Радиоканальный сигнализационный комплекс охраны государственной границы Впервые в истории отечественных технологий построения комплексов технических средств охраны государственной границы разработан комплекс технических средств, обеспечивающий возможность создания протяженных сигнализационных рубежей государственной границы без использования магистральных кабельных линий связи и электропитания. В основе комплекса лежит радиоканальная система связи «Гермес», использующая принцип прыгающих частот, что позволяет при мощности передатчика два Вт добиться дальности радиосвязи до 30 км, а также высокой помехоустойчивости и надежности системы радиосвязи и сигнализационного комплекса в целом даже при использовании средств подавления радиосвязи. В состав комплекса также входит ряд средств обнаружения с малым уровнем энергопотребления, что позволяет обеспечивать электропитание от автономного источника в течение одного года.
В соответствии с современной концепцией охраны государственной границы (ГГ) каждое линейное отделение должно обеспечивать охрану рубежа протяженностью до 40 км. При этом, учитывая также удаленность линейного отделения, дислоцированного в глубине территории Российской Федерации на возможном удалении 10-20 км от рубежа ГГ, важнейшими техническими задачами при создании автоматизированной системы охраны ГГ являются:
- обеспечение электропитанием всех технических средств, являющихся источниками информации; - передача первичной информации о состоянии рубежей ГГ на пульт управления линейного отделения. Традиционно данные задачи при построении комплексов технических средств охраны ГГ КС-175, КС-185 решались с использованием кабельных сетей электропитания и связи.
Создание современных сигнализационных комплексов с использованием кабельных сетей независимо от того, является ли рубеж, обеспечивающий сигнализационное прикрытие участка границы непрерывным или организованным дискретно только на отдельных наиболее вероятных направлениях движения потенциального нарушителя, потребует прокладки кабельных коммуникаций для одного линейного отделения протяженностью до 70 км, а значит, только для сигнализационного прикрытия участка границы на южном направлении протяженностью 7500 км потребуется уложить около 10000 км кабельных магистралей электропитания и связи, что приведет к колоссальным экономическим затратам. Учитывая при этом потери мощности электропитания и качества сигналов в протяженных кабельных магистралях, построение сигнализационных комплексов с использованием магистральных кабельных сетей потребует также дополнительных затрат на разработку оптимальных систем электропитания и связи. Наиболее эффективным и перспективным методом организации современного сигнализационного комплекса, позволяющим значительно снизить затраты, является использование систем радио связи (СРС), а также использование источников автономного электропитания (АЭП).
Использование источников АЭП для электронного оборудования, устанавливаемого на контролируемых рубежах ГГ, с целью увеличения периода обслуживания требует снижения энергопотребления периферийного оборудования.
Что касается радиоканала, то многолетние попытки и сотни миллионов рублей, вложенных целым рядом заказчиков в разработку радиоканальных сигнализационных комплексов «Геракл» и «Кубань» не могли принести ожидаемого результата, поскольку при их разработке использовались традиционные методы построения СРС, требующие минимально необходимой для передачи сигнала полосы частот, с модуляцией фиксированной несущей частоты сигналом, представляющим собой псевдослучайную последовательность. К числу недостатков СРС, использующих указанный принцип следует отнести большую мощность излучения передатчика и низкую надежность связи, обусловленную возможностью его «зашумления» даже случайными источниками радиопомех.
В 2010 году предприятием «Дедал» была завершена разработка радиоканального сигнализационного комплекса, предназначенного для охраны протяженных рубежей ГГ. Структурная схема комплекса приведена на рис. 1.
Основу комплекса составляет уникальная, впервые созданная для охраны ГГ отечественная система радиосвязи «Гермес», использующая принцип прыгающих радио частот (ППРЧ) [1]. Данный принцип разработан для построения высоконадежных систем передачи информации по радиоканалу.
ППРЧ представляет собой один из эффективных методов расширения спектра передаваемого сигнала, при котором сигнал занимает полосу частот значительно более широкую по сравнению с полосой минимально необходимой для передачи информации. Рабочая частота сигнала перестраивается в широких пределах выделенного для СРС частотного диапазона в соответствии с превдослучайным кодом известным на приемной стороне СРС и неизвестным поставщику помех.
Принцип псевдослучайного выбора рабочей частоты передатчика препятствует поставщику помех добиваться эффективного воздействия на СРС с ППРЧ организованных помех за счет повторения параметров сигнала и вынуждает систему радиоэлектронного подавления распределить спектральную плотность помех либо по всему широкому диапазону частот, либо по некоторым участкам частотного диапазона СРС, оставляя остальные участки свободными от помех. Последнее предопределяет одну из возможных мер защиты СРС с ППРЧ от организованных помех. Стратегия этой меры защиты заключается в «уходе» сигналов с ППРЧ от воздействия помех, а не в «противоборстве» с ними как это реализуется в традиционных СРС с непосредственной модуляцией несущей частоты превдослучайной последовательностью.
В состав системы входят два типа передатчиков, комплектуемых антенной и автономным источником электропитания. Передатчики предназначены для работы, соответственно, с маскируемыми и заградительными средствами обнаружения (СО), выполнены по одной схеме и отличаются конструктивным исполнением.
Приемная или базовая станция (БС) системы «Гермес» состоит из приемника и приемной штыревой антенны. Приемная антенна устанавливается на вышке, на высоте 30-40м (рис. 2). Приемник монтируется в аппаратный шкаф автоматизированного рабочего места оператора комплекса и подключается к устройству отображения информации системы более высокого уровня, например, к системе автоматизации III уровня комплекса «Полоса-71» или интегрированной системы безопасности «Кедр» (рис. 3). Питание базовой станции осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В±15%, потребляемая мощность БС не превышает 30Вт. В состав БС входит также резервная аккумуляторная батарея, гарантирующая работу приемника при полном отключении электропитания в течении 4 часов.
Работа СРС ведется в симплексном режиме на частотах в диапазоне от f=143 МГц до 174 МГц. В указанном диапазоне частот организовано 1024 узкополосных канала. За счет узкой полосы частот, а значит, низкого уровня шумов в каждом из 1024 каналов чувствительность приемного тракта характеризуется величиной пороговой чувствительности на уровне 0,01 мкВ, что в 20 раз выше чувствительности приемных устройств, использующих традиционные методы построения СРС, чувствительность которых обычно составляет 0,2 мкВ. Это позволяет при мощности передатчика 2 Вт довести дальность устойчивой связи до 30 км при передаче с приземленной антенны СО на приемную антенну базовой станции. Каждый передатчик СРС в соответствии со своим адресом постоянно меняет рабочую частоту. Одновременный прием во всех 1024 независимых узкополосных каналов позволяет обеспечить прием информации без «коллизий» одновременно от всех передатчиков, выходящих в эфир в данный момент. Максимальное количество передатчиков в системе составляет 600 шт.
  
Приемник построен по двухканальной схеме. Каждый из каналов приемника обеспечивает независимый прием сигналов в 512 узкополосных каналах. При передаче сообщений (тревога, контроль, неисправность, разряд аккумулятора) осуществляется выход в эфир, как на частотах первого, так и второго каналов приемника. В случае неисправности одного из каналов приемника или подавления частот, на которых выходит в эфир передатчик, прием будет обеспечен другим каналом приемника.
Радиоканальная система «Гермес» обеспечивает высокую помехоустойчивость – канал подавить обычными радиотехническими средствами практически не возможно. Расположенные рядом передающие устройства с других радиосредств (радиотелефоны, радиостанции) не оказывают влияния на качество приема. Этому способствует также использование в системе помехоустойчивого кодирования, способного исправлять значительное количество ошибок, а также метод приема «с накоплением», т.е. троекратная передача сообщения с подтверждением, хотя бы двукратном, принятой информации.
Конструктивное исполнение передатчика первого типа обеспечивает его установку в грунте вместе с аккумулятором и антенной, верхняя штыревая часть которой находится над поверхностью земли (рис. 4). Литиевый аккумулятор напряжением 7,4В и емкостью 100Ач обеспечивает непрерывную круглосуточную работу передатчика и подключенного к нему СО в течении одного года. Вес аккумулятора не превышает ? 4 кг.
Второй тип передатчика предназначен для совместной работы с заградительными системами и размещается в шкафу участковом (ШУ) вместе с аккумуляторной батареей, напряжением 12В и емкостью 50 ? 60Ач.
Вместо аккумуляторной батареи ШУ может комплектоваться источником электропитания на основе преобразователя световой энергии в электрический ток. Источник (рис. 5) обеспечивает непрерывное круглосуточное электропитание нагрузки напряжением 12В, мощностью до 2Вт и не требует эксплуатации в течение срока службы, который составляет 10 лет.
  
В состав радиоканального комплекса входят средства обнаружения маскируемого типа «Дуплет» и «Дукат», а также заградительного типа «Дельфин-М» и «Диамант» (рис. 1).
В рамках создания комплекса указанные средства были модернизированы. Целью модернизации СО было снижение энергопотреблениядо 40 мВт, что дало возможность обеспечить непрерывную круглосуточную работу СО вместе с передатчиком от источников АЭП в течение одного года. Предприятием «Дедал» также разработаны и запатентованы технологи механизации монтажа линейной части СО, входящего в состав комплекса.
На рис. 6 показан укладчик кабельных чувствительных элементов (ЧЭ) маскируемых СО «Дуплет» и «Дукат», позволяющий обеспечивать бестраншейную укладку ЧЭ строго параллельно друг другу на заданную глубину 30 ± 3 см. Укладчик выполнен на базе трактора Т-750. Скорость укладки ЧЭ составляет 2-5км/час. Использование укладчика позволяет более чем на порядок уменьшить трудоемкость монтажа по сравнению с монтажом линейной части СО, использующим ручной труд. Бестраншейный способ (с помощью плуга) укладки ЧЭ обеспечивает также:
- сохранение структуры грунта, через который распределяется сейсмосигнал;
- позволяет не допустить со временем проседание грунта в траншеях и сохранить тем самым маскируемость рубежа.
На рис. 7 показана новейшая технология монтажа опор заградительных СО, использующая гидравлический метод вибропогружения, применяемый для строительства сигнализационных заграждений СО «Дельфин-М» и «Диамант». Данный метод позволяет осуществить строительство СО бригадой из 9 человек со скоростью 1 км за смену.
Отдельные элементы радиоканального сигнализационного комплекса успешно прошли испытания на объектах ПС ФСБ России.
Основные технические решения по радиоканальному сигнализационному комплексу были представлены на ежегодной выставке «Интерполитех», проводимой в рамках форума «Граница 2010».
Литература. 1. Борисов В.И. и др. «Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов методом псевдослучайной перестройки рабочей частоты ». Москва, «Радио и Связь», 2000 г.
Материал опубликован на портале: http://daily.sec.ru/
|
| Имя *: | ||
| Email: | ||
| Код *: |  | |
Комментариев нет:
Отправить комментарий