|
Состояние и перспективы развития командно-измерительного
комплекса ВВС США
Полковник Е. Боровиков
Командно-измерительный комплекс (КИК, AFSCN - Air Force
Satellite Control Network) ВВС США является одной из основных структур
американской системы управления космическими аппаратами (КА) различного
назначения и принадлежности.
Этот комплекс предназначен для обеспечения функционирования космических
группировок видовой, радиотехнической и радиоэлектронной разведки, а также ряда
военных систем (передачи данных и связи, обнаружения пусков баллистических
ракет, радионавигационной и метеорологической), военных экспериментальных
спутников, орбитальных ступеней КК «Шаттл» и отдельных гражданских ИСЗ. Средства
комплекса используются при запусках космических аппаратов, а кроме того, при
проведении испытаний различных образцов ракетного оружия на Восточном, Западном
и Тихоокеанском ракетных полигонах (мыс Канаверал, штат Флорида, АвБ Ванденберг,
штат Калифорния, и Баркинг-Сэндз, о. Кауаи, штат Гавайи).
С помощью КИК ВВС осуществляется контроль параметров движения ИСЗ, прием и
обработка телеметрии, диагностика и устранение неполадок в работе бортовых
систем, передача команд и программ управления на этапах запуска, вывода на
рабочую орбиту, технологических испытаний и эксплуатации спутников.
Организационно силы и средства КИК входят в состав 21,22 и 23-й эскадрилий
космических операций 50-го космического крыла 14-й воздушной армии космического
командования ВВС США.
Функционально комплекс состоит из четырех систем: управления космическими
аппаратами (Command and Control Segment), радиотехнических средств слежения (Range
Segment), управления ресурсами комплекса (Network Management Segment) и связи (Communication
Segment).
К 2010 году из структуры КИК предполагается вывести систему управления
космическими аппаратами с одновременным перераспределением ее функций среди
других систем комплекса. На ее базе создается объединенная наземная система
управления действующими (ДСЦС - Defence Satellite Communications
System, DSCS и МИЛСТАР - Military Strategic and Tactical Relay, MilSTaR) и
перспективными (ВГС и АЕХФ) военными спутниковыми системами связи CCS-C (Command
and Control System-Consolidated). В составе КИК ВВС функционируют два
оперативных центра управления OCN (Operational Control Node), размещенные на
авиабазах Шривер (основной) и Онизука, штат Калифорния (запасной), восемь
стационарных пунктов слежения (ПС), подразделение контрольной проверки бортовой
аппаратуры ИСЗ, центр связи и два мобильных радиотехнических комплекса. В связи
с закрытием АвБ Онизука планируется до 2011 года провести комплекс мероприятий
по переводу запасного центра оперативного управления и соответствующих структур
КИК на АвБ Ванденберг.
 |
| Размещение основных объектов КИК ВВС США |
В интересах совершенствования архитектуры комплекса с 2006
года ведутся ра-' боты по созданию единого многоцелевого центра управления КИК
ВВС MMSOC (Multi-Mission Satellite Operations Center). Проект направлен на
формирование структуры, способной осуществлять эффективное централизованное
управление спутниками ныне функционирующих, а также перспективных военных,
гражданских и коммерческих орбитальных группировок. Кроме того, новый центр
управления должен обеспечить функционирование военно-экспериментальных ИСЗ в
рамках программ исследований в области разработки перспективных космических
систем. Территориально этот объект планируется разместить на АвБ Шривер. Начать
его оперативное использование намечается в январе 2010 года, а эксплуатацию - в
2011-м.
На вооружении стационарных ПС находятся 15 станций типа АРТС (ARTS-Automated
Remote Tracking Station), три РБЦ (RBC - Remote tracking station Block Change),
три ДЛТ (DLT - Data Link Terminal), а также аппаратно-программные средства
сбора, обработки и приема/передачи данных.
Мобильные средства представлены мобильными радиотехническими комплексами TVCF (Transportable
Vehicle Checkout Facility) и TSTR (Transportable Space Test and evaluation
Resource).
В их состав в зависимости от характера выполняемых задач может включаться
антенная система с зеркалом диаметром 7 м. Для переброски комплексов
используются автомобильные тягачи, железнодорожный и морской транспорт, а также
самолеты военно-транспортной авиации. Время подготовки к передислокации не
превышает 24 ч с момента получения соответствующего распоряжения. Перевод
антенной системы и радиотехнических комплексов в рабочее положение
осуществляется расчетом из пяти человек через 12 ч после прибытия в новый район.
Одним из основных направлений модернизации КИК ВВС является замена
радиотехнических станций типа АРТС станциями третьего поколения типа РБЦ (серия
1453 Х-диапазона частот) производства компании «Датрон эдванст текнолоджиз».
Новая станция оснащена параболической антенной системой диаметром 13 м с
надувным радиопрозрачным куполом диаметром 27 м, изготовленным из материала,
обеспечивающего его эксплуатацию в течение 20 лет. Радиоэлектронное оборудование
состоит из приемников сопровождения, средств управления и контроля, а также из
вспомогательной аппаратуры слежения и приема телеметрии. Для частотно-временной
синхронизации всех элементов радиотехнического комплекса станция включает
средства космической радионавигационной системы NAVSTAR.
Диапазоны рабочих частот станции в направлении «Земля- ИСЗ» 1,75-1,85
(стандартный для средств КИК ВВС) и 2,025-2,12 ГГц (КИК НАСА), а «ИСЗ - Земля»
2,2-2,3 ГГц. Это позволяет управлять как военными, так и гражданскими
спутниками. Точность настройки частоты 1 Гц, а ее относительная нестабильность ±
1 х10"10 («Земля-ИСЗ») и ±0,01% («ИСЗ - Земля»). Передача и прием данных
осуществляются по одному из 20 выделенных каналов связи со скоростью до 20
Мбит/с.
В дополнение к стандартным видам модуляции радиоэлектронное оборудование станции
способно принимать и обрабатывать сигналы со ступенчатой (SQPSK -Staggered
Quadrature Phase Shift Keyed) и асимметричной (AQPSK-Asymmetrical QPSK)
квадратурной фазовой манипуляцией. Эти возможности новой станции, не
реализованные в станциях типа АРТС, позволят обеспечить деятельность ряда
перспективных космических систем.
Алгоритм функционирования станции типа РБЦ предусматривает полную автоматизацию
процессов подготовки и проведения сеансов связи с космическими аппаратами. В
архитектуре станции реализован принцип многократного резервирования наиболее
важных узлов в сочетании с использованием встроенных систем контроля. Время
поиска неисправности и восстановления работоспособности станции не будет
превышать 1 мин.
Основные работы по созданию и развертыванию новых станций слежения выполняют
фирмы «Датрон эдванст текнолоджиз», «Титан системз» и «Интеграл системз»
совместно с центром ракетных и космических систем ВВС США.
В период с 2005 по 2006 год станции типа РБЦ развернуты на ПС на АвБ Шривер
(сдача в эксплуатацию - II квартал 2008 года), Ванденберг (II квартал 2007-го) и
о. Гуам (I квартал 2009-го). Ведется строительство станции данного типа на ПС
Оукхангер.
Завершение комплексной программы замены всех действующих станций слежения на
пунктах КИК станциями типа РБЦ намечено на 2016 год. В 2006 году в военном
бюджете на эти цели выделялось более 23 млн долларов (в 2005-м - 11 млн).
 |
| Рис. 4. Комплект PUGPU |
 |
| Рис. 5. Комплект оборудования обработки сигналов с
SQPSK |
В целях расширения возможностей комплекса проводятся работы
по созданию перспективной антенной системы Geodesic Dome Phased Array Antenna,
представляющей собой фазированную антенную решетку (ФАР), с помощью которой
формируется многолучевая диаграмма направленности. Конструктивно новую антенну
намечается выполнить в виде полусферы диаметром около 10 м, состоящей из плоских
панелей (в каждой из них имеется 78 широкополосных приемопередающих модулей).
В течение 2007 года проводились мероприятия по проверке технической
осуществимости проекта, формировалась архитектура перспективной антенны,
тестировались прототипы приемопередающих модулей, излучающих элементов, блока
формирования лучей, а также управляющего компьютера. На 2008 год запланировано
изготовление составных элементов и создание опытного образца антенной системы с
ФАР, а на 2009-й намечены подготовка и проведение ее демонстрационных испытаний
по действующим космическим аппаратам.
По расчетам американских специалистов, каждая антенная система с ФАР должна
заменить не менее четырех параболических антенных систем действующих
радиотехнических станций пунктов слежения.
Одновременно американцы ведут разработку транспортабельного варианта антенной
системы с ФАР, которую в ближайшей перспективе планируется использовать в
сочетании с радиотехническими станциями типа АРТС и РБЦ, а также универсальным
переносным комплектом наземного оборудования обработки данных PUGPU (Portable
Universal Ground Processing Unit).
В случае успешных НИОКР и технологических испытаний решение о производстве
серийных образцов разрабатываемой антенной системы с ФАР и оснащении ими
радиотехнических станций КИК ВВС может быть принято после 2010 года.
С начала 2006 года в рамках программы модернизации радиотехнического
оборудования КИК американское командование приступило к оснащению действующих
станций слежения типа АРТС новыми аппаратно-программными средствами обработки
телеметрических сигналов. Работы выполняются с целью подготовки КИК к
развертыванию перспективных космических систем оптоэлектронной разведки и
раннего предупреждения о пусках БР СЕЮС, а также сопровождения ракет СТСС (Space
Tracking and Surveilance System - STSS) и их компонентов.
Проводимые мероприятия предполагают укомплектование ПС КИК техническими
средствами обработки сигналов с манипуляцией SQPSK. В состав комплекта нового
оборудования входит блок преобразователей частоты «Телеметрикс-FCS», цифровой
процессор «Телеметрикс-70ХЬ»,
коммутатор и интерфейс сопряжения, а также автоматизированное рабочее место
(АРМ) оператора.
В бюджете министерства обороны США на эти цели выделено более 9,5 млн долларов.
Основные мероприятия данного сегмента программы совершенствования
радиотехнического оборудования КИК выполняют специалисты фирм «Интеграл системз»
(Ланам, штат Мэриленд) и «РТ лоджик» (Колорадо-Спрингс). Работы завершены в
марте 2008 года.
Одновременно с этим проводятся работы по модернизации системы управления
ресурсами КИК, предназначенной для планирования применения радиотехнических
средств комплекса, измерения орбитальных параметров ИСЗ, анализа и доведения до
потребителей телеметрии, формирования команд и программ управления на этапах
запуска, вывода на рабочую орбиту, технологических испытаний и эксплуатации
космических аппаратов. По планам американского командования, к середине 2009
года в составе системы будут функционировать следующие усовершенствованные
подсистемы: планирования (Electronic Schedule Dissemination), анализа параметров
орбиты ИСЗ второго поколения (Orbit Analyses Subsystem Follow-On), управления (Enterprise
Management) и защиты информации (Information Assurance).
Мероприятия по совершенствованию подсистемы планирования предусматривают полную
замену существующей аналогичной подсистемы, созданной в середине 1990-х годов и
введенной в эксплуатацию в 1999-м. В ходе разработки и производства ее
компонентов нашли широкое применение коммерческие технологии. В основу комплекта
программного обеспечения вместо операционной системы DOS положена система MS
WINDOWS. Новый комплект аппаратуры включает: аппаратные стойки
коммутации/маршрутизации сообщений и контроля состояния каналов связи,
автоматизированные рабочие станции, коммутаторы, контролеры, маршрутизаторы, а
также вспомогательное оборудование. Ведущими производителями технических средств
для данной подсистемы стали компании «Делл» и «Сиско». Работы по ее модернизации
и вводу в эксплуатацию должны быть выполнены в первой половине 2008 года.
Также предполагается завершить очередной этап модернизации подсистемы анализа
параметров орбиты ИСЗ, обеспечивающей измерение, анализ и доведение до
потребителей орбитальных параметров спутников, слежение за радиоэлектронной
обстановкой, а также расчет оптимального режима использования ресурсов ПС для
проведения сеансов радиосвязи с КА. Наращивание ее возможностей осуществляется
путем установки на основном центре оперативного управления и на ПС КИК
усовершенствованных аппаратно-программных средств, позволяющих включить рабочие
станции операторов дежурных смен в единую сеть передачи данных и тем самым
обеспечить надежность управления ИСЗ различных космических систем.
С помощью нового оборудования орбитальные параметры спутников, а также данные о
состоянии и динамике изменений состояния бортового оборудования будут
отображаться не только в виде таблиц, но и в графической форме, что значительно
облегчит их восприятие. В результате до минимума предполагается сократить
численность обслуживающего персонала, стандартизировать и автоматизировать ряд
процедур, выполнявшихся ранее вручную, и повысить производительность системы в
целом.
В 2006 году в целях совершенствования системы связи комплекса проведена
модернизация подсистемы коммутации сообщений (Operational Switch Replacement)
предназначенной для управления ресурсами связи, распределения данных, а также
для обнаружения и ликвидации нештатных ситуаций.
В архитектуру нового поколения данной подсистемы включена аппаратура сопряжения
с сетью управления информационными системами министерства обороны DISN (Defense
Information Systems Network), основанной на применении асинхронной передачи
данных, а также территориальными компьютерными, телекоммуникационными сетями в
районах дислокации подразделений, обеспечивающих деятельность КИК. Основу
подсистемы составляют контроллеры распределенной связи (Distributed
Communications Controller), с помощью которых осуществляется дистанционное
управление потоками данных, коммутаторы и средства контроля оборудования
передачи данных. Основной особенностью нового варианта данной подсистемы в
сравнении с прежними аналогичными подсистемами является применение для
организации связи принципа установления виртуальных коммутируемых соединений (Switched
Virtual Circuits).
Усовершенствованный вариант подсистемы коммутации сообщений обеспечивает
возможность предоставления заинтересованным учреждениям и ведомствам прямого
доступа к базам данных, а также получения телеметрии от одного ПС одновременно
несколькими географически разнесенными потребителями и конфигурирования
необходимой для этого структуры связи без вмешательства центров оперативного
управления.
Таким образом, по оценке американских экспертов, модернизация КИК ВВС позволит
космическому командованию ВВС расширить возможности по обслуживанию действующих
и перспективных космических систем военного и гражданского назначения,
обеспечить устойчивое функционирование комплекса в различных условиях обстановки
и снизить финансовые расходы. Сократится численность личного состава,
привлекаемого для управления и контроля функционирования ИСЗ, при одновременном
повышении надежности, быстроты и качества обработки данных. Замена
аппаратно-программных средств будет способствовать более быстрому внедрению
новых технологий, в том числе коммерческого назначения, и явится очередным шагом
к включению наземных средств КИК различных федеральных структур в единую
национальную сеть управления космическими аппаратами США.
Зарубежное военное обозрение 2008 №3 С 55-59
Другие материалы по теме
Смотрите также
|
