Етапи обробки інформації в АСУ бойовими засобами

Задачи управления, решаемые боевыми расчетами в АСУ при отражении налетов воздушного противника, можно объединить по функциональному признаку в несколько групп, каждой из которых соответствует определенный этап обработки информа­ции с использованием всего комплекса средств автоматизации;

В структуре процесса обработки информации принято выделять следующие основные этапы:

1)формирование информационной модели воздушной и назем­ной обстановки;

2)отображение информационной модели обстановки на инди­каторах и табло автоматизированных рабочих мест;

3)выработка решения на боевые действия (ведение огня) соеди­нений, частей и подразделений ПВО;

4)постановка огневых задач подчиненным;

5)контроль выполнения поставленных задач.

Рассмотрим последовательность решения, содержание и взаимосвязь задач обработки информации, характерных для АСУ БС войск ПВО СВ.

В настоящее время основными источниками информации воздушном противнике являются радиолокационные станции. Выдаваемаямая ими информация проходит в процессе формирова­нии информационной модели воздушной обстановки несколько этапов обработки, условно именуемых первичной, вторичной обработкой информации, сбором и обобщением данных о воз­душной обстановке (рис. 1.3).

Первичной обработкой радиолокационной информации называется процесс выделения данных о воздушных объектах из сигналов, полученных на выходе приемника РЛС за один обзор пространства То.

При первичной обработке решаются следующие основные.члдачи: обнаружение воздушного объекта на фоне шумов и по­мех, опознавание объекта, определение его координат и харак­теристик, присвоение первичного номера, привязка к координат­ам времени локации, преобразование (кодирование) полученной информации к виду, удобному для дальнейшего использования. В результате первичной обработки для каждого 1-го воздушного объекта в k-м обзоре r-го источника определяются:

координаты мгновенного положення , , ;

номер в системе нумерации источника ;

время (момент) локации

Эти числа в своей совокупности образуют так называемую отметку цели (своего объекта). Кроме того, в процессе первич­ной обработки сигналов РЛС определяются дополнительные данные о целях—их характеристики: признак государственной принадлежности («свой»—«чужой»), численный состав (оди­ночная, групповая), тип (аэродинамическая, баллистическая, вертолет), признаки применения целью помех, маневра и др.

Отметки целей еще не содержат всех сведений, необходимых органу управления при выработке решения, поэтому они подвер­гаются в АСУ дальнейшей, вторичной обработке.

Вторичная обработка информации — это процесс выделения и сопровождения траекторий воздушных объектов по отметкам, поступающим в соседних обзорах от одной и той же РЛС. Основными задачами этого этапа обработки являются обнаружение траекторий воздушных объектов по нескольким отметкам и сле­жение (сопровождение) за обнаруженными траекториями.

Обнаружение траекторий при вторичной обработке осущест­вляется в течение п предусмотренных алгоритмом обработки циклов работы РЛС, то есть за время . Операции, состав­ляющие содержание задачи сопровождения траектории, выпол­няются в течение всего времени наблюдения за объектом .Конечными результатами вторичной обработки являются:

текущие координаты целей (своих самолетов) , , ;

составляющие скорости их движения , , ;

характеристики целей.

Дополнительно при вторичной обработке могут определяться и другие данные — ускорения по координатам X, Y, Н, курс, курсовая скорость и т. д. Номера, параметры движения, харак­теристики целей представляются на индикаторах обстановки в виде формуляров Фi; — компактных таблиц чисел и символов, которые обычно «привязываются» к вершинам траекторий.

По результатам вторичной обработки информации о воздуш­ной обстановке органу управления уже обеспечивается возмож­ность в ряде ситуаций управлять огнем средств ПВО с доста­точно высокой эффективностью. Однако одна РЛС, по данным которой ведется вторичная обработка, как правило, не в состоя­нии обеспечить пункт управления полными и достоверными данными о воздушной обстановке. Причинами этого являются недостатки позиции РЛС, ограниченные возможности станции данного типа по обнаружению, обработке и передаче данных в условиях применения противником помех и т. д. Поэтому в АСУ возникает необходимость получения и объединения ин­формации от нескольких дополняющих друг друга рассредото­ченных в пространстве источников данных о воздушной обста­новке.

Сбор и обобщение данных о воздушной обстановке от не­скольких источников (этот этап иногда называют третичной обработкой информации) имеет целью создание максимально полной и достоверной информационной модели воздушной об­становки.

Источником информации на этом этапе ее обработки для пунктов управления средствами ПВО являются собственные РЛС разведки, РЛС подчиненных пунктов управления, ближай­шие автоматизированные радиолокационные посты, соседние и вышестоящие командные пункты ПВО, пункты управления авиацией и др.

Прием данных от источников ведется по автоматическим телекодовым каналам с использованием кодограмм различного вида, что определяется составом передаваемых данных и типом источника.

Обработка полученной информации осуществляется в течение всего времени наблюдения за воздушной обстановкой Тн. При этом учитывается вся совокупность данных, полученных о сопровождаемых воздушных объектах на каждом источнике. Основ­ными операциями, составляющими содержание третичной обра­ботки, являются:

сбор данных от нескольких источников;

пересчет координат и параметров движения целей к единой системе координат АСУ;

приведение информации разных источников к единому вре­мени отсчета;

отождествление траекторий, то есть принятие решения о при­надлежности их тем или иным целям, и установление общего числа реально сопровождаемых целей;

осреднение (сглаживание) координат и параметров движе­ния, уточнение характеристик, то есть формирование обобщен­ных траекторий целей.

В результате решения этих задач формируются и отобража­ются на индикаторах пункта управления следующие данные:

усредненные по данным нескольких источников текущие ко­ординаты , , и параметры движения целей , , ;

номера целей в единой системе нумерации АСУ

уточненные характеристики целей.

При отсутствии необходимости детализации воздушной обста­новки в процессе третичной обработки может производиться укрупнение информации путем объединения целей, имеющих близкие значения параметров траекторий, в группы и потоки. По результатам сбора и обобщения данных нескольких источ­ников, разнесенных на местности на определенное расстояние, осуществляется также сопровождение постановщиков активных помех методом триангуляции.

Таким образом, итогом решения задач трех рассмотренных этапов обработки информации является формирование в памяти вычислительной системы пункта управления информационной модели воздушной обстановки, которая выдается по запросу на средства отображения АРМ боевого расчета.

Сбор и обработка данных о наземной обстановке, положении, состоянии и боевых действиях средств ПВО не связаны с проведением сложных вычислений, а сводятся к решению с по­мощью аппаратных средств в основном логических задач по приему, распаковке сообщений и ведением информационных массивов в памяти ЭВМ. При этом основной объем данных, ха­рактертзующих местоположение сил и средств ПВО, их состояние, выполняемые в данный момент времени задачи, поступает от подчиненных (соседних, взаимодействующих) пунктов управления ПВО.

Источниками информации о наземной обстановке (положе­ние, характер боевых действий прикрываемых войск и против­ника, фактические и прогнозируемые условия ведения боевых действий и др.) являются, как правило, ЭВК общевойсковых штабов.

От командных пунктов авиации собираются сведения о планируемых пролетах своей авиации.

Решение задач данного этапа осуществляется с учетом важ­ности принимаемой информации, ее влияния на решения органов управления. В АСУВ назначается несколько категорий срочно­сти информации, которыми определяется очередность передачи и обработки данных. Как срочная, внеочередная передается, об­рабатывается и доводится до боевых расчетов информация о рез­ком изменении наземной обстановки (ввод в бой второго эшело­на, нанесение ядерного удара, переход от наступления к обороне и др.), о массовом подъеме в воздух своей авиации, об измене­нии границ ответственных секторов и способов взаимодействия с авиацией и соседями и т. д. Срочные команды и сигналы управления обычно индицируются специальными признаками (цветовое кодирование, яркостная модуляция, размеры знаков) и сопровождаются звуковыми сигналами.

Отображение информации об обстановке. Конечной целью этого этапа обработки информации является формирование на экранах индикаторов и табло КП ПВО информационной модели обстановки. Она создается по данным местных и удаленных источников информации и содержит сведения о противнике, при­крываемых* войсках и объектах, состоянии и действиях сил и средств ПВО, на основе анализа и оценки которых вырабаты­вается решение.

Процедура отображения информации реализуется в АСУ главным образо'м аппаратными средствами. С помощью вычис­лительных машин при этом выполняются операции поиска и вы­борки из информационных массивов запрашиваемых данных и подготовка их к выдаче на устройства отображения. Основным содержанием подготовки являются пересчет координат наземных и воздушных объектов в единую систему координат, отбор для выдачи на отображение тех из них, которые «вписываются» в за­данные масштабы индикаторов, перекодировка выводимой из ЭВМ информации в кодограммы обмена с устройствами отобра­жения.

Этап выработки решения по значимости и сложности решае­мых при этом задач занимает центральное положение в процессе обработки информации в АСУ. В информационном аспекте вы­работка решения есть многогранный творческий процесс целе­направленной переработки циркулирующей в АСУ информации состояния в командную информацию устанавливающую наибо­лее эффективные; способы-действий подчиненных средств ПВО в условиях сложившейся обстановки (см. рис. 1.1). С учетом ло­гической последовательности и содержания выполняемых опера­ций, распределения функций между человеком и вычислительной системой процесс выработки решения можно разделить на два этапа (см. рис. 1.3).

Начальным этапом процесса выработки решения является информационная подготовка решения. В ходе ее, исходя из по­ставленных старшим начальником задач, на основе анализа и оценки модели общей обстановки производится отбор данных, необходимых командиру для принятия решения, и определение их количественных значений.

Исходными данными для информационной подготовки реше­ния являются сведения, полученные на предыдущих этапах обра­ботки информации о воздушной и наземной обстановке, а также характеристики боевых возможностей воздушного противника и средств ПВО.

В дополнение к этим данным при информационной подготов­ке решения определяется ряд величин, позволяющих связать воздушную обстановку с местоположением огневых средств группировки и прикрываемых войск, оценить возможное разви­тие обстановки к моменту выполнения огневыми средствами по­ставленных задач, произвести отбор целей и огневых единиц, которые следует включить в рассмотрение при целераспределении, оценить эффективность вариантов решения.

Так, на первых шагах информационной подготовки решения рассчитываются значения параметров пространственно-времен­ного положения целей относительно заданных рубежей (зон) и боевых порядков огневых средств (курсовые параметры, под-летное время). На основе логического анализа полученных ха­рактеристик и признаков целей (тип, численный состав, построе­ние боевого порядка, способ противодействия системе ПВО и др.) определяется их относительная важность, то есть степень опасности для прикрываемых войск. Далее осуществляется прог­нозирование воздушной обстановки в зоне боевых действий средств ПВО на время, соответствующее моментам выполнения ими огневых задач, и по установленным критериям проводится отбор целей и огневых средств, которые следует включать в рас­смотрение при оптимизации решения в очередном цикле управ­ления.

Таким образом, в результате выполнения этих операций опре­деляются: множество целей {N і}, по которым должно в данный момент времени приниматься решение на их уничтожение; коэф­фициенты относительной важности целей (S і); множество огне­вых средств {М і}, готовых к ведению огня по целям.

Конечной задачей информационной подготовки решения яв­ляется вычисление для каждого готового к ведению огня; j -го огневого средства значения показателя эффективности воз­действия его по целям, угрожающим прикрываемым войскам и объектам, другими словами, определение в итоге матрицы эф­фективности , где n и m есть соответственно количество целей и огневых средств, учитываемых при целераспределении в текущем цикле управления . В теории управ­ления огнем войск ПВО СВ в качестве такого показателя эффек­тивности принято использовать вероятность Wіjпоражения i-й цели j-м огневым средством при условии назначения его для уничтожения этой цели. Однако на практике из-за неполноты исходных данных, всякого рода ошибок получение точных зна­чений Wіj непосредственно при отражении налета является сложной, а зачастую неразрешимой задачей. Поэтому в реаль­ных алгоритмах информационной подготовки используются дру­гие показатели, легко поддающиеся вычислению и позволяющие косвенно оценить вероятность Wіj.

Процесс выработки решения завершается процедурой опти­мизации и принятия решения. Основным ее содержанием явля­ются формирование и оценка возможных вариантов решения и выбор оптимального, при выполнении которого обеспечивается достижение максимальной эффективности боевых действий управляемых средств ПВО.

Оптимальное решение отыскивается путем преобразования полученных при информационной подготовке данных в матрицу параметров решения (параметров управления) , эле­менты которой Zіj задают наиболее эффектив­ные способы действия огневых средств по целям в данном цикле управления. В АСУ БС войск ПВО СВ решение этой оптими­зационной задачи производится командиром, как правило, с ис­пользованием рекомендаций ЭВМ, которая вырабатывает их в соответствии с заданными методом оптимизации, критерием оптимальности и установленными ограничениями на способы применения огневых средств. Однако собственно принятие ре­шения как заключительный волевой акт процесса выработки решения осуществляется лично командиром после оценки, утверждения или корректировки машинного варианта решения. Только после этого элементы решения Zіj преобразуются ЭВМ в соответствующие команды управления (данные целеуказания) и выдаются средствам ПВО для исполнения. В исключительных случаях, например, при заблаговременном утверждении коман­диром машинного решения, что может быть вызвано острым дефицитом располагаемого времени, в АСУ БС производится автоматическая передача машинного решения исполнителям. Но и в таких ситуациях за человеком сохраняется ведущая роль, право в любой момент времени внести необходимые коррективы в процесс управления.

Решение командира па уничтожение целей доводится до под­чиненных огневых средств на этапе целеуказания. (Целеуказа­ние может рассматриваться не только как процесс доведения решения до огневых средств, но и как способ постановки огневых задач). В АСУ БС целеуказание осуществляется путем форми­рования в соответствии с матрицей параметров решения и передачи с командного пункта сообщений, которые содержат сведения, обеспечивающие понимание подчиненными пунктами управления поставленных огневых задач, обнаружение и захват назначенных для уничтожения целей средствами раз­ведки и наведения зенитных комплексов.

В составе данных целеуказания передаются: номер (адрес) огневого средства, которому ставится огневая задача, текущие координаты, параметры движения, характеристики подлежащей уничтожению цели, а также команда, определяющая способ дей­ствия по цели. Целеуказание ведется, как правило, в единой системе координат АСУ с последующим пересчетом данных и местные системы координат огневых средств. Для обеспечения высокой достоверности доведения решения командира до испол­нителей при целеуказании используются специальные меры—­многократное повторение сообщений, помехоустойчивое кодиро­вание, введение обратной связи и др.

Аппаратура автоматизации объектов управления производит прием данных целеуказания, декодирование и проверку их на достоверность, селекцию целей, назначенных для уничтожения каждому конкретному огневому средству, пересчет траекторий целей в местные системы координат и при необходимости к ре­альному времени, а затем выдает их на оконечные устройства АСУ ВС. В зависимости от уровня автоматизации процесса целе­указания такими устройствами могут быть индикаторы и табло АРМ подчиненных пунктов управления, приводы наведения ра­диолокационных станций, пусковых установок, боевых машин и т. д.

Получение и отработка целеуказания подтверждаются огне­выми средствами путем выдачи специальных сообщений-доне­сений, позволяющих судить о правильности понимания и ходе выполнения ими поставленных огневых задач.

Контроль за выполнением огневых задач обычно осуществля­ется посредством анализа донесений, поступающих от огневых средств. В составе донесений кроме данных о текущем состоя­нии и действиях огневых средств может содержаться важная дополнительная информация об обстреливаемых целях (манев­рируют, разделяются, применяют помехи и т. д.), учет которой позволяет командиру своевременно внести соответствующие коррективы в решение.Опыт эксплуатации АСУ в войсках ПВО СВ свидетельствует о том, что эффективность их применения во многом зависит от глубины понимания офицерским составом содержания и сущно­сти процессов обработки информации в системах управления, знания ими математического и программного обеспечения АСУ. Это обусловлено тем, что решение практически любой задачи в АСУ основано на тех или иных формальных ограничениях и допущениях, которые в ряде тактических ситуаций не в полной мере 'отвечают условиям боевых действий средств ПВО, и не позволяют без личного вмешательства командира добиться вы­полнения основного требования к управлению войсками—до­стижения максимальной эффективности использования боевых возможностей подчиненных сил и средств ПВО. Следовательно, деятельность командира, других лиц оперативного состава в АСУ должна базироваться на творческом понимании процес­сов обработки информации, знании особенностей их реализации в конкретных образцах АСУ.

Заключення

Рассмотренные в лекции, методы автоматизированной обработки информации дают достаточно полное пред­ставление о задачах, решаемых ЭВМ. Этого однако, недоста­точно для уверенной работы на каком-то конкретном образце АСУ. Иэучение теоретических основ обработки информации должно быть дополнено изучением математического обеспечения хотя бы нескольких автоматизированных систем управления

Объективной опенке возможностей АСУ в немалой степе­ни способствует исследование качества реализованных в них алгоритмов обработки информааии. Методы исследования алгоритмов развиваются по мере появления новых задач обра­ботки данных.

Викладач кафедри №202

ПР.ЗСУ М.М.Кукушкін

2007р.