Главная Pentagonus Регистрация

Вход




Приветствую Вас Гость | RSS Суббота, 03.12.2016, 18:37
Ключевые слова
ИСЗ, Р. Свитов, космос, связь

Ключевой партнёр
Академия военных наук РФ
Академия военных наук РФ

Категории каталога
Структура [133]
Боевые операции [55]
Личный состав, подготовка [90]
НИОКР [181]
Вооружение [211]
Техническое обеспечение [178]
Стратегия и тактика [119]
Форма, знаки различия, награды [6]
ТТХ [13]

Поиск


Наш опрос
The military tattoo
Всего ответов: 128
Статистика

Rambler's Top100

Онлайн всего: 8
Гостей: 8
Пользователей: 0

Top secret


Translate.Ru PROMT©
Главная » Статьи » ВВС (Военно-воздушные силы) » НИОКР

Состояние и перспективы развития американских военных систем спутниковой связи (2013)

Состояние и перспективы развития американских военных систем спутниковой связи

Полковник Р. Свитов

В Соединенных Штатах спутниковая связь является важнейшим элементом информационно-телекоммуникационной инфраструктуры министерства обороны и вооруженных сил, обеспечивающим надежное управление группировками войск (сил) в глобальном масштабе. Американское военное ведомство уделяет значительное внимание совершенствованию средств спутниковой связи в целях повышения их пропускной способности, безопасности и защищенности.

Согласно принятой в США классификации военная спутниковая связь подразделяется на три категории: защищенную, широкополосную и узкополосную.

Ресурсы всех военных систем спутниковой связи (ВССС) между пользователями распределяет комитет начальников штабов. Основу орбитальной группировки составляют около 30 космических аппаратов (КА) на геостационарной орбите (высота около 36 тыс. км), зоны обслуживания которых охватывают земную поверхность в пределах ± 65° от подспутниковой точки. Для организации связи в северных широтах наряду с аппаратурой так называемого полярного дополнения, размещенной на военных КА на высоких эллиптических орбитах типа "Молния" (высота в апогее/ перигее 40 000/1 000 км, период обращения 12 ч), используются ресурсы коммерческой системы IRIDIUM на базе низкоорбитальных спутников. Радиолинии военной спутниковой связи функционируют в диапазонах EHF (44/20 ГГц), SHF (8/7 ГГц), Ка (30/20 ГГц) и UHF (225-400 МГц).

Системы защищенной спутниковой связи (Protected Military Satellite Communication) обеспечивают засекреченной помехоустойчивой связью органы управления и боевые подразделения стратегических сил, а также оперативно-тактические группировки сил общего назначения на ТВД в любых условиях обстановки.

Связь организована в EHF-диапазоне с помощью находящейся в эксплуатации системы "Милстар", а также комплектов аппаратуры, установленных в качестве дополнительной полезной нагрузки на КА типов FLTSAT и UFO системы узкополосной связи и на спутниках полярного дополнения. Для замены системы "Милстар", функционирующей уже около 20 лет, создается ВССС нового поколения - AEHF, начало оперативного использования которой ожидается в 2015 году.

Защищенность линий и каналов связи этих систем от средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) противника имеет в настоящее время наивысший уровень среди всех зарубежных военных систем спутниковой связи. Это достигается с помощью псевдослучайной перестройки рабочей частоты в широком частотном диапазоне, узких управляемых лучей диаграммы направленности (ДН) и ее адаптации к источнику радиопомех, криптографического закрытия гарантированной стойкости и использования межспутниковых линий связи.

Система стратегической и тактической авиации "Милстар" (MilSTAR - Military Strategic and TActical Relay) разрабатывалась в 1980-х годах для обеспечения надежной связью военно-политического руководства и ВС США в условиях ведения ядерной войны. Эти требования были реализованы в конструкции и характеристиках двух КА первого поколения "Мил-стар-1", запущенных в 1994 и 1995 годах. В дальнейшем руководство Пентагона пересмотрело программу в целях увеличения возможностей по использованию системы оперативно-тактическим звеном управления, а также снижения расходов на ее разработку и эксплуатацию.

Милстар-1

На борту ИСЗ типа "Милстар-1" для связи в EHF-диапазоне устанавливалась только 150-канальная аппаратура низкоскоростной связи LDR (Low Date Rate, до 2,4 кбит/с), а на спутниках второго поколения - дополнительно 32-канальная аппаратура среднескоростной связи MDR (Medium Data Rate, до 1,5 Мбит/с). Комплект связного оборудования UHF-диапазона обеспечивает сопряжение с системой спутниковой связи ВВС США "Афсатком" (AFSATCOM - Air Force SATellite COMmunication system).

В итоге были созданы четыре менее дорогих и более совершенных КА второго поколения типа "Милстар-2". Запуск первого из них в 1999 году был неудачным из-за отказа ракеты-носителя. Второй и последующие аппараты были успешно выведены на расчетные орбиты в 2001, 2002 и 2003 годах.

Спутники этой серии являются первыми военными телекоммуникационными КА, оснащенными бортовой аппаратурой обработки сигналов и оборудованием межспутниковой связи.

Антенная система КА серии "Милстар" состоит из параболических антенн и многолучевых фазированных антенных решеток, формирующих различные зоны обслуживания, в том числе узкие диаметром менее 1 000 км с обнулением ДН в направлении источника помех, а также из рупорных (для диапазона EHF) и спиральных (UHF) антенн земного охвата.

Полярное дополнение этой системы представлено комплектами аппаратуры IPS (Interim Polar System), предназначенными для обеспечения информационного обмена в EHF-диапазоне с абонентами в Арктическом регионе, прежде всего с экипажами подводных лодок и самолетов стратегической авиации. Данная аппаратура размещается на борту двух американских военных КА, функционирующих на орбитах типа "Молния".

Система защищенной спутниковой связи нового поколения AEHF (Advanced Extremely High Frequency) на базе шести КА данного типа должна значительно превосходить по своим оперативно-техническим возможностям "Милстар".

Три первых аппарата были запущены в 2010, 2012 и 2013 годах с отставанием на несколько лет от запланироваванных сроков. В входе вывода на орбиту КА AEHF-1 произошел отказ апогейной двигательной установки, однако его все-таки удалось разместить в заданной позиции с помощью вспомогательных двигателей, на что потребовалось более года. Первый и второй ИСЗ в настоящее время находятся в опытной эксплуатации, а третий проходит орбитальные испытания.

Спутник типа AEHF создан корпорацией "Локхид-Мартин" на основе платформы А2100. Масса КА на старте около 6 т. Связное оборудование спутника состоит из аппаратуры LDR и MDR, аналогичной установленной на КА "Милстар", и аппаратуры высокоскоростной передачи данных XDR (extreme Data Rate, до 8 Мбит/с), которая разработана в интересах абонентов оперативно-тактического звена. Согласно заявлению разработчиков, возможности одного такого аппарата (по пропускной способности и производительности) позволят обеспечить бесперебойной связью до 6 тыс. абонентов.

Антенная система КА AEHF формирует в пределах зоны земного охвата районы диаметром до 2 000 км с различным уровнем сигнала для разных категорий пользователей, в том числе районы диаметром около 600 км с высоким уровнем помехозащищенности (обнулением ДН в направлении помех) для абонентов, находящихся в непосредственной близости от средств РЭБ противника.

Комплекты аппаратуры полярного дополнения системы AEHF создаются в рамках программы EPS (Enhanced Polar System) для замены находящихся в эксплуатации комплектов аппаратуры IPS системы "Милстар". Запуски на орбиты типа "Молния" двух комплектов на боргу американских военных КА намечены на 2015 и 2017 годы, а начало оперативного использования ожидается не ранее 2018-го.

Аппаратура межспутниковой связи КА "Милстар" и AEHF работает в диапазоне 60 ГГц. Она позволяет формировать в глобальном масштабе телекоммуникационные сети и управлять функционированием спутников на орбите непосредственно с территории континентальной части США.

Защищенность линий и каналов связи в обеих системах реализуется с помощью криптографической аппаратуры TRANSEC и COMSEC, которая входит в состав связного оборудования спутников, терминалов абонентов и наземных станций управления.

Терминалы абонентов защищенной спутниковой связи каждый вид вооруженных сил США заказывает и финансирует по собственным программам, ориентируясь при этом в первую очередь на свои специфические оперативные потребности. Для большинства терминалов скорости передачи данных являются стандартными, а диаметр антенн находится в пределах от 13 см (подводные лодки) до 3 м (стационарные и транспортабельные станции).

В сухопутных войсках по-прежнему будут использоваться транспортабельные терминалы типа SMART-Т, размещаемые на базе многоцелевого автомобиля "Хамви". Они были созданы для работы в системе "Милстар" и после интеграции в них высокоскоростного оборудования XDR обеспечивают в полном объеме связь в системе AEHF.

В военно-воздушных силах в перспективе планируется использовать терминалы семейства FAB-T (Family of Advanced Bcyond-line-of-sight Terminals). Ими будут оснащаться воздушные командные пункты, самолеты стратегической авиации и основные типы беспилотных летательных аппаратов (БЛА), а также ряд объектов наземной инфраструктуры.

Для военно-морских сил создаются несколько вариантов многодиапазонных терминалов тина NMT (Navy Multiband Terminal), размещаемых на подводных лодках, надводных кораблях и береговых объектах (всего около 300 комплектов). Кроме того, порядка 40 терминалов NMT планируется поставить государствам-партнерам (Великобритании, Канаде и Нидерландам).

Системы широкополосной спутниковой связи (Wideband Military Satellite Communication) обеспечивают передачу основного объема трафика, проходящего по спутниковым линиям, для систем связи, АСУ и компьютерных сетей министерства обороны и вооруженных сил США.

В настоящее время широкополосная спутниковая связь представлена находящейся в эксплуатации системой DSCS и развертываемой для ее замены системой нового поколения WGS, а также системой глобального спутникового вещания GBS. Связь организована в SHF- и Ка-диапазонах. Общее руководство и управление ресурсами этих систем осуществляют министерство армии и управление информационных систем Пентагона (DISA).

Спутниковая система стратегической связи МО США DSCS (Defense Satellite Communication System) предназначена для обеспечения непрерывной связи высшего американского руководства, объединенных и специальных командований с соединениями и частями в различных районах мира, а также для связи госдепартамента с американскими диппредставительствами за рубежом.

В составе космического элемента используются пять-семь КА третьего поколения типа DSCS III, выведенных на геостационарную орбиту в 1992-2003 годах. Спутники оснащены основной аппаратурой связи SHF-диапазона (пропускная способность 100 Мбит/с для первых экземпляров и более 200 Мбит/с для последующих) и дополнительной UHF-диапазона. В соответствии с оперативной необходимостью и требуемыми зонами охвата связь может быть организована в двух полуглобальных, региональном или узких лучах. Антенная система SHF-диапазона включает в свой состав многолучевые (с управляемой ДН), параболические (диаметр около 1 м) и рупорные антенны.

Наземные станции связи системы DSCS, создававшиеся в 1970-1980-х годах, представлены в настоящее время модернизированными стационарными и транспортабельными терминалами различного типа, имеющими относительно большие массогабаритные характеристики, что затрудняет их быструю переброску и развертывание в районах оперативного предназначения. По этой причине для обеспечения связи на ТВД широкое распространение получают компактные и универсальные многодиапазонные (SHF, Ки, Ка) терминалы спутниковой связи более поздней разработки.

Система широкополосной спутниковой связи нового поколения WGS (Wideband Global Satcom) создается для повышения эффективности и надежности управления в глобальном масштабе оперативно-тактическими группировками ВС США и их союзников в вооруженных конфликтах различной интенсивности. Новой важной задачей, возлагаемой на WGS, является предоставление высокоскоростных каналов связи для управления БЛА и ретрансляции получаемых ими разведывательных данных на наземные центры.

Связь организована в Ка- и SHF-диапазонах с поддержкой всех видов телекоммуникационного обмена, видеоконференцсвязи и передачи мультимедийных приложений.

В составе системы предусматривается иметь до десяти геостационарных спутников и наземные шлюзовые станции, размещенные в США, Германии, Японии и Австралии. В финансировании программы WGS принимают участие также страны-партнеры (Австралия, Канада, Дания, Нидерланды, Люксембург и Новая Зеландия), которым будут выделены соответствующие ресурсы создаваемой системы.

В ходе первого этапа развертывания космического элемента (2007-2009) осуществлен вывод на орбиту трех КА модификации Block 1. В процессе их эксплуатации были подтверждены высокие характеристики бортовой аппаратуры, в том числе надежность, помехозащищенность и гибкость использования. На втором этапе с 2012 года начаты запуски спутников модификации Block 2, оснащенных усовершенствованной бортовой аппаратурой.

КА типа WGS разработан корпорацией "Боинг" на основе платформы В 702НР.

Антенная система формирует 19 управляемых лучей ДН и включает в свой состав параболические антенны Ка-диапазона, создающие на земной поверхности зоны обслуживания диаметром от 500 до 1 500 км, и фазированные антенные решетки SHF-диапазона, формирующие изменяемые зоны диаметром 700-2 800 км.

В настоящее время в ВС США имеется более 4 тыс. терминалов, поддерживающих широкополосную связь в Ка-диапазоне. В среднесрочной перспективе планируется развернуть более 6 тыс. терминалов, в том числе стационарные станции с диаметром антенны около 12 м.

Спутниковая система глобального вещания GBS (Global Broadcasting System) предназначена для обеспечения высокоскоростной односторонней трансляции данных в целях оперативного доведения разнородной информации до органов управления оперативно-тактического звена и отдельных абонентов.

Система включает в себя вещательный, трансляционный (космический) и приемный сегменты. Вещательный сегмент представлен четырьмя основными передающими центрами, размещенными на континентальной части США, Гавайских о-вах и о. Сицилия (Италия), а также региональными центрами на ТВД.

Трансляционный сегмент осуществляет вещание на заданные районы, в которых находятся группировки американских войск (сил). В настоящее время в системе используются ретрансляторы Ка-диапазона на военных КА типов UFO и WGS, а также арендованные Ка- и Ки-ретрансляторы коммерческих спутников связи. Приемный сегмент включает в себя стационарные и транспортабельные абонентские терминалы, подключенные к системам обработки, анализа и распределения получаемой информации.

Системы узкополосной спутниковой связи (Narrowband Military Satellite Communication) используются в оперативно-тактическом звене всех видов вооруженных сил. Они обслуживают органы управления и отдельные подразделения на ТВД, а также экипажи кораблей и самолетов.

По сравнению с другими американскими ВССС эти системы имеют более низкую пропускную способность и слабую защищенность от средств РЭБ, поскольку связь организована в UHF-диапазоне. Вместе с тем данный частотный диапазон широко используется в ВС США, так как позволяет обеспечивать связь в неблагоприятных условиях (горная местность, городская застройка) с помощью малогабаритных переносных терминалов.

Узкополосная спутниковая связь представлена находящейся в эксплуатации с 1980-х годов системой на базе КА типов FLTSAT и UFO и создаваемой для ее замены системой нового поколения MUOS. Кроме того, в резерве находится система AFSATCOM, развернутая в интересах ВВС США в 1970-х годах.

В составе космического элемента продолжают функционировать два КА типа FLTSAT (запущены в 1986 и 1989 годах), оснащенные 22-канальной аппаратурой, и пять-семь К А типа UFO (1993-2003) с 39-канальной аппаратурой UHF-диапазона. На спутниках установлены также дополнительные ретрансляторы EHF- и SHF-диапазонов, используемые в системах защищенной связи и глобального вещания.

Система узкополосной спутниковой связи нового поколения MUOS (Mobile User Objective System) создается в целях повышения пропускной способности и защищенности спутниковых UHF-линий связи и обеспечения связи в движении. При ее разработке использованы современные технологии построения сетей мобильной сотовой связи третьего поколения.

Космический элемент при полном развертывании системы должен включать в свой состав пять КА типа MUOS на геостационарной орбите, размещенных в зонах Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Запуск первых двух аппаратов был осуществлен в 2012 и 2013 годах, а остальные планируется вывести на орбиту в 2014-2016-м.

В наземном элементе используются четыре шлюзовые станции (на континентальной части США, Гавайских о-вах, в Италии и Австралии), соединенные волоконно-оптическими линиями связи. Система организована таким образом, что в зоне радиовидимости каждой шлюзовой станции будут находиться два КА, а в зоне обслуживания каждого спутника - две шлюзовые станции.

В системе MUOS применяется аппаратура UHF-диапазона для передачи информации между терминалами пользователей и спутником и Ка-диапазона - между аппаратом и наземными шлюзовыми станциями. Пропускная способность всей системы составит около 40 Мбит/с, что на порядок превышает возможности системы предыдущего поколения.

Спутник типа MUOS создан на основе платформы А2100М корпорации "Локхид-Мартин". Расчетный срок функционирования 14 лет.

Бортовая аппаратура связи UHF-диапазона состоит из нового широкополосного оборудования WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) и старого комплекта, аналогичного установленному на КА типов FLTSAT и UFO. Работу "новой" аппаратуры обеспечивает многолучевая приемопередающая антенная система с рефлектором диаметром около 16 м, формирующая несколько отдельных лучей, которые покрывают зону земного охвата КА.

В сухопутных войсках в качестве основного средства спутниковой связи в UHF-диапазоне предполагается использовать унифицированные многофункциональные программируемые радиостанции типа JTRS (Joint Tactical Radio Systems), адаптированные для работы с сигналами MUOS. Всего планируется иметь более 200 тыс. комплектов радиостанций этого типа.

Для сопряжения космических и наземных элементов всех систем связи министерства обороны США созданы узлы связи "Телепорт", оснащенные станциями связи военных (EHF, SHF, Ка, UHF) и коммерческих (С, Ки, Ка) диапазонов. Они обеспечивают коммутацию и маршрутизацию каналов и линий связи между различными системами, а также доступ к информационным ресурсам системы передачи данных DISN и другим ведомственным сетям.

Таким образом, американские подходы к обеспечению спутниковой связью вооруженных сил основаны на достижении информационного превосходства в повседневных условиях и при ведении военных действий различного масштаба в любой обстановке. Формируемая в настоящее время архитектура ВССС позволит Пентагону перейти на новый, более качественный уровень связных услуг, определяемый высокими оперативно-техническими характеристиками систем AEHF, WGS и MUOS. В среднесрочной перспективе эти системы должны быть интегрированы в единую структуру, обеспечивающую подключение локальных сетей и отдельных абонентов на ТВД к сетям и системам связи на территории США.

 Зарубежное военное обозрение. - 2013. - №12. - С. 63-68

Категория: НИОКР | Добавил: pentagonus (07.06.2014) | Автор: Полковник Р. Свитов

Просмотров: 4778 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0

avatar


Copyright MyCorp © 2016

Рейтинг Военных Ресурсов