Оптический контроль. Обнаружение БПЛА часть 5

Оптический контроль. Обнаружение БПЛА часть 5


Оптический контроль воздушного пространства на предмет появления беспилотных летательных аппаратов делится на 2 вида: 

  • активное обнаружение;
  • пассивное обнаружение.

Пассивное оптическое обнаружение осуществляется с помощью приемников оптического диапазона с объективами различного усиления. Общая характеристика возможностей пассивного оптического обнаружителя представлена в таблице.

ПараметрЗначения
Ориентировочный радиус действия для малых БПЛАДо 2…5 км в условиях хорошей видимости,
До 1…2 км в условиях плохой видимости и ночью

Используемые области спектраВидимый. Обнаружение контура при дневном освещении.
Ближний инфракрасный. Обнаружение контура БПЛА при плохой освещенности.
Дальний инфракрасный. Обнаружение нагретых элементов конструкции (двигателя, радиоэлектронных нагрузок) и выхлопа двигателя внутреннего сгорания в ночных условиях и в тумане.
Всепогодный режим работы предусматривает наличие приемных устройств на все указанные области.

Определяемые параметры для целеуказанияАзимут и угол места – в пределах радиуса действия.
Примерная конфигурация цели – в пределах 1/2 радиуса действия.
Внешний вид цели – в пределах 1/4 радиуса действия.
Для определения дальности и радиальной скорости методом триангуляции необходим второй приемник.
Угол обзораОпределяется углом обзора объектива.

В основу пассивной системы обзора воздушного пространства (обнаружения малоразмерных движущихся объектов) может быть положен принцип обнаружения малоразмерных движущихся воздушных объектов, использованный в интегрированных радиоэлектронных системах защиты пилотируемых летательных аппаратов от управляемых ракет с оптическими головками самонаведения.

Задача обнаружения малоразмерных объектов решается путем определения номера элементарного приемника (ячейки матрицы), величина сигнала в которой на протяжении нескольких отсчетов, в соответствии с выбранным правилом, отличается от величин сигналов соседних ячеек.

У БПЛА целесообразно использовать вызванное ими нарушение закономерности излучения фона в спектральном диапазоне 0,3…0,4 мкм, характеризуемое величиной и знаком энергетического контраста излучений цели и фона.

При высотах полета менее 500 м, энергетический контраст излучений БПЛА и фона в спектральном диапазоне 0,3…0,4 мкм принимает отрицательные значения, так как на малых высотах интенсивность облучения восходящим потоком излучения нижней поверхности планера БПЛА значительно меньше фона дневного неба, характеризуемого нисходящим потоком излучения.

В ночных условиях, при недостаточной энергетической яркости излучения фона в спектральном диапазоне 0,3…0,4 мкм, а также в дневных условиях, способствующих возникновению устойчивого положительного, обусловленного достаточной разницей температур между нагретыми элементами БПЛА (двигателя, аккумуляторной батареи, подшипников) и приземным слоем атмосферы, в качестве спектрального рабочего диапазона целесообразно использовать длинноволновую область инфракрасного диапазона 8…13 мкм.

В качестве оптоэлектронного датчика (датчиков) панорамных систем обзора пространства могут быть использованы:

  • панорамные системы на основе широкоугольных и сверхширокоугольных объективов;
  • сканирующие панорамные системы (система радарного типа);
  • панорамные системы с полными или круговыми объективами типа «рыбий глаз»;
  • панорамные системы на основе зеркально-линзовых панорамных объективов PAL (Panoramic Annular Lens – панорамные кольцевые линзы);
  • панорамные системы с дискретным (фасеточным) угловым полем.

При этом существенную роль в выборе датчика (датчиков) имеют такие характеристики, как:

  • степень дискретизации поля зрения, определяющая как точность определения координаты (направление на малоразмерный объект), так и дальность обнаружения малоразмерной воздушной цели (чем меньше дискрета – тем больше дальность обнаружения);
  • отсутствие явных демаскирующих признаков в работе (например, вращающихся частей).

Этим требованиям в большей степени отвечают панорамные системы с полными или круговыми объективами типа «рыбий глаз» и панорамные системы с дискретным (фасеточным) угловым полем зрения.

Активный оптический контроль

При активном оптическом обнаружении осуществляется подсветка области пространства лучём лазера невидимой области спектра. Развертка луча лазера в пространстве осуществляется электронно-оптическим модулятором. Общая характеристика возможностей активного оптического обнаружителя представлена в таблице.

ПараметрЗначения
Ориентировочный радиус действия для малых БПЛАДо 5…15 км в условиях хорошей видимости.
До 1…5 км в условиях плохой видимости. Ночью дальность больше.
Используемые области спектраБлижний инфракрасный. Имеются лазеры различного уровня мощности и множество приемников.
Ближний ультрафиолетовый. Нет помех в сумерки и темное время суток. В приемнике не обязательно нужна матрица. Хорошо отражается от полимерной обшивки БПЛА.
Определяемые параметры для целеуказанияАзимут и угол места – в пределах радиуса действия.
Примерная конфигурация цели – в пределах 0,5 радиуса действия.
Внешний вид цели – в пределах 0,25 радиуса действия.
Дальность и радиальная скорость (импульсный и фазовый методы, триангуляция).
Угол обзораОпределяется углом обзора объектива и электронно-оптического модулятора лазера.
В данной статье мы рассмотрели способы активного оптического обнаружения беспилотных летательных аппаратов. Остальные способы и методы контроля воздушного пространства раскрыты в следующих статьях:

Способы обнаружения беспилотных летательных аппаратов. Часть 1
Радиотехнический контроль и обнаружение беспилотников. Обнаружение часть 2
Радиолокационные системы для обнаружения беспилотников. Принцип действия. Обнаружение часть 3
Пассивный радиолокационный контроль. Обнаружение часть 4
Акустический контроль. Обнаружение БПЛА часть 6