ДПЛА.ру/Воздушная разведка и наблюдение поля боя.

В чём разница? (рассуждение 1)

 

 

 

[ДПЛА.ру/Главное меню]

 

 

 

Э.П. Лукашева, Н.В. Чистяков

 

 

[ДПЛА.ру/Главное меню] 1

1. Введение. 1

2. Историческая справка. 2

3. Лингвистический и философский анализ терминов. 3

4. Основная проблема воздушной разведки. 3

5. Основная проблема воздушного наблюдения поля боя. 3

 

 

 

 

1. Введение

Статья написана с целью уточнения часто употребляемых в дискуссиях по беспилотным самолётам-разведчикам и дистанционно пилотируемым летательным аппаратам терминов «воздушная разведка» и «наблюдение поля боя». Почему мы считаем, что есть потребность внесения ясности в терминологию? Причина в том, что различные люди вносят в указанные термины различный смысл, а зачастую не вносят никакого смысла, просто оперируя привычными словосочетаниями в качестве жреческих заклинаний. Возможно, что существуют какие-то ведомственные документы Минобороны, детально определяющие смысл обсуждаемых терминов применительно к беспилотным и дистанционно пилотируемым летательным аппаратам (БПЛА и ДПЛА) и комплексам на их основе, но нам они неизвестны. Эту статью авторы предлагают рассматривать как лепту в расчистку терминологических и смысловых завалов, накопившихся более чем за четверть века русского ДПЛАстроения.

Важное замечание. Статья не посягает на тактическую, «военную» трактовку терминов «воздушная разведка» и «наблюдение поля боя», а рассматривает указанные термины только в связи с особенностями беспилотных самолётов-разведчиков  или наблюдателей пол боя (БПЛА и ДПЛА), алгоритмов работы комплексов беспилотной воздушной разведки и наблюдения поля боя,  способов получения, обработки и использования полученной от беспилотного летательного аппарата разведывательной информации. Иными словами, приведённые ниже рассуждения в основном касаются технической, а не тактической стороны дела.

 

 

 

 

2. Историческая справка

Понятие «воздушная разведка» существует давно. Первые опыты военного применения авиации ещё до первой мировой войны (итало-турецкая война 1911 года) были связаны именно с воздушной разведкой и корректировкой артиллерийского огня.

Термин «наблюдение поля боя» принадлежит сухопутчикам. Наблюдению поля солдат-пехотинцев учат, начиная с первых дней службы. Словами «наблюдение поля боя» пользуется и авиация. В годы Великой Отечественной войны основной задачей наблюдения поля боя с воздуха было определение текущего положения своих подвижных войск, вводимых в прорыв. (См. например, Г.В. Зимин. «Истребительная авиационная дивизия. Тактика в боевых примерах». М., Воениздат, 1982).  Разновидностью наблюдения поля боя можно считать корректировку артогня с летательного аппарата.

 

Комплексы беспилотной воздушной разведки в нашей стране зародились в конце 50-х годов. Знаменитые разведывательные комплексы с БПЛА «Стриж» и «Рейс» КБ им. Туполева, служащие и поныне, самые яркие и типичные представители комплексов беспилотной воздушной разведки и беспилотных самолётов-разведчиков.

Термин «наблюдение поля боя» применительно к комплексу беспилотной воздушной разведки впервые появился в 1982 году при постановке опытно-конструкторской разработки полкового комплекса «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1» в интересах Воздушно-Десантных войск.

Комплекс замышлялся, как средство воздушной разведки и наблюдения поля боя командира воздушно-десантного полка. Основной задачей, которую должен был решать комплекс «Строй-П» в ходе воздушно-десантной операции (6.. 7 суток), было наблюдение удалённых танкоопасных направлений (дорог, мостов, дефиле и т.п.) с целью своевременного выявления выдвижения противника, направляющегося на разгром десантировавшейся группировки. В качестве основной цели, которую должен был обнаруживать и распознавать в реальном масштабе времени комплекс «Строй-П», задавался открыто расположенный  танк.

Заказчиком комплекса «Строй-П» были определены Военно-Воздушные Силы. К сожалению, до сих пор по непонятным причинам Военно-Воздушные силы выступают заказчиками тактических комплексов дистанционно пилотируемых летательных аппаратов (ДПЛА), хотя эти комплексы ВВС абсолютно не нужны. Вернее, комплексы нужны, но не ВВС. В итоге, ДПЛАстроение дополнительно тормозится уже третий десяток лет. 

По своему замыслу комплекс «Строй-П» существенно отличался от хорошо известных ВВС комплексов воздушной разведки с беспилотными самолётами-разведчиками «Стриж», «Рейс» и, что называется, «не отвечал». Это был принципиально другой комплекс, основным отличием которого было, как теперь становится понятным, интерактивное управление беспилотным летательным аппаратом (см. нашу статью «Что такое ДПЛА?»). Поскольку по понятным причинам в ВВС бюрократизм развит сильнее, чем в других видах Вооружённых сил, то при согласовании Тактико-технического задания представители ВВС наотрез отказывались подписывать документ, где назначением комплекса «Строй-П» называлась «воздушная разведка». В итоге появился компромиссный термин «наблюдение поля боя» и документ был подписан.

Для военного ведомства характерна высокая текучесть кадров. Офицер уходит в отставку, когда гражданский специалист входит в пору творческого расцвета. Поэтому буквально через три-четыре года (уже к началу «перестройки») причина появления термина «наблюдение поля боя» военными забылась, и возникла некая военно-народная этимология: дескать, наблюдение поля боя – это та же воздушная разведка, но с низкой точностью определения координат целей.  Ради исторической справедливости необходимо отметить, что в Тактико-техническом задании на комплекс «Строй-П» требование измерения координат целей отсутствует вообще, и военно-народная этимология не имеет под собой почвы. Измерение координат целей было реализовано разработчиками комплекса «Строй-П» просто потому, что не измерять координаты цели, когда вся информация для этого есть, глупо. Точность измерения координат целей получилась невысокой, но это обусловлено самим способом радионавигации ДПЛА, принятом в комплексе «Строй-П». Более подробно этот вопрос мы здесь обсуждать не будем, так это может увести нас от основной цели статьи.

Как бы то ни было, термин родился и, как это часто бывает, оказался очень удачным. Он ещё с одной стороны подчёркивает разницу между просто беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) и дистанционно пилотируемым летательным аппаратом (ДПЛА).

 

 

 

 

 

3. Лингвистический и философский анализ терминов

Когда мы занимаемся имитационным моделированием некоторого процесса, то получаем какую-то новую, ранее нам  неизвестную информацию о процессе. Почему так получается? Ведь имитационная модель создана нами? И всё «новое», что мы узнаём, изначально уже  было заложено в формулах имитационной модели? Просто наш ум, в отличие от программы ЭВМ, не в состоянии охватить всё обилие определяющих процесс факторов, и что-то остаётся не предсказанным нашим собственным, умственным моделированием.

Аналогично обстоит дело со словами. Часто, вдумываясь в смысл произносимых слов, мы можем открыть для себя нечто новое в содержании предмета, описываемого этими словами. Видимо, язык, постоянно создаваемый и обновляемый огромным количеством его носителей, живых и уже ушедших, каким-то образом впитывает в себя их совокупный опыт, и сам является некоторой моделирующей системой, прислушиваясь к которой, мы можем больше узнать о содержании произносимых нами слов.

 

Разведка… Отчётливо звучит корень слова от глагола «ведать», то есть «знать». «Разведать» эквивалентно «разузнать». Ощущается, что «разведка» - это некоторое ограниченное во времени, разовое, может быть периодически повторяющееся действие. Разузнал, и всё, процесс окончен. Широко известное требование уставов о «непрерывности разведки» подразумевает постоянное повторение актов разведки с целью обновления знаний, полученных в предшествовавших актах, а не непрерывность разведки, как процесса.

Большой Энциклопедический словарь трактует понятие «разведка» следующим образом:

 

РАЗВЕДКА - в военном деле - совокупность мероприятий с целью сбора данных о действующем или вероятном противнике, местности и др. (Большой энциклопедический словарь)

 

Наблюдение… Звучит корень от глагола «блюсти», то есть «охранять», «стеречь», «беречь» (Толковый словарь Даля). Наблюдение – некоторое непрерывное действие, направленное на поддержание сохранности чего-либо, на слежение за чем-то.

Современное научно-философское понимание термина «наблюдение» даёт трактовка Большого Энциклопедического словаря:

 

НАБЛЮДЕНИЕ – целенаправленное восприятие, обусловленное задачей деятельности; выделяют научное наблюдение, восприятие информации на приборах, наблюдение как часть процесса художественного творчества и т. п. Основное условие научного наблюдения - объективность, т. е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения иных методов исследования (напр., эксперимента). (Большой энциклопедический словарь)

 

ВОСПРИЯТИЕ - сложный процесс приема и преобразования информации, обеспечивающий отражение объективной реальности и ориентировку в окружающем мире. Как форма чувственного отражения предмета включает обнаружение объекта как целого, различение отдельных признаков в объекте, выделение в нем информативного содержания, адекватного цели действия, формирование чувственного образа. (Большой энциклопедический словарь)

 

То есть, в философском смысле наблюдение является целенаправленным восприятием, формой чувственного отражения предмета наблюдения и включает в себя следующие важные для нашего случая фазы:

1)    обнаружение объекта (в нашем случае – цели), как целого,

2)    различение отдельных признаков объекта (в нашем случае распознавание цели),

3)    выделение в объекте информативного содержания, адекватного цели действия (в нашем случае – это вербальный доклад об обнаруженной и распознанной цели, например, «колонна бронетехники», «опорный пункт обороны», «танк», «бронетранспортёр» и др.).

 

 

 

 

 

 

4. Основная проблема воздушной разведки

Воздушная разведка является только частью, хотя и важной, всего комплекса мероприятий разведки. Поэтому перед воздушной разведкой ставятся задачи получения информации о противнике и местности не всюду и всегда, а в некотором ограниченном районе, который определяют на основе знаний, полученных из других источников. Например, в уже упоминавшейся книге Г.В. Зимина можно найти некоторые типичные задачи воздушной разведки, ставившиеся перед авиацией в годы Великой Отечественной войны:

·        определение занятости оборонительных рубежей противником и их подготовленность в инженерном отношении,

·        определение наличия войск в лесном массиве,

·        определение выдвижения резервов противника на шоссе, грунтовых дорогах, железнодорожных станциях.

В годы Великой Отечественной войны воздушная разведка зачастую велась без применения средств регистрации видовой разведывательной информации, например, аэрофотоаппарата (вспомните фильм «В бой идут одни старики»). Когда же мы говорим о беспилотной воздушной разведке, то наличие того или иного технического средства получения видовой разведывательной информации (аэрофотоаппарата, ТВ или ИК камеры, радиолокатора) на борту беспилотного самолёта-разведчика обязательно. Не видовую разведку (химическую, радиационную, метеорологическую) в этой статье мы рассматривать не будем.

Задача воздушной разведки для беспилотного самолёта-разведчика обычно формулируется как задача сплошного просмотра некоторого, обычно прямоугольного, иногда линейно вытянутого (дорога, побережье и т.п.), участка местности с получением снимков местности на материальном носителе (фотоплёнке, магнитной ленте или диске и т.п.).

Рассмотрим простую модель воздушной разведки. Тактический беспилотный самолёт-разведчик «Рейс-Д» способен отснять за один вылет площадь  S=2100 кв. км. Сравним эту величину с размером цели, которую необходимо обнаружить, а затем распознать по полученной разведывательной информации. Примем, что площадь цели равна p=21 кв.м (площадь грузовика). Разобьём площадь S на ячейки площадью p. Таких ячеек оказывается:

 

N=S/p=108.

 

Много это или мало сто миллионов ячеек? Ответ зависит от того, каким образом принимается решение о наличии или отсутствии цели в очередной ячейке и сколько на это затрачивается времени. Примем для примера, что на анализ одной ячейки затрачивается время τЯ=1 мс. Тогда на анализ всей отснятой площади потребуется:

 

TN =N*τЯ=105 с=27,8 часа.

 

Полученная оценка основывается на «потолочной» гипотезе, что τЯ=1 мс. Оценим объём разведывательной информации по другой простой модели. Пусть съёмка ведётся с разрешением 30 см. Именно такое разрешение необходимо для уверенного распознавания цели типа «танк» или «автомобиль». Площадь одного элемента разрешения σ равна 900 кв. см0,1 кв. м. Пусть разведывательная информация отображается на стандартном современном экране 1024x768= 786432 элементов разрешения. Отображаемая на экране площадь равна S0=78643,2 кв.м=0,0786432 кв.км. Для того, чтобы отобразить всю разведанную площадь  S необходимо

 

M=S/S0=26703 экрана.

 

Пусть время на рассматривание и принятие решения о наличии и типе целей на площади, эквивалентной одному экрану, составляет τЭ=5 секунд. Тогда общее время просмотра M экранов равно

 

TM=M*τЭ =133515 c=37,1 часа.

 

Для лучшей иллюстрации полученных результатов отметим, что максимальная продолжительность полёта беспилотного самолёта-разведчика «Рейс-Д» от старта до посадки составляет десятки минут и заведомо не превышает одного часа.

Точность количественных оценок, полученных на основании простых моделей, может быть справедливо оспорена. Однако можно сделать уверенный вывод, что объём разведывательной информации, получаемой с помощью видовой разведки, огромен и требует значительного времени для обработки. Для ускорения процесса обработки разведывательной информации и согласования времён обновления первичной информации и её обработки существуют только два пути: распараллеливание обработки первичной информации и/или её автоматизация (спорно). Несоответствие производительности получения первичной разведывательной информации и скорости её обработки является основной проблемой воздушной разведки с помощью беспилотных разведывательных самолётов.

Явная формулировка основной проблемы воздушной разведки не означает, что авторы пытаются утверждать, что воздушная разведка неэффективна. Просто, принимая технические решения, мы должны всегда помнить об основной проблеме, и отчётливо осознавать реальную эффективность тех или иных нововведений. Некоторые требования к беспилотным комплексам воздушной разведки стали традиционными. Одним из таких требований является передача разведывательной информации в реальном масштабе времени. Часто это необходимо, но гораздо чаще требование выдвигается просто потому, что «это современно». Организация радиоканала для передачи разведывательной информации с большой дальности требует немалых затрат как по бортовому радиоэлектронному оборудованию (БРЭО) самолёта-разведчика, так и по наземному оборудованию пункта приёма и обработки разведывательной информации. Достаточно вспомнить о следящей наземной антенне немалых габаритов. К тому же, оптико-электронные средства воздушной разведки по разрешающей способности на порядок уступают фотоаппаратам, даже бытовым «мыльницам». Поэтому заказчикам и Главным конструкторам надо серьёзно задуматься, стоит ли всегда выдвигать требование передачи разведывательной информации в реальном масштабе времени. Может быть, полчаса ожидания фотоплёнки в каком-то конкретном применении ничего не решают? Или передачу в реальном масштабе времени оправдывает слишком высокий риск потери беспилотного самолёта-разведчика?

 

 

 

 

 

 

5. Основная проблема воздушного наблюдения поля боя

Рассмотрим типовой алгоритм воздушного наблюдения поля боя. Дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА) улетает в заданный район и выполняет там полёт по программе. В процессе полёта в заданном районе ДПЛА по радиоканалу передаёт разведывательную (например, телевизионную) информацию о местности и целях на ней на наземный пункт управления в реальном масштабе времени. Оператор ДПЛА, находясь на наземном пункте управления, оценивает поступающую информацию и по командному радиоканалу управляет самим ДПЛА и его целевой нагрузкой, например, ТВ камерой. Целью управления является наилучшее наблюдение целей и уточнение их типа и координат. Важнейшей особенностью ДПЛА является возможность многократных повторных заходов на цель и её отдельные элементы.

По такому алгоритму действуют комплексы «Строй-П» с ДПЛА «Пчела-1», Гражданский аэродинамический наблюдатель телевизионный (ГрАНТ), более новые комплексы наблюдения поля боя, например, БРАТ. Отличия в конкретных алгоритмах наблюдения цели (например, использование Трала Чистякова) для целей этой статьи несущественны.

Важно, что ДПЛА-наблюдатель поля боя управляется оператором наземного пункта управления в интерактивном режиме. В процессе воздушного наблюдения поля боя можно выделить следующие фазы:

Поиск цели. В процессе поиска цели ДПЛА движется по маршруту, на котором ожидается присутствие интересующих оператора целей. Оператор на наземном пункте управления наблюдает изображение подстилающей поверхности, передаваемое от ДПЛА по радиоканалу.

Обнаружение цели. Заметив подозрительную на наличие цели точку, оператор выполняет некоторые управляющие действия, чтобы лучше рассмотреть её. Управляющими действиями оператора могут быть:

·        наведение ДПЛА на цель,

·        сужение поле зрения вариофокальной ТВ камеры,

·        переключение на ТВ камеру с более узким фиксированным полем зрения и др.

Когда в результате управляющих воздействий оператора, изображение подозрительной точки становится достаточно крупным, то оператор принимает решение об обнаружении цели, то есть убеждается, что подозрительная точка не является просто неоднородностью местности, а входит в множество интересующих его объектов.

Распознавание цели. Оператор, продолжая рассматривать обнаруженную цель, и при необходимости выполняя те же управляющие действия, что и выше, определяет тип цели и её элементов: «опорный пункт обороны», «танк», «замаскированный окоп» и т.п.

Измерение координат цели. Этот процесс заключается в совмещении оператором подвижного или неподвижного перекрестия на экране с изображением цели и подачи в ЭВМ команды на вычисление координат.

Доклад. По результатам работы с целью оператор формирует доклад о цели, содержащий тип цели и её координаты. Доклад тем или иным способом доводится до потребителя, например, до командира артиллерийской батареи.

Переход к дальнейшему наблюдению поля боя. Завершив работу с целью, оператор даёт ДПЛА команду продолжать полёт по программе или команду на совершение повторного захода на цель. Оператор может изменить программу дальнейшего полёта ДПЛА.

Цикл работы ДПЛА с каждой целью представляет собой довольно длительный процесс. В это время ДПЛА занимается только одной целью и не ведёт поиск, обнаружение, распознавание других целей. Процитируем американского майора Луиса Белло, наблюдавшего в Вашингтоне показ ТВ изображения от ДПЛА «Предатор», которое транслировалось в реальном масштабе времени из Афганистана (Thomas E. Ricks. Beaming the Battlefield Home. Live Video of Afghan Fighting Had Questionable Effect. Washington Post, Tuesday, March 26, 2002; Page A01. http://www.washingtonpost.com/ac2/wp-dyn?pagename=article&node=&contentId=A16954-2002Mar25&notFound=true): «Опасность в том, что Вы слишком сосредотачиваетесь на том, что Вы можете видеть, и забываете о том, чего не можете видеть. А очень часто то, что Вы не можете видеть, более важно». И ещё: «Предатор» может показывать два движущихся танка, но может не заметить нескольких сотен вражеской пехоты рядом, которые представляют большую опасность».

Конечно, передача ТВ картинки от простого наблюдателя поля боя (каковым являлся в этом эпизоде сверхсложный и неимоверно дорогой ДПЛА «Предатор») через полпланеты на самый высокий уровень управления войсками является идиотизмом. Но реклама, как правило, всегда отдаёт идиотизмом. Тем не менее, американский майор очень правильно сформулировал основную проблему воздушного наблюдения поля боя. Настолько правильно, что нам нет нужды её как-то переформулировать.

 

Файл уже превысил объём, приличный для Интернетовской статьи. Поэтому дальнейшие рассуждения и некоторые практические выводы излагаются в продолжении.

 

 

 

 

 

 

 

[ДПЛА.ру/Главное меню]

 

 

ДПЛА.ру/Воздушная разведка и наблюдение поля боя.

В чём разница? (рассуждение 1)

 

 

 

 

Авиационный топ. Нижние два числа - хитов всего и хитов в среднем за день.