческом оборудовании, особенно в прибрежных районах, богатых морской жизнью.
Измерение морского дна [ править ]
Для определения характеристик морского дна, например, на ил, песок и гравий, можно использовать различные датчики. Активные акустические датчики являются наиболее очевидными, но существует потенциальная информация от гравиметрических датчиков, электрооптических и радиолокационных датчиков для получения информации с поверхности воды и т. д.
Относительно простые гидролокаторы, такие как эхолоты, можно использовать в системах классификации морского дна с помощью дополнительных модулей, преобразующих параметры эхолота в тип отложений. Существуют разные алгоритмы, но все они основаны на изменении энергии или формы отраженных звуковых сигналов.
Гидролокаторы бокового обзора можно использовать для получения карт топографии местности, перемещая гидролокатор по ней чуть выше дна. Многолучевые гидролокаторы, установленные на корпусе, не так точны, как датчик у дна, но оба могут обеспечить разумную трехмерную визуализацию.
Другой подход основан на улучшенной обработке сигналов существующих военных датчиков. [12] Лаборатория военно-морских исследований США продемонстрировала как характеристики морского дна, так и его подповерхностные характеристики. В различных демонстрациях использовались датчики, включая лучи нормального падения от эхолота надводного корабля AM/UQN-4 и подводного эхолота AN/BQN-17; обратное рассеяние от коммерческого многолучевого гидролокатора Kongsberg EM-121; Фазометры AN/UQN-4 на кораблях противоминной защиты (MCM) и система поиска мин AN/AQS-20. В результате была создана графика «Характеристика дна и недр».
и радиологического оружия Влияние биологического погоды на распространение химического ,
Одно из усовершенствований разведывательной машины Fuchs 2. [13] добавляет бортовые метеорологические приборы, включая такие данные, как направление и скорость ветра; температура воздуха и земли; барометрическое давление и влажность.
Акустический МАСИНТ [ править ]
Сюда входит сбор пассивных или активных излучаемых или отраженных звуков, волн давления или вибраций в атмосфере (ACOUSTINT) или в воде (ACINT) или проводимых через землю. Еще в средние века военные инженеры слушали землю. из-за звуков предательских раскопок под укреплениями. [1]
В наше время акустические датчики впервые были использованы в воздухе, как и в артиллерийских стрельбах во время Первой мировой войны. Пассивные гидрофоны использовались союзниками в Первой мировой войне против немецких подводных лодок; UC-3 был потоплен с помощью гидрофона 23 апреля 1916 года. Поскольку затопленные подводные лодки не могут использовать радар, их основными датчиками являются пассивные и активные акустические системы. Операторы акустических датчиков подводных лодок должны иметь обширные библиотеки акустических сигнатур, особенно для пассивных датчиков, для идентификации источников звука.
На мелководье обычные акустические датчики сталкиваются с такими проблемами, что могут потребоваться дополнительные датчики MASINT. Два основных мешающих фактора:
- Граничные взаимодействия. Воздействие морского дна и морской поверхности на акустические системы на мелководье очень сложное, что затрудняет прогнозирование дальности. Многопутевое ухудшение влияет на общий показатель качества и активную классификацию. В результате часто случаются ложные идентификации целей.
- Практические ограничения. Еще одним ключевым вопросом является зависимость распространения и реверберации на мелководье от дальности. Например, мелководье ограничивает глубину буксируемых систем обнаружения звука, тем самым увеличивая возможность обнаружения системой собственного шума. Кроме того, более близкое расстояние между кораблями увеличивает вероятность возникновения взаимных помех. Считается, что для мелководных военно-морских операций потребуются неакустические датчики магнитных, оптических, биолюминесцентных, химических и гидродинамических возмущений. [6]
дальность контрбатарейных и контрснайперских действий Расположение и
Хотя сейчас это представляет в первую очередь исторический интерес, одним из первых применений акустического и оптического MASINT было определение местоположения вражеской артиллерии по звуку ее выстрелов и вспышкам соответственно во время Первой мировой войны. Впервые эффективная звуковая локация была разработана британской армией под руководством Нобелевского лауреата. Лауриат Уильям Брэгг. Фотовспышка развивалась параллельно в британской, французской и немецкой армиях. Комбинация звуковой локации (т. е. акустического MASINT) и импульсной локации (т. е. до появления современной оптоэлектроники) давала беспрецедентную для того времени информацию как по точности, так и по своевременности. Орудийные позиции противника располагались на расстоянии от 25 до 100 ярдов, информация поступала через три минуты или меньше.
акустические системы контрбатарейной борьбы времен Первой мировой войны Первые
На рисунке «Звуковая дальность» пилотируемый пост прослушивания (или передовой пост) расположен на несколько звуковых секунд (или около 2000 ярдов) впереди линии необслуживаемых микрофонов. Он посылает электрический сигнал на записывающую станцию для переключения на записывающем аппарате. Положения микрофонов точно известны. Различия во времени прихода звука, взятые из записей, затем использовались для определения источника звука одним из нескольких методов. См. http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#SoundRanging .
В то время как звуковая локация представляет собой метод определения времени прибытия, мало чем отличающийся от метода современных мультистатических датчиков, при обнаружении вспышки использовались оптические инструменты для определения местоположения вспышки с точно обследованных наблюдательных постов. Местоположение пушки определялось путем нанесения пеленгов на те же вспышки пушки. См. http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#FieldSurveyCoy . Вспышка измерения дальности сегодня называлась бы электрооптическим MASINT.
Артиллерийский звук и дальность вспышки продолжали использоваться во время Второй мировой войны и в ее последних формах до наших дней, хотя обнаружение вспышки в целом прекратилось в 1950-х годах из-за широкого распространения безвспышечного пороха и увеличения дальности действия артиллерии. Мобильные контрбатарейные радары, способные обнаруживать орудия, которые сами по себе являются радарными датчиками MASINT, стали доступны в конце 1970-х годов, хотя радары противоминометной обороны появились во время Второй мировой войны. Эти методы использовались параллельно с радиопеленгацией в системе SIGINT, которая началась во время Первой мировой войны, с использованием графического построения пеленга, а теперь, с точной синхронизацией времени по GPS, часто это время прибытия.
акустические локаторы Современные артиллерийские
Артиллерийские позиции теперь располагаются в основном с помощью беспилотных авиационных систем и IMINT или противоартиллерийских радаров , таких как широко используемый шведский ArtHuR. SIGINT также может давать подсказки о позициях, как COMINT для приказов об открытии огня, так и ELINT для таких вещей, как метеорологический радар. Тем не менее, возобновился интерес как к акустическим, так и к электрооптическим системам, дополняющим противоартиллерийский радар.
Акустические датчики прошли долгий путь со времен Первой мировой войны. Обычно акустический датчик является частью комбинированной системы, в которой он сигнализирует радарным или электрооптическим датчикам большей точности, но с более узким полем зрения.
ПРИВЕТ [ править ]
Британская система определения местоположения вражеской артиллерии (HALO) находится на вооружении британской армии с 1990-х годов. HALO не так точен, как радар, но особенно дополняет радары направленного действия. Он пассивно обнаруживает артиллерийские пушки, минометы и танковые орудия с охватом на 360 градусов и может контролировать территорию более 2000 квадратных километров. HALO работала в городских районах, горах Балкан и пустынях Ирака. [14]
Система состоит из трех или более автоматических датчиков, каждая из которых оснащена четырьмя микрофонами и локальной обработкой. Они позволяют определить пеленг на пушку, миномет и т. д. Эти пеленги автоматически передаются в центральный процессор, который объединяет их для триангуляции источника звука. . Он может вычислять данные о местоположении со скоростью до 8 раундов в секунду и отображать данные системному оператору. HALO может использоваться совместно с радарами контрбатарейной борьбы COBRA и ArtHur, которые не являются всенаправленными, для фокусировки на правильном секторе.
УТАМС [ править ]
Еще одна акустическая система — это автоматический переходный акустический датчик MASINT (UTAMS) , разработанный Исследовательской лабораторией армии США , который обнаруживает пуски и удары минометов и ракет. UTAMS остается основным датчиком сигналов для системы постоянного обнаружения угроз (PTDS). Аэростаты, установленные АРЛ с УТАМС, [15] Разработка системы заняла чуть больше двух месяцев. Получив прямой запрос от Ирака, ARL объединила компоненты нескольких программ, чтобы обеспечить быстрое развертывание этого потенциала. [16]
УТАМС имеет от трех до пяти акустических решеток, каждая из которых имеет четыре микрофона, процессор, радиоканал, источник питания и портативный управляющий компьютер. UTAMS, которая впервые была введена в эксплуатацию в Ираке, [17] Впервые испытан в ноябре 2004 года на оперативной базе спецназа (SFOB) в Ираке. UTAMS использовался совместно с противоартиллерийскими радарами AN/TPQ-36 и AN/TPQ-37 . Хотя UTAMS предназначался главным образом для обнаружения артиллерийского огня с закрытых позиций, силы специального назначения и их офицер огневой поддержки узнали, что он может точно определять взрывы самодельных взрывных устройств (СВУ) и пожары из стрелкового оружия/реактивных гранат (РПГ). Он обнаружил точки происхождения (POO) на расстоянии до 10 километров от датчика.
Анализ журналов UTAMS и радаров выявил несколько закономерностей. Противостоящие силы вели огонь из 60-мм минометов в часы обеда, предположительно потому, что это давало самые большие группировки личного состава и наибольшую вероятность нанести тяжелые потери. Это было бы очевидно только из истории столкновений, но эти датчики MASINT установили схему расположения огневых позиций противника.
Это позволило силам США переместить минометы в зону действия огневых позиций, дать координаты пушкам, когда минометы были задействованы в противном случае, и использовать ударные вертолеты в качестве резервной копии того и другого. Противник перешел к ночному огню, который вновь был встречен минометным, артиллерийским и вертолетным огнем. Затем они двинулись в городскую зону, где американской артиллерии не разрешалось вести огонь, но сочетание листовок PSYOPS и преднамеренных промахов убедило местных жителей не предоставлять убежище минометным расчетам.
Первоначально для нужд морской пехоты в Афганистане, UTAMS была объединена с электрооптической системой MASINT для создания системы корректировки запуска ракет (RLS), полезной как против ракет, так и против минометов.
В приложении Rocket Launch Spotter (RLS) [18] каждый массив состоит из четырех микрофонов и оборудования обработки. Анализ временных задержек между взаимодействием акустического волнового фронта с каждым микрофоном в массиве UTAMS позволяет определить азимут источника. Азимут от каждой башни передается процессору UTAMS на станции управления, а POO триангулируется и отображается. Подсистема UTAMS также может обнаруживать и определять местонахождение точки удара (POI), но из-за разницы между скоростями звука и света UTAMS может потребоваться до 30 секунд для определения точки падения ракеты на расстоянии 13 км. . В этом приложении электрооптический компонент РЛС раньше обнаружит ПУ ракеты, в то время как UTAMS может лучше прогнозировать миномет.
Пассивные акустические датчики морского базирования (гидрофоны) [ править ]
Современные гидрофоны преобразуют звук в электрическую энергию, которая затем может подвергаться дополнительной обработке сигнала или сразу передаваться на приемную станцию. Они могут быть направленными или всенаправленными.
Военно-морские силы используют разнообразные акустические системы, особенно пассивные, в противолодочной борьбе, как тактической, так и стратегической. Для тактического использования пассивные гидрофоны, как на кораблях, так и на гидроакустических буях , широко используются в противолодочной войне. Они могут обнаруживать цели гораздо дальше, чем при использовании активного сонара, но, как правило, не имеют точного местоположения активного сонара, аппроксимируя его с помощью метода, называемого анализом движения цели (TMA). Преимущество пассивного сонара состоит в том, что он не раскрывает положение датчика.
_aft_SURTASS_equipment.jpg)
Интегрированная система подводного наблюдения (IUSS) состоит из нескольких подсистем SOSUS, фиксированной распределенной системы (FDS) и усовершенствованной развертываемой системы (ADS или SURTASS ). Снижение внимания к операциям в открытом море времен Холодной войны привело к тому, что SOSUS стал использовать более гибкие суда-ловушки для обнаружения тунца, называемые SURTASS, в качестве основных датчиков дальнего действия в голубой воде. [19] SURTASS использовала более длинные и чувствительные буксируемые пассивные акустические решетки, чем те, которые можно было развернуть с маневрирующих судов, таких как подводные лодки и эсминцы.
SURTASS теперь дополняется низкочастотным активным гидролокатором (LFA); см. раздел сонара.
сбрасываемые Пассивные акустические датчики , с воздуха
Пассивные гидроакустические буи, такие как AN/SSQ-53F, могут быть направленными или всенаправленными и могут быть настроены на погружение на определенную глубину. [10] Они будут сбрасываться с вертолетов и морских патрульных самолетов, таких как P-3 .
акустические датчики Исправлены подводные пассивные
США установили массивную систему фиксированного наблюдения (FSS, также известную как SOSUS ) для отслеживания советских и других подводных лодок. на дне океана [20]
акустические датчики корабля надводного Пассивные
Чисто с точки зрения обнаружения буксируемые группы гидрофонов обеспечивают длинную базовую линию и исключительные возможности измерения. Однако буксируемые группы не всегда осуществимы, поскольку при их развертывании их производительность может ухудшиться или они могут получить прямой ущерб из-за высоких скоростей или резких поворотов.
Управляемые гидроакустические группы на корпусе или носовой части обычно имеют как пассивный, так и активный режим, как и гидролокаторы переменной глубины.
Надводные корабли могут иметь приемники предупреждений для обнаружения вражеского гидролокатора.
акустические датчики лодок подводных Пассивные
Современные подводные лодки имеют несколько пассивных гидрофонных систем, таких как управляемая группа в носовом куполе, фиксированные датчики по бортам подводных лодок и буксируемые группы. У них также есть специализированные акустические приемники, аналогичные приемникам радиолокационных предупреждений, для оповещения экипажа об использовании активного гидролокатора против их подводной лодки.
Американские подводные лодки проводили обширные тайные патрули для измерения сигнатур советских подводных лодок и надводных кораблей. [21] Эта акустическая миссия MASINT включала как обычное патрулирование ударных подводных лодок, так и подводных лодок, отправленных для захвата сигнатуры конкретного судна. Американские противолодочные специалисты на воздушных, надводных и подземных платформах располагали обширными библиотеками акустических сигнатур судов.
Пассивные акустические датчики могут обнаруживать самолеты, летящие низко над морем. [22]
Наземные пассивные акустические датчики (геофоны) [ править ]
Акустические датчики MASINT вьетнамской эпохи включали в себя «Acoubuoy (длиной 36 дюймов, 26 фунтов), спущенный на замаскированный парашют и зацепившийся за деревья, где он висел, чтобы слушать. Spikebuoy (длиной 66 дюймов, 40 фунтов) укоренился в земле, как над землей осталась только антенна, похожая на стебли сорняков». [23] Это было частью операции «Иглу Белый» .
Частью усовершенствованной системы удаленных датчиков поля боя AN/GSQ-187 (I-REMBASS) является пассивный акустический датчик, который вместе с другими датчиками MASINT обнаруживает транспортные средства и личный состав на поле боя. [24] Пассивные акустические датчики обеспечивают дополнительные измерения, которые можно сравнить с сигнатурами и использовать в дополнение к другим датчикам. Управление I-REMBASS будет интегрировано примерно в 2008 году с наземной системой SIGINT/EW Prophet .
Например, радар наземного поиска может быть не в состоянии отличить танк от грузовика, движущегося с одинаковой скоростью. Однако добавление акустической информации может быстро различить их.
Активные акустические датчики вспомогательные измерения и
Боевые корабли, конечно, широко использовали активный гидролокатор , который представляет собой еще один акустический датчик MASINT. Помимо очевидного применения в противолодочной борьбе, специализированные активные акустические системы играют роль в:
- Составление карты морского дна для навигации и предотвращения столкновений. К ним относятся базовые глубиномеры, но быстро переходят к устройствам, которые выполняют трехмерное подводное картографирование.
- Определение характеристик морского дна для различных применений: от понимания его звукоотражающих свойств до прогнозирования типа морской жизни, которая может там обитать, и определения того, когда поверхность подходит для постановки на якорь или для использования различного оборудования, которое будет контактировать с морским дном.
В лаборатории были созданы различные гидролокаторы с синтезированной апертурой, и некоторые из них начали использоваться в системах поиска мин и поиска. Объяснение их работы дано в гидролокаторе с синтезированной апертурой .
Поверхность воды, вмешательство рыб дна и характеристика
Поверхность воды и дно являются отражающими и рассеивающими границами. Большие косяки рыб с воздухом в балансировочном аппарате плавательного пузыря также могут оказывать существенное влияние на распространение звука.
Для многих целей, но не для всех военно-морских тактических задач, поверхность моря и воздуха можно рассматривать как идеальный отражатель. «Воздействие морского дна и морской поверхности на акустические системы на мелководье очень сложное, что затрудняет прогнозирование дальности. Ухудшение многолучевого распространения влияет на общую оценку качества и активную классификацию. В результате часто случаются ложные идентификации целей». [6]
Рассогласование акустического импеданса между водой и дном обычно намного меньше, чем на поверхности, и является более сложным. Это зависит от типа материала дна и глубины слоев. В этом случае были разработаны теории для прогнозирования распространения звука по дну, например Био. [25] и Букингемом. [26]
Водная поверхность [ править ]
Для высокочастотных гидролокаторов (выше примерно 1 кГц) или при волнении моря часть падающих звуков рассеивается, и это учитывается путем назначения коэффициента отражения, величина которого меньше единицы.
Вместо измерения поверхностных эффектов непосредственно с корабля, радар MASINT на самолете или спутнике может дать более качественные измерения. Эти измерения затем будут передаваться на процессор акустических сигналов судна.
Под льдом [ править ]
Поверхность, покрытая льдом, конечно, сильно отличается от воды, даже вызванной штормом. Исключительно из-за предотвращения столкновений и распространения акустики подводной лодке необходимо знать, насколько близко она находится ко дну льда. [27] Менее очевидной является необходимость знать трехмерную структуру льда, поскольку подводным лодкам может потребоваться прорваться сквозь него для запуска ракет, поднятия электронных мачт или всплытия лодки. Трехмерная ледовая информация также может сказать капитану подводной лодки, смогут ли противолодочные самолеты обнаружить или атаковать лодку.
Современное состояние обеспечивает подводной лодке трехмерную визуализацию льда сверху: самой нижней части (ледяного киля) и ледяного покрова. Хотя звук во льду распространяется иначе, чем в жидкой воде, лед все равно необходимо рассматривать как объем, чтобы понять природу реверберации внутри него.
Внизу [ править ]
Типичным базовым устройством для измерения глубины является американский AN/UQN-4A. И водная поверхность, и дно являются отражающими и рассеивающими границами. Для многих целей, но не для всех военно-морских тактических задач, поверхность моря и воздуха можно рассматривать как идеальный отражатель. В действительности существуют сложные взаимодействия активности водной поверхности, характеристик морского дна, температуры и солености воды, а также других факторов, которые затрудняют «... прогнозирование дальности. Многолучевая деградация влияет на общую ценность и активную классификацию. В результате ложное определение цели происходит часто». [6]
Однако это устройство не дает информации о характеристиках дна. Во многих отношениях коммерческое рыболовство и морские ученые располагают оборудованием, которое считается необходимым для операций на мелководье.
Биологическое воздействие сонара отражение на
Еще одной сложностью является наличие пузырей, созданных ветром, или рыбы вблизи поверхности моря. . [28] Пузырьки также могут образовывать шлейфы , которые поглощают часть падающих и рассеиваемых звуков, а также сами рассеивают часть звука. . [29]
Эта проблема отличается от биологического вмешательства, вызванного акустической энергией, генерируемой морскими обитателями, например, писками морских свиней и других китообразных , и измеряемой акустическими приемниками. Сигнатуры биологических генераторов звука необходимо отличать от более смертоносных обитателей глубин. Классификация биологических препаратов является очень хорошим примером акустического процесса MASINT.
Надводные бойцы [ править ]
Современные надводные корабли, выполняющие задачи противолодочной обороны, будут иметь множество активных систем с установленной на корпусе или носовой части антенной решеткой, защищенной от воды резиновым куполом; гидролокатор погружения «переменной глубины» на кабеле и, особенно на небольших судах, стационарный акустический генератор и приемник.
Некоторые, но не все, суда имеют пассивные буксируемые или комбинированные активно-пассивные антенные установки. Они зависят от шума цели, который в комбинированной прибрежной среде сверхтихих подводных лодок при наличии сильного окружающего шума. Суда, имеющие буксируемые группы, не могут совершать радикальные маневры по курсу. Особенно, когда включены активные возможности, решетку можно рассматривать как бистатический или мультистатический датчик и действовать как гидролокатор с синтезированной апертурой (SAS).
Кораблям, взаимодействующим с самолетами, потребуется канал передачи данных к гидроакустическим буям и процессор сигналов гидроакустических буев, если только самолет не обладает обширными возможностями обработки и не может отправлять информацию, которая может быть принята непосредственно тактическими компьютерами и дисплеями.
Сигнальные процессоры не только анализируют сигналы, но и постоянно отслеживают условия распространения. Первый обычно считается частью конкретного гидролокатора, но у ВМС США есть отдельный предсказатель распространения сигнала, называемый гидролокатором AN/UYQ-25B(V) на месте Система оценки режима (SIMAS).
Классификаторы эхо-трекеров (ETC) являются дополнением к существующим гидролокаторам надводных кораблей с явным привкусом MASINT. . [30] ETC — это применение гидролокатора с синтезированной апертурой (SAS). SAS уже используется для поиска мин, но может помочь существующим надводным кораблям, а также будущим кораблям и беспилотным надводным аппаратам (USV) обнаруживать угрозы, такие как очень бесшумные неатомные подводные лодки с воздухонезависимой двигательной установкой, находящиеся за пределами досягаемости торпед. Дальность действия торпеды, особенно на мелководье, считается более 10 морских миль.
Обычные активные гидролокаторы могут быть более эффективными, чем буксируемые установки, но небольшой размер современных прибрежных подводных лодок делает их серьезной угрозой. Сильно меняющиеся траектории дна, биологические препараты и другие факторы усложняют обнаружение гидролокатором. Если цель движется медленно или ждет на дне, у нее практически отсутствует эффект Доплера , который современные гидролокаторы используют для распознавания угроз.
Непрерывное активное отслеживание всех акустически обнаруженных объектов с распознаванием сигнатур как отклонений от окружающего шума по-прежнему дает высокий уровень ложных тревог (FAR) при использовании обычного гидролокатора. Однако обработка SAS повышает разрешение, особенно при измерениях азимута, путем объединения данных нескольких импульсов в синтетический луч, который дает эффект гораздо большего приемника.
MASINT-ориентированная SAS измеряет характеристики формы и устраняет акустически обнаруженные объекты, не соответствующие сигнатуре угроз. Распознавание формы — это лишь одна из частей подписи, которая включает в себя курс и допплерографию, если они доступны.
сбрасываемые Активные гидроакустические буи , с воздуха
Активные гидроакустические буи, содержащие гидроакустический передатчик и приемник, могут сбрасываться с морских патрульных самолетов (например, P-3 , Nimrod , китайского Y-8, российского и индийского вариантов противолодочной обороны Bear), противолодочных вертолетов и палубных противолодочных самолетов. самолеты (например, С-3 ). Хотя предпринимались некоторые попытки использовать другие самолеты просто в качестве носителей гидроакустических буев, общее предположение состоит в том, что самолет, несущий гидроакустические буи, может подавать команды гидроакустическим буям, принимать и в некоторой степени обрабатывать их сигналы.
Система гидрофонного гидрофона, активируемая командой направленного гидрофона (DICASS), одновременно генерирует звук и слушает его. Типичный современный активный гидроакустический буй, такой как AN/SSQ 963D, генерирует несколько акустических частот. . [10] Другие активные гидроакустические буи, такие как AN/SSQ 110B, генерируют небольшие взрывы в качестве источников акустической энергии.
Бортовой гидролокатор погружения [ править ]
Противолодочные вертолеты могут нести на конце троса «погружающуюся» гидроакустическую головку, которую вертолет может поднимать или опускать на воду. Вертолет обычно опускает гидролокатор при попытке локализовать подводную лодку-цель, обычно в сотрудничестве с другими платформами противолодочной обороны или гидроакустическими буями. Обычно вертолет поднимает голову после сброса противолодочного оружия, чтобы не повредить чувствительный приемник. Не все варианты одного и того же базового вертолета, даже предназначенного для противолодочной обороны, оснащены гидролокатором погружения; некоторые могут обменять вес гидролокатора на больший гидроакустический буй или мощность оружия.
Вертолет EH101, используемый рядом стран, оснащен различными гидролокаторами погружения. Версия (Британского) Королевского флота оснащена гидролокатором Ferranti/Thomson-CSF (теперь Thales), а итальянская версия использует HELRAS . Российские вертолеты Ка-25 оснащены гидролокатором погружения, а также американский вертолет MH-60R LAMPS , оснащенный гидролокатором погружения Thales AQS-22. Старый вертолет SH-60 F оснащен гидролокатором погружения AQS-13 F.
Низкочастотное активное судно наблюдения [ править ]
Новые низкочастотные активные системы (LFA) вызывают споры, поскольку их очень высокое звуковое давление может быть опасным для китов и других морских обитателей. . [31] Было принято решение использовать LFA на судах SURTASS после заявления о воздействии на окружающую среду , в котором указывалось, что если LFA будет использоваться с пониженным уровнем мощности в определенных районах высокого риска для морской жизни, то его использование с движущегося корабля будет безопасным. Движение корабля и изменчивость сигнала LFA ограничивают воздействие на отдельных морских животных. [32] LFA работает в низкочастотном (НЧ) акустическом диапазоне 100–500 Гц. Он имеет активный компонент, собственно LFA, и пассивную группу гидрофонов SURTASS. «Активный компонент системы, LFA, представляет собой набор из 18 излучающих низкочастотных акустических элементов (называемых проекторами), подвешенных на кабеле под судном океанографического наблюдения, таким как исследовательское судно (R/V) Cory Chouest, USNS Impeccable ( Т-АГОС 23) и класса «Победитель» (класс ТАГОС 19).
«Уровень источника отдельного проектора составляет 215 дБ. Эти проекторы производят активный сигнал гидролокатора или «пинг». «Пинг», или передача, может длиться от 6 до 100 секунд. Время между передачами обычно составляет от 6 до 15 минут, при этом средняя продолжительность передачи составляет 60 секунд. Средний рабочий цикл (отношение времени включения звука к общему времени) составляет. менее 20 процентов. Типичный рабочий цикл, основанный на исторических эксплуатационных параметрах LFA (с 2003 по 2007 год), обычно составляет от 7,5 до 10 процентов».
Этот сигнал «...не представляет собой непрерывный тон, а скорее представляет собой передачу сигналов, которые различаются по частоте и продолжительности. Продолжительность каждой передачи звука непрерывной частоты обычно составляет 10 секунд или меньше. Сигналы громкие в источнике, но уровни быстро уменьшаются на первом километре».
Активные акустические датчики подводных лодок [ править ]
Основной тактический активный гидролокатор подводной лодки обычно находится в носовой части, прикрытой защитным куполом. Подводные лодки для операций в открытом море, в которых использовались активные системы, такие как AN/SQS-26 и AN/SQS-53, были разработаны, но в целом предназначались для зон конвергенции и условий отскока с одного дна.
Подводные лодки, работающие в Арктике, также имеют специализированный гидролокатор для работы подо льдом; представьте себе перевернутый эхолот.
Подводные лодки также могут иметь гидролокатор поиска мин. Использование измерений для различения биологических сигнатур и сигнатур объектов, которые навсегда затопят подводную лодку, является настолько важным применением MASINT, насколько можно себе представить.
Активные акустические датчики для поиска мин [ править ]
Гидролокаторы, оптимизированные для обнаружения объектов размером и формой мин, могут нести подводные лодки, дистанционно управляемые аппараты, надводные корабли (часто на стреле или тросе) и специализированные вертолеты.
Классический акцент на разминировании и подрыве выпущенной из привязи мины с помощью артиллерийского огня был заменен системой нейтрализации мин AN/SLQ-48(V)2 (MNS)AN/SLQ-48 - (дистанционно управляемая) Машина нейтрализации мин. . Это хорошо работает для рендеринга спасательных мин на глубокой воде, размещая заряды взрывчатки на мине и/или ее тросе. AN/SLQ-48 плохо подходит для обезвреживания мелководных мин. Транспортное средство, как правило, имеет недостаточную мощность и может оставить на дне мину, похожую на мину при любом последующем поиске гидролокатором, а также заряд взрывчатого вещества, который может взорваться позже при соответствующих условиях удара.
На аппарате имеется гидролокатор минного поиска, а также электрооптическое телевидение и гидролокатор минного поиска AN/ SQQ-32 на корабле.
Акустическое зондирование крупных взрывов [ править ]
Ассортимент синхронизированных по времени датчиков может характеризовать обычные или ядерные взрывы. Одно пилотное исследование - Активный радиоинтерферометр для наблюдения за взрывами (ARIES). Этот метод реализует оперативную систему мониторинга волн ионосферного давления, возникающих в результате наземных или атмосферных ядерных или химических взрывчатых веществ. Взрывы производят волны давления, которые можно обнаружить путем измерения фазовых изменений между сигналами, генерируемыми наземными станциями на двух разных путях к спутнику. [22] Это очень модернизированная версия звуковой дальности времен Первой мировой войны в более крупном масштабе.
Как и многие датчики, ОВЕН можно использовать для дополнительных целей. Продолжается сотрудничество с Центром космических прогнозов для использования данных ARIES для измерения общего содержания электронов в глобальном масштабе, а также с метеорологическим/глобальным экологическим сообществом для мониторинга глобального изменения климата (посредством измерений содержания водяного пара в тропосфере), а также с общими ионосферными данными. физическое сообщество для изучения перемещающихся ионосферных возмущений. [33]
Датчики, расположенные относительно близко к месту ядерного события или фугасного испытания, имитирующего ядерное событие, могут с помощью акустических методов обнаружить давление, создаваемое взрывом. К ним относятся инфразвуковые микробарографы (датчики акустического давления), которые обнаруживают в атмосфере очень низкочастотные звуковые волны, возникающие в результате природных и антропогенных явлений.
Тесно связанными с микробарографами, но обнаруживающими волны давления в воде, являются гидроакустические датчики, как подводные микрофоны, так и специализированные сейсмические датчики, которые обнаруживают движение островов.
Сейсмическая МАСИНТ [ править ]
В Полевом уставе армии США 2-0 сейсмическая разведка определяется как «пассивный сбор и измерение сейсмических волн или вибраций на земной поверхности». [1] Одним из стратегических применений сейсмической разведки является использование науки сейсмологии для определения местонахождения и описания ядерных испытаний, особенно подземных испытаний. Сейсмические датчики также могут характеризовать крупные обычные взрывы, которые используются при испытаниях фугасных компонентов ядерного оружия. Сейсмическая разведка также может помочь обнаружить такие объекты, как крупные подземные строительные проекты.
Поскольку во многих регионах мира наблюдается значительная естественная сейсмическая активность, сейсмический MASINT является одним из убедительных аргументов в пользу того, что необходимо иметь долгосрочное обязательство проводить измерения, даже в мирное время, чтобы признаки естественного поведения были известны до того, как они начнутся. необходимо искать вариации по сигнатурам.
Стратегическая MASINT разведка сейсмическая
При обнаружении ядерных испытаний сейсмическая разведка ограничена «принципом порога», придуманным в 1960 году Джорджем Кистяковски , который признавал, что, хотя технология обнаружения будет продолжать совершенствоваться, будет существовать порог, ниже которого небольшие взрывы не могут быть обнаружены. [34]
сейсморазведка МАСИНТ Тактическая
Самым распространенным датчиком в «линии Макнамара» времен Вьетнама был ADSID (сейсмический детектор вторжений с воздушной доставкой), который улавливал движение земли для обнаружения людей и транспортных средств. Он напоминал Spikebuoy, только был меньше и легче (31 дюйм в длину, 25 фунтов). Задача сейсмических датчиков (и аналитиков) заключалась не столько в обнаружении людей и грузовиков, сколько в распознавании ложных сигналов тревоги, вызванных ветром, громом, дождем, земными толчками и животными, особенно лягушками». [23]
Вибрация МАСИНТ [ править ]
Этот раздел также называется пьезоэлектрическим MASINT в честь датчика, который чаще всего используется для измерения вибрации, но детекторы вибрации не обязательно должны быть пьезоэлектрическими. Обратите внимание, что в некоторых обсуждениях сейсмические и вибрационные датчики рассматриваются как подмножество акустического MASINT. Другими возможными детекторами могут быть движущаяся катушка или поверхностная акустическая волна . . [35] Вибрация, как форма измеряемой геофизической энергии, имеет сходство с акустической и сейсмической MASINT , но также имеет явные различия, которые делают ее полезной, особенно в необслуживаемых наземных датчиках (ПГГ) . В приложениях ПХГ одним из преимуществ пьезоэлектрического датчика является то, что он генерирует электричество при срабатывании, а не потребляет электричество, что является важным фактором для удаленных датчиков, срок службы которых может определяться емкостью их батарей.
В то время как акустические сигналы на море передаются через воду, на суше можно предположить, что они приходят по воздуху. Однако вибрация передается через твердую среду на суше. Он имеет более высокую частоту, чем типичная для сейсмических кондуктивных сигналов.
Типичный детектор вибрации Thales MA2772 представляет собой пьезоэлектрический кабель, неглубоко заглубленный под поверхность земли и вытянутый на 750 метров. Доступны два варианта: версия с высокой чувствительностью для обнаружения персонала и версия с низкой чувствительностью для обнаружения транспортных средств. Использование двух или более датчиков определяет направление движения на основе последовательности срабатывания датчиков.
Пьезоэлектрические вибродатчики в кабельном форм-факторе не только закапываются в землю, но и используются в составе ограждений повышенной безопасности. [36] Их можно встраивать в стены или другие конструкции, нуждающиеся в защите.
Магнитный МАСИНТ [ править ]
Магнитометр — это научный прибор, используемый для измерения силы и/или направления магнитного поля вблизи прибора. Измерения, которые они производят, можно сравнить с сигнатурами транспортных средств на суше, подводных лодок под водой и условиями распространения радиосигналов в атмосфере. Они бывают двух основных типов:
- Скалярные магнитометры измеряют общую напряженность магнитного поля, которому они подвергаются, и
- Векторные магнитометры способны измерять составляющую магнитного поля в определенном направлении.
Магнетизм Земли варьируется от места к месту, и различия в магнитном поле Земли (магнитосфере) могут быть вызваны двумя причинами:
- Различная природа камней
- Взаимодействие заряженных частиц Солнца и магнитосферы
Металлоискатели используют электромагнитную индукцию для обнаружения металла. Они также могут определять изменения существующих магнитных полей, вызванные металлическими объектами.
Шлейфы индикации для обнаружения подводных лодок [ править ]
Одним из первых средств обнаружения затопленных подводных лодок, впервые установленных Королевским флотом в 1914 году, был эффект их прохождения над противолодочной индикаторной петлей на дне водоема. Металлический объект, проходящий над ним, например подводная лодка, даже если он размагничен, будет иметь достаточные магнитные свойства, чтобы индуцировать ток в кабеле петли. . [37] В этом случае движение металлической подводной лодки по показывающей катушке действует как генератор, вырабатывающий электрический ток.
БЕЗУМНЫЙ [ править ]
Детектор магнитных аномалий (MAD) — это прибор, используемый для обнаружения мельчайших изменений магнитного поля Земли . Этот термин конкретно относится к магнитометрам , используемым военными для обнаружения подводных лодок (масса ферромагнитного материала создает заметные возмущения в магнитном поле ). Детекторы магнитных аномалий впервые были использованы для обнаружения подводных лодок во время Второй мировой войны. Снаряжение MAD использовалось как японскими, так и американскими противолодочными силами, либо буксируемое кораблем, либо устанавливавшееся на самолетах для обнаружения неглубоко затопленных подводных лодок противника. После войны ВМС США продолжили разработку оборудования MAD параллельно с технологиями гидролокационного обнаружения.
02.jpg)
Для уменьшения помех от электрооборудования или металла в фюзеляже самолета датчик MAD размещается на конце стрелы или буксируемого аэродинамического устройства. Даже в этом случае подводная лодка должна находиться очень близко к положению самолета и близко к поверхности моря, чтобы обнаружить изменение или аномалию. Дальность обнаружения обычно связана с расстоянием между датчиком и подводной лодкой . Размер подводной лодки и состав ее корпуса определяют дальность обнаружения. Устройства MAD обычно устанавливаются на самолетах или вертолетах .
Существует некоторое непонимание механизма обнаружения подводных лодок в воде с помощью боновой системы MAD. Смещение магнитного момента якобы является основным нарушением, однако подводные лодки можно обнаружить, даже если они ориентированы параллельно магнитному полю Земли, несмотря на конструкцию их корпусов из неферромагнитных материалов.
Например, советско - российская подводная лодка класса «Альфа» была построена из титана . Этот легкий, прочный материал, а также уникальная ядерная энергетическая система позволили подлодке побить рекорды скорости и глубины для действующих лодок. Считалось, что цветной титан сможет победить магнитные датчики противолодочной обороны, но это оказалось не так. чтобы обеспечить потрясающую производительность под водой и защиту от обнаружения датчиками MAD, все еще можно обнаружить.
Поскольку титановые структуры можно обнаружить, датчики MAD не обнаруживают напрямую отклонений в магнитном поле Земли. Вместо этого их можно описать как массивы детекторов электрических и электромагнитных полей дальнего действия с высокой чувствительностью.
Электрическое поле создается в проводниках, испытывающих изменение физических условий окружающей среды, при условии, что они примыкают друг к другу и обладают достаточной массой. В частности, в корпусах подводных лодок существует измеримая разница температур между нижней и верхней частью корпуса, что приводит к соответствующей разнице солености , поскольку на соленость влияет температура воды. Разница в солености создает электрический потенциал по всему корпусу. Затем электрический ток течет через корпус между слоями морской воды, разделенными глубиной и температурой. Возникающее в результате динамическое электрическое поле создает собственное электромагнитное поле, и, таким образом, даже титановый корпус можно будет обнаружить в прицел MAD, как и надводный корабль по той же причине.
Детекторы транспортных средств [ править ]
Дистанционно установленная система наблюдения за полем боя (REMBASS) — это программа армии США для обнаружения присутствия, скорости и направления железного объекта, такого как танк. В сочетании с акустическими датчиками, распознающими звуковой сигнал танка, он может обеспечить высокую точность. Он также собирает информацию о погоде. [38]
Армейская усовершенствованная система удаленных датчиков поля боя AN/GSQ-187 (I-REMBASS) включает в себя как только магнитные, так и комбинированные пассивные инфракрасные/магнитные детекторы вторжения. Ручной датчик MAG DT-561/GSQ обнаруживает транспортные средства (гусеничные или колесные) и персонал, перевозящий черный металл. Он также предоставляет информацию, на основе которой можно подсчитать объекты, проходящие через его зону обнаружения, и сообщает направление их движения относительно их зоны обнаружения. Местоположение Монитор использует два разных датчика (MAG и IR) и их идентификационные коды для определения направления движения. [38]
Магнитные детонаторы и средства противодействия [ править ]
Магнитные датчики, гораздо более сложные, чем ранние индуктивные петли, могут инициировать взрыв мин или торпед. В начале Второй мировой войны США попытались вывести магнитный взрыватель торпед далеко за пределы возможностей технологий того времени, и им пришлось вывести его из строя, а затем работать над также ненадежным контактным взрывателем, чтобы торпеды были больше, чем тупыми предметами, а не ударяющими. в корпуса.
Поскольку вода несжимаема, взрыв под килем судна гораздо более разрушительен, чем взрыв на границе воздух-вода. Разработчики торпед и мин хотят разместить взрывы в этом уязвимом месте, а разработчики средств противодействия хотят скрыть магнитную сигнатуру корабля. Подпись здесь особенно актуальна, поскольку мины могут быть избирательными для военных кораблей, торговых судов, которые вряд ли будут защищены от подводных взрывов, или подводных лодок.
Основной мерой противодействия, начатой во время Второй мировой войны, было размагничивание, но невозможно удалить все магнитные свойства.
Обнаружение мин [ править ]
Наземные мины часто содержат достаточное количество черных металлов, чтобы их можно было обнаружить с помощью соответствующих магнитных датчиков. Однако сложные мины могут также обнаружить металлодетекторный генератор и в заранее запрограммированных условиях взорваться, чтобы отпугнуть персонал, занимающийся разминированием.
Не во всех минах достаточно металла, чтобы активировать магнитный детектор. Хотя, к сожалению, наибольшее количество не нанесенных на карту минных полей находится в тех частях мира, которые не могут позволить себе высокие технологии, различные датчики MASINT могли бы помочь в разминировании. Они будут включать в себя радар для картографии местности, тепловые и мультиспектральные изображения и, возможно, радар с синтезированной апертурой для обнаружения нарушенного грунта.
Гравитиметрический МАСИНТ [ править ]
Гравитация является функцией массы. Хотя среднее значение силы тяжести на поверхности Земли составляет примерно 9,8 метра в секунду в квадрате, при наличии достаточно чувствительных приборов можно обнаружить локальные изменения силы тяжести по разным плотностям природных материалов: значение силы тяжести будет больше на вершине гранита. монолит, чем над песчаным пляжем. Опять же, при наличии достаточно чувствительных приборов можно будет обнаружить гравитационные различия между твердой породой и породой, выкопанной для скрытого объекта.
Стреланд 2003 указывает, что приборы действительно должны быть чувствительными: изменения силы тяжести на земной поверхности составляют порядка 10 6 среднего значения. Практический гравиметрический детектор подземных объектов должен был бы быть в состоянии измерить «менее одной миллионной силы, которая заставила яблоко упасть на голову сэра Исаака Ньютона». На практике было бы необходимо, чтобы датчик можно было использовать во время движения, измеряя изменение силы тяжести между точками. Это изменение с расстоянием называется гравитационным градиентом , который можно измерить с помощью гравитационного градиентометра. [5]
Разработка практичного гравитационного градиентометра является серьезной технической задачей. Один тип, градиентометр сверхпроводящего квантового интерференционного устройства СКВИДа , может иметь достаточную чувствительность, но требует крайне криогенного охлаждения, даже если он находится в космосе, что является логистическим кошмаром. Другой метод, гораздо более практичный с практической точки зрения, но не обладающий необходимой чувствительностью, — это метод гравитационного восстановления и климатического эксперимента (GRACE), в котором в настоящее время используется радар для измерения расстояния между парами спутников, чьи орбиты будут меняться в зависимости от гравитации. Замена радара лазерами сделает GRACE более чувствительным, но, вероятно, недостаточно чувствительным.
Более многообещающий метод, хотя он все еще находится в лаборатории, — это квантовая градиентометрия, которая является расширением методов атомных часов, во многом похожих на методы GPS. Готовые атомные часы измеряют изменения атомных волн с течением времени, а не пространственные изменения, измеряемые квантовым гравитационным градиентометром. Одним из преимуществ использования GRACE на спутниках является то, что измерения можно проводить из нескольких точек с течением времени, что приводит к улучшению, как это видно в радаре и гидролокаторе с синтезированной апертурой. Тем не менее, поиск глубоко захороненных структур человеческого масштаба является более сложной проблемой, чем первоначальные цели поиска месторождений полезных ископаемых и океанских течений.
Чтобы сделать это практически осуществимым, потребуется пусковая установка для вывода довольно тяжелых спутников на полярные орбиты и как можно больше наземных станций, чтобы уменьшить потребность в большом бортовом хранилище больших объемов данных, которые будут производить датчики. Наконец, должен быть способ преобразовать измерения в форму, которую можно будет сравнить с имеющимися сигнатурами в геодезических базах данных. Эти базы данных потребуют значительного улучшения, поскольку измеренные данные станут достаточно точными и позволят выделить сигнатуры подземных объектов.
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с Армия США (май 2004 г.). «Глава 9: Измерения и разведка сигналов» . Полевой устав 2-0, Разведка . Архивировано из оригинала 26 июля 2007 г. Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ Межведомственный вспомогательный персонал OPSEC (IOSS) (май 1996 г.). «Справочник по угрозам оперативной безопасности: Раздел 2, Действия и дисциплины по сбору разведывательной информации» . Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ Лам, Закари (август 1998 г.). «Мера МАСИНТ» . Журнал электронной защиты . Проверено 4 октября 2007 г.
- ^ Центр исследований и исследований MASINT. «Центр исследований и исследований МАСИНТ» . Технологический институт ВВС. КМСР. Архивировано из оригинала 7 июля 2007 г. Проверено 3 октября 2007 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Перейти обратно: а б Арнольд Х. Стреланд (23 февраля 2003 г.). «Глубина: концепция системы для обнаружения глубоко залегающих структур из космоса» (PDF) . Проверено 18 октября 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж Комиссия Национальной академии наук по геологическим наукам, окружающей среде и ресурсам (29 апреля - 2 мая 1991 г.). Симпозиум по морской войне и прибрежной океанографии . дои : 10.17226/9946 . ISBN 978-0-309-57879-0 . Проверено 17 октября 2007 г.
- ^ Джим Харт. «Обучение, поддержка и поддержка SUBPAC METOC И производство NAVO Storm» . Политика национальной безопасности, контроль над вооружениями и разоружение, Том III. Вашингтон, округ Колумбия: Государственный департамент США (резюме Федерации американских ученых). ФРУС58. Архивировано из оригинала 05 марта 2016 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Марк Хьюиш (июнь 2001 г.). «Переформатирование истребительной тактики» (PDF) . Обзор международной обороны Джейн . Архивировано из оригинала (PDF) 15 августа 2007 г. Проверено 17 октября 2007 г.
- ^ Скотт Р. Горли (23 июля 2003 г.). «Штормовые предупреждения: взгляд на боевых метеорологов специальных операций ВВС США» . Онлайн-архив технологий специальных операций . Gourley 2003. Архивировано из оригинала 11 октября 2007 г. Проверено 22 октября 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Ультра Электроника. «Каталог» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 октября 2007 г. Проверено 15 октября 2007 г.
- ^ Ларри Рейнольдс Мосс (25 апреля 1997 г.). Проект внедрения флотом системы регистрации батитермографа следующего поколения ВМС США (проект и отчет MS). Политехнический институт Вирджинии и Государственный университет. hdl : 10919/37174 . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ МЫ Авера; ММ Харрис; диджей Уолтер; Л. Д. Биби; Д.Н. Ламберт. «Концепции «сквозь датчики» для обновления картины окружающей среды» . Военно-морская исследовательская лаборатория. Архивировано из оригинала 13 июля 2007 г. Проверено 18 октября 2007 г.
- ^ Лео М. ван Вестерховен (2007). «Система разведки NBC Fuchs претерпевает изменения» . Обзор химического биологического оружия . Архивировано из оригинала 9 мая 2006 г. Проверено 17 октября 2007 г.
- ^ Дэниел В. Колдуэлл (2004). «Радиолокационное планирование, подготовка и применение 3-х уровневого покрытия: LCMR, Q-36 и Q-37» . Архивировано из оригинала 20 мая 2011 г.
- ^ История исследовательской лаборатории армии США . Исследовательская лаборатория армии США. ISBN 9780160942310 . Проверено 20 июня 2018 г.
- ^ Tenney, Stephen. "Acoustic Mortar Localization System – Results from OIF". U.S. Army Research Laboratory. CiteSeerX 10.1.1.914.4994.
{{cite journal}}: Cite journal requires|journal=(help) - ^ Lopez, Justino Jr. (July–August 2005). "Terrain denial missions in OIF III". Field Artillery. Retrieved 2007-12-01.
- ^ Mabe, R.M.; et al. "Rocket Artillery Launch Spotter (RLS)" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2007-07-13. Retrieved 2007-12-01.
- ^ Пайк, Джон (9 апреля 2002 г.). «Система датчиков буксируемой антенной решетки AN / UQQ-2 (SURTASS)» . GlobalSecurity.org. СУРТАСС-1 . Проверено 5 октября 2007 г.
- ^ Пайк, Джон (9 апреля 2002 г.). «Система звукового наблюдения (СОСУС)» . GlobalSecurity.org. СОСУС-1 . Проверено 5 октября 2007 г.
- ^ Зонтаг, Шерри; Кристофер Дрю; Аннетт Лоуренс Дрю (1999). Блеф вслепую: нерассказанная история американского подводного шпионажа . Харпер Факел. ISBN 978-0-06-103004-8 . Зонтаг 1999.
- ^ Перейти обратно: а б Айвз, Джон В. (9 апреля 2002 г.). «Армейское видение 2010: интеграция измерений и сигнатурной разведки» . Военный колледж армии США. Архивировано из оригинала 25 апреля 2008 года . Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б Джон Т. Коррелл (ноябрь 2004 г.). «Иглу Белый» . Журнал ВВС . 87 (11). Архивировано из оригинала 30 сентября 2007 года.
- ^ CACI (9 апреля 2002 г.). «Усовершенствованная система удаленных датчиков поля боя AN / GSQ-187 (I-REMBASS)» . GlobalSecurity.org. Я-РЕМБАСС . Проверено 15 октября 2007 г.
- ^ Н. Чотирос, Модель Био распространения звука в водонасыщенном песке. Дж. Акуст. Соц. Являюсь. 97 , 199 (1995)
- ^ Бэкингем, MJ (2000). «Распространение волн, релаксация напряжений и сдвиг между зернами в насыщенных, рыхлых морских отложениях». Журнал Акустического общества Америки . 108 (6): 2796–2815. Бибкод : 2000ASAJ..108.2796B . дои : 10.1121/1.1322018 . S2CID 51802676 .
- ^ Ричард Шелл; Гарнер Бишоп; Дуглас Максвелл. «Визуализация подледного гидролокатора» . Linux-журнал . Подайс . Проверено 18 октября 2007 г.
- ^ Уэстон, Делавэр; П.А. Чинг (1989). «Ветровые эффекты при передаче на мелководье». Дж. Акуст. Соц. Являюсь . 86 (4): 1530–1545. Бибкод : 1989ASAJ...86.1530W . дои : 10.1121/1.398713 .
- ^ Нортон, ГВ; Дж. К. Новарини (2001). «Об относительной роли неровностей морской поверхности и пузырьковых шлейфов в распространении на мелководье в области низких килогерц». Дж. Акуст. Соц. Являюсь . 110 (6): 2946–2955. Бибкод : 2001ASAJ..110.2946N . дои : 10.1121/1.1414883 .
- ^ Dynamics Technology, Inc. «Сонар с синтезированной апертурой для расширенной классификации» (PDF) . И Т. Д . Проверено 18 октября 2007 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ Совет по защите национальных ресурсов (2005 г.). «Защита китов от опасного гидролокатора» . Проверено 5 октября 2007 г.
- ^ Начальник управления военно-морских операций (август 2007 г.). «Запись о решении по дополнительному заявлению о воздействии на окружающую среду низкочастотной активной низкочастотной системы датчиков буксируемой антенной решетки (SURTASS LFA) SONAR» (PDF) . МАФ2007. Архивировано из оригинала (PDF) 11 октября 2007 г. Проверено 15 октября 2007 г.
- ^ Пайк, Джон. «Активный радиоинтерферометр для наблюдения за взрывами (ОВЕН)» . globalsecurity.org. ЩукаОвен . Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ «Проект космической политики». Международные отношения США 1958-1960 гг . Том. Политика национальной безопасности, контроль над вооружениями и разоружение, Том III. Вашингтон, округ Колумбия: Государственный департамент США. 1961. ФРУС58. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г. - через Федерацию американских ученых. (краткое содержание журнала «Международные отношения США», текст отсутствует в Интернете)
- ^ Kumagai, Jason K.; Lisa J. Massel. "Investigation into Non-Visual Surveillance Devices" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-05-12. Retrieved 2007-12-02.
- ^ "Copperhead Fiber SenSys Perimeter Fence Security" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2006-11-03.
- ^ Richard Walding. "What are Indicator Loops and how do they work?". Walding. Archived from the original on 2007-04-27. Retrieved 2007-10-16.
- ^ Jump up to: a b CACI (2007). "AN/GSQ-187 Improved Remote Battlefield Sensor System (I-REMBASS)". Archived from the original on 2007-08-07. Retrieved 2007-10-03.