Radiotechnické pasivní systémy PRP-1 KOPÁČ, RAMONA, TAMARA

Česká i zahraniční veřejnost je z různých úrovní již  několik let informována o radiotechnickém pasivním systému  TAMARA. V tisku se však o něm často píše jako "pasivním radaru"  nebo "radaru". Obojí není správné, protože radar (radiolokátor)  se vyznačuje vyzařováním elektromagnetické energie do prostoru  a vyhodnocováním přijatých odrazů od různých objektů - letounů,  lodí a pod. Pozemní a palubní letecké i lodní radiolokátory dnes  tvoří jeden z nejvýznamnějších technických prostředků v civilních  i vojenských aplikacích. Není proto náhodné, že téměř souběžně  s vynálezem a použitím radaru, v době druhé světové války, byla  vyvíjena i technika pro průzkum a rušení radiolokačních, nebo  obecněji radiotechnických signálů.

 Koncem padesátých let byla ve výzkumném pracovišti tehdejší  Československé lidové armády vynalezena nová, originální,  t. zv. časoměrně-hyperbolická metoda (potvrzená patentem ČSR  - autor doc.Ing. Vlastimil Pech, CSc.) umožňující jednoznačné,  monoimpulsní a vysoce přesné určení polohy zdroje  radiotechnických signálů. Podstatou metody je vyhodnocování  časových rozdílů ozáření tří navzájem vzdálených pozemních  přijímacích stanovišť impulsním signálem zjišťovaného zdroje.  Časové rozdíly v ozáření jednotlivých stanovišť totiž jednoznačně  definují parametry hyperbolických křivek (přesněji hyperboloidů)  v jejichž průsečíku je zdroj signálu. ( Jde o inverzní metodu  k známému navigačnímu systému LORAN, který je naopak tvořen  několika pozemními vysílači a speciální přijímací a vyhodnocovací  aparaturou na palubě letounů.) Vynález nezůstal teorií, ale velmi  rychle se uplatnil v praxi. Již za několik let disponovala naše  armáda technikou PRP-1 KOPÁČ (přesný radiotechnický pátrač, resp.  korelační pátrač). V sedmdesátých letech pak druhou generací této  techniky pod názvem RAMONA a v dalším desetiletí již třetí  generací nazvanou TAMARA. Uvedené typy RAMONA a TAMARA byly  původně vyvíjeny pro potřeby všech států Varšavské smlouvy jako  prostředky radiotechnického průzkumu pro nejvyšší stupně velení  - v tehdejším označení šlo o organizační stupně armáda a front.  Podle údajů výrobce bylo exportováno kolem 50 systémů a praxe  prokázala jejich vysokou užitnou hodnotu. Potvrdilo se, že  sledování letounů je možné velmi efektivně zajistit i pouhým  pasivním příjmem signálů vyzařovaných z letounů a že pomocí  analýzy signálů lze navíc rozpoznávat typy letounů nebo pozemních  (hladinových) radiotechnických vysílačů a určovat velmi přesně  jejich polohu a další charakteristiky.

 První typ PRP-1/KOPÁČ byl v operačním použití plných dvacet  let. Skládal se ze čtyř skříňových vozidel Praga-V3S, z toho tří  se speciální přijímací a vyhodnocovací aparaturou a jednoho  vozidla s ručním zobrazovacím zařízením Planžet. Přijímací antény  byly umisťovány na střeše skříňové karoserie nebo ve vhodných  výškových objektech. Vyhodnocovací aparaturu tvořily bloky s  několika sty vakuových elektronek, hyperbolickými indikátory,  analyzátorem signálů a originálním hybridním počítačem, který  umožňoval změřit časová zpoždění operátorem označeného cíle  s přesností 100 nanosekund. Na tehdejší československou i  zahraniční součástkovou základnu to jsou jistě i dnes pozoruhodné  parametry. Širokopásmový přijímací systém byl přelaďován ručně  nebo elektromechanicky. Operátor vyhodnocovací části mohl (podle  stupně vycvičenosti) v ručním režimu sledovat trajektorie šesti  až osmi letounů.

 Druhý typ, nazvaný přitažlivým jménem RAMONA, již  představoval rozsáhlý systém přepravovaný na třinácti terénních  automobilech TATRA-148. Šest automobilů přepravovalo anténní  aparaturu a příhradový kotvený stožár, který bylo možno vysunout  do výšky až 25 metrů a dalších sedm automobilů přepravovalo  kontejnery s elektronikou přijímací a vyhodnocovací části systému  a ostatním vybavením. Systém RAMONA byl již vybaven poměrně  výkonným číslicovým počítačem pro okamžité vyhodnocování  souřadnic, trajektorií a typů zjišťovaných pozemních a vzdušných  cílů a pro dálkové řízení činnosti přijímačů všech tří stanovišť.

 Výstupní datové informace bylo možno přenášet pomocí  úzkopásmového telefonního kanálu na vzdálenou zobrazovací  aparaturu Plažet-2/3, která byla vybavena číslicovým počítačem  a velkoplošnými elektromechanickými zobrazovacími panely.  Systém umožňoval automatické sledování tras až 20 letounů a  určování jejich typu a režimu činnosti.

 Třetí typ, nazvaný TAMARA, se vyznačoval nejen vyšším  stupněm automatizace a možnostmi zpracování signálů, ale také  vysokou mobilností a odolností konstrukce pro činnost v zamořeném  prostředí. Komplet tvoří osm terénních vozidel TATRA-815.  Přijímací systém každého ze tří stanovišť je umístěn ve válci na  vrcholu 25 metrů vysokého, teleskopicky výsuvného stožáru, nebo  ve stacionárním objektu. Pro řízení činnosti celého systému  a vyhodnocování dat se používá čtrnáct počítačů. Získané údaje  lze rovněž přenášet po běžných telefonních kanálech na vzdálená  velkoplošná zobrazovací zařízení Planžet-4/5. Programové vybavení  zajišťuje současné automatické sledování tras až 72 letadel  a určení jejich typu na základě okamžité analýzy přijímaných  signálů. Paralelně lze sledovat i činnost dalších desítek  pozemních vysílačů, určovat jejich typ a přesné souřadnice, při  umístění systému na pobřeží pak také lodní provoz, včetně  rozpoznávání typů plavidel.

 Širokopásmová přijímací aparatura výše uvedených typů  techniky je velice citlivá a umožňuje příjem prakticky všech  známých radiotechnických vysílačů v pásmu decimetrových až  centimetrových vln s dosahem (detekcí vysílačů) do 400 až 500  kilometrů. Použité monoimpulsní zpracování signálu se vyznačuje  nezávislostí na kmitočtovém přelaďování zaměřovaného cíle. Tato  důležitá vlastnost umožňuje jednoznačné zaměřování kmitočtově  agilních radiolokačních cílů, případně signálů šumových nebo  impulsních rušičů, které pro pasivní systém představují nejen  užitečný zdroj polohových informací, ale též dalších nezbytných  parametrů pro odvetná opatření aktivních systémů elektronického  boje. Z uvedeného je zřejmé, že vojenská hodnota českých  pasivních systémů je skutečně vysoká.

 Činnost specializovaného pracoviště AČR se po  demokratických změnách v ČR zaměřila na další rozvoj a užitečné  využití pasivních systémů v civilní i vojenské sféře. Na výstavě  IDET-94 byla ve vojenské expozici řízení letového provozu poprvé  veřejnosti v živém přenosu předváděna reálná civilní letová  situace sledovaná systémem TAMARA. V témže roce Armáda České  republiky prezentovala uvedený systém počítačovým záznamem  z reálného provozu i na mezinárodní výstavě Farnborough  International-94 v expozici výrobce. V závěru roku 1994 také  úspěšně skončila první dvouměsíční etapa experimentálního provozu  systému TAMARA ve vojenském sále řízení letového provozu na  mezinárodním letišti Praha-Ruzyně. Systém zaujal svými možnostmi  civilní i vojenské specialisty ŘLP a dal podnět k ... "vymyšlení  něčeho provozně nenáročného a levného, speciálně pro potřeby  ŘLP".

 Tento uživatelský impuls našel příznivou a rychlou odezvu.  Již srpnu 1995 se v ČR zrodil (ve zkrácené době osmi měsíců)  další typ pasivního sledovacího systému, který dostal jméno VĚRA  a je určen speciálně pro potřeby řízení letového provozu (ŘLP)  AČR.

 Po typech PRP-1 KOPÁČ, RAMONA a TAMARA, představuje VĚRA  již čtvrtou generaci pasivních systémů vyvinutých v České  republice během 42 let trvání oboru. Každý z uvedených typů  techniky má svoji konkrétní technologii, technické řešení,  software a určení. Jejich společným znakem je využití  časoměrně-hyperbolického principu k určování polohy zdroje  elektromagnetických signálů. U systému VĚRA jsou těmito signály  odpovědi palubních odpovídačů sekundární radiolokace (SSR/SIF),  vysílané ve formě impulsních kódů. Vývoj PSSV realizovala v roce  1995 nově vzniklá a.s. ERA Pardubice (tvořená zkušeným kolektivem  vývojových pracovníků dřívějšího s.p. TESLA Pardubice) na základě  požadavku velení letectva a PVO AČR a Mezirezortní komise pro  řízení letového provozu MO ČR. První představení funkčního vzoru  systému v reálném provozu se uskutečnilo na Aerosalonu-95  v Praze-Ruzyni a upoutalo velkou pozornost laické i odborné  veřejnosti.

 Pasivní sledovací systém VĚRA (nebo zkráceně PSS VĚRA) se  skládá minimálně ze tří bezobslužných stacionárních přijímacích  stanic, rozmístěných na vhodných výškových dominantách v terénu  a centrální procesorové stanice. Zpracování přijatých signálů  probíhá v reálném čase a zajišťuje okamžité vyhodnocení 2D (X/Y)  polohy letounů při použití tří stanovišť, nebo 3D (X/Y/Z) polohy  při použití čtyř a více stanovišť, jejich barometrické výšky  a identifikačních kódů systémů SSR/SIF. Následně se provádí  automatické sledování drah (vedení) všech letounů. Výstupní  informace o aktuální vzdušné situaci je předávána přes datové  spojení do situačního displeje k zobrazení, dalšímu zpracování  a distribuci uživatelům. Při technickém řešení byly použity  nejmodernější technologie z oboru mikrovlnné a digitální  techniky. Výsledkem je kompaktní, vysoce spolehlivá, rozměrově  a váhově minimalizovaná konstrukce. To značně snižuje nároky na  výběr stanovišť pro přijímací aparaturu, nároky na obsluhu  a technické zajištění provozu. O dosažené úrovni technologie  svědčí např. parametry jedné přijímací stanice, jejíž váha je cca  25 kg a elektrický příkon cca 30 wattů. První funkční vzor  systému VĚRA byl instalován na stanovištích s nadmořskou výškou  cca 1000 metrů a od srpna 1995 úspěšně testován v nepřetržitém  provozu skupinou specialistů Střediska pasivních systémů letectva  a PVO AČR. Testování prokázalo, že dosah systému je 400 až 500 km  v úhlovém sektoru větším než 1200 a dostatečně pokrývá celé území  ČR (při odpovídajícím radiovém horizontu) i část vzdušného  prostoru některých sousedních států. Připomeňme, že jedním ze  základních parametrů bezpečnosti letového provozu je dosahovaná  přesnost určení polohy letounů. Ověřená stacionární přesnost  měření (ve vzdálenosti kolem 100 kilometrů) je u systému VĚRA  řádově desítky metrů a prostorově závisí na poloze letounu  vzhledem k přijímacím stanicím. Současné programové vybavení  umožňuje automaticky sledovat až 300 letounů současně.

 Na základě prokázaných výsledků při provozu funkčního vzoru  PSS VĚRA bylo velením AČR rozhodnuto o dalším vývoji a zařazení  této techniky do výzbroje pro plnění funkce záložního sytému ŘLP  AČR. V současné době má naše armáda v provozu již celoúzemní síť  pasivních systémů VĚRA a probíhají závěrečné práce pro zajištění  jeho plně automatického (bezobslužného) provozu, který je  předpokladem k následnému operačního využití a plné integraci  s celoúzemním radiolokačním systémem řízení letového provozu.

 1. Definice pojmů
 Názvem pasivní detekce vzdušných cílů lze obecně označit  zjištění létajících objektů pasivními metodami, t. j. technikou,  která ke zjištění cíle nevyužívá vlastní vyzařování (vysílání),  ale pouze přijímá a vyhodnocuje jeho charakteristické příznaky  v optickém, zvukovém, tepelném nebo elektromagnetickém spektru.
 Pokud lze relativně plynule a přesně zajistit vyhodnocování  polohových souřadnic pohybu cíle, hovoříme o sledování, resp.  pasivním sledování trajektorie letu.
 Identifikací se nazývá rozpoznání typu cíle. Může mít  různou úroveň věrohodnosti až do t.zv. individuální identifikace, např. rozpoznání konkrétního letounu mezi ostatními letouny  shodného typu a režimu činnosti.
 Ze značně široké oblasti pasivních systémů různého určení a  možností je v tomto článku dále věnována pozornost pouze  radiotechnickým pasivním sledovacím systémům velkého dosahu. Pro  zjednodušení textu je používáno jejich současné zkrácené označení  - pasivní sledovací systémy (PSS), resp. pasivní systém.

 2. Zdroje informací pro pasivní sledovací systém
 Soudobé letouny, nebo obecněji létající vzdušné objekty,  jsou vybaveny řadou aktivních palubních systémů, které pro  zajištění bezpečnosti letu a vedení bojové činnosti vyzařují  signály s různou modulací, výkonem i kmitočtem nosné vlny.  Předmětem zájmu pasivních systémů je proto signál, jeho parametry  v prostoru, čase a souvislostech. Vzhledem k fyzikálním možnostem  detekce jsou pro soudobé pasivní systémy reálným zdrojem  informací především signály palubních radiolokátorů, navigačních  dotazovačů, identifikačních odpovídačů, rušičů (impulsních nebo  šumových) a prostředků přenosu dat (Data Link).

 3. Používané principy určování polohy cílů
 Z hlediska principu lokalizace polohy (zaměřování) cíle lze  provést rozdělení pasivních systémů na
 a) směroměrná zařízení
 - s vyhledáním azimutu cíle pomocí úzké rotující anténní  charakteristiky,
 - s okamžitým určováním směru metodou amplitudové či fázové  komparace přijímaných signálů, příp. s využitím měření  Dopplerova kmitočtového posuvu,
 - s vyhodnocením časových rozdílů příjmu signálů ve dvou
 blízkých bodech),
 b) zařízení s časově a kmitočtově rozdílovou metodou určování  polohy cílů (nazývanou Differencial Doppler Systems),
 c) časově rozdílová, t. zv. hyperbolická zařízení (tří a vícepoziční) pro určování polohy cílů.

plk. v z. Ing. Petr Svoboda, CSc.

Vyhledat

Napište nám Návštěvní kniha Spřátelené weby Mapa stránek

veškeré texty i fotografie zde uveřejněné podléhají licenci Creative Commons BY-NC-ND