Геофизический МАСИНТ - Geophysical MASINT

Управление интеллектуальным циклом
Управление сбором разведданных
МАСИНТА
Электрооптическая МАСИНТА Ядерная МАСИНТ Геофизический МАСИНТ Радар МАСИНТ Материалы MASINT Радиочастотный MASINT

Геофизический MASINT - это ветвь измерения и сигнатурного интеллекта (MASINT), которая включает явления, передаваемые через землю (землю, воду, атмосферу) и искусственные структуры, включая излучаемые или отраженные звуки, волны давления, вибрации и возмущения магнитного поля или ионосферы.

По данным Министерства обороны США , MASINT - это технически полученная разведка (за исключением традиционных изображений IMINT и сигналов SIGINT ), которая - при сборе, обработке и анализе специальными системами MASINT - приводит к разведке, которая обнаруживает, отслеживает, идентифицирует или описывает сигнатуры (отличительные характеристики) фиксированных или динамических целевых источников. MASINT был признан формальной дисциплиной разведки в 1986 году. Другой способ описания MASINT - это «не буквальная» дисциплина. Он питается непреднамеренными побочными продуктами излучения цели, «следами» - спектральными, химическими или радиочастотными, которые оставляет объект. Эти следы формируют различные сигнатуры, которые могут использоваться в качестве надежных дискриминаторов для характеристики конкретных событий или выявления скрытых целей ».

Как и во многих отраслях MASINT, конкретные методы могут пересекаться с шестью основными концептуальными дисциплинами MASINT, определенными Центром исследований и исследований MASINT, который делит MASINT на электрооптические, ядерные, геофизические, радиолокационные, материалы и радиочастотные дисциплины.

Военные требования

Геофизические датчики имеют долгую историю использования в обычных военных и коммерческих приложениях, от прогнозирования погоды для мореплавания до поиска рыбы для коммерческого рыболовства и проверки запрета ядерных испытаний. Однако появляются новые вызовы.

Для вооруженных сил стран первого мира, противостоящих другим обычным вооруженным силам, есть предположение, что если цель может быть обнаружена, она может быть уничтожена. В результате сокрытие и обман приобрели новую критичность. Особое внимание уделяется малозаметным самолетам типа "стелс", а в новых конструкциях надводных кораблей предусмотрено снижение заметности. Работа в запутанной прибрежной среде создает множество скрытых помех.

Конечно, подводники считают, что они изобрели низкую наблюдаемость, а другие просто учатся у них. Они знают, что если погрузиться в глубину или, по крайней мере, очень тихо, и спрятаться среди природных объектов, их очень трудно обнаружить.

Два семейства военных приложений, среди многих, представляют новые задачи, против которых может быть опробован геофизический MASINT. Также см. Необслуживаемые датчики грунта .

Глубоко заглубленные сооружения

Один из самых простых способов защитить оружие массового уничтожения, командные пункты и другие важные сооружения - это закопать их глубоко, возможно, увеличив естественные пещеры или заброшенные шахты. Глубокое захоронение - это не только средство защиты от физического нападения, поскольку даже без применения ядерного оружия существуют высокоточные бомбы глубокого проникновения, которые могут атаковать их. Глубокое захоронение с надлежащим укрытием во время строительства - это способ избежать того, чтобы противник знал положение заглубленного сооружения достаточно хорошо, чтобы направить на него высокоточное оружие.

Следовательно, поиск глубоко заглубленных сооружений является критически важным военным требованием. Обычным первым шагом в обнаружении глубокой структуры является IMINT, особенно использование гиперспектральных датчиков IMINT для устранения маскировки. «Гиперспектральные изображения могут помочь выявить информацию, которую нельзя получить с помощью других форм визуального интеллекта, например, влажность почвы. Эти данные также могут помочь отличить маскировочную сетку от естественной листвы». Тем не менее, сооружение, вырытое под шумным городом, будет крайне сложно найти во время строительства. Когда противник знает, что есть подозрение, что существует глубоко заглубленный объект, может быть множество приманок и приманок, таких как закопанные источники тепла, чтобы сбить с толку инфракрасные датчики, или просто рыть ямы и прикрывать их, когда внутри ничего нет.

MASINT с использованием акустических, сейсмических и магнитных датчиков может показаться многообещающим, но эти датчики должны быть достаточно близко к цели. Обнаружение магнитных аномалий (MAD) используется в противолодочной войне для окончательной локализации перед атакой. Существование подводной лодки обычно устанавливается путем пассивного прослушивания и уточняется с помощью пассивных датчиков направления и активного гидролокатора.

Как только эти датчики (а также HUMINT и другие источники) выйдут из строя, появятся перспективы для исследования больших территорий и глубоко скрытых объектов с использованием гравиметрических датчиков . Датчики силы тяжести - новая область, но военные требования делают ее важной, а технологии, позволяющие это делать, становятся возможными.

Морские операции на мелководье

Военно-морские силы ищут решения MASINT для решения новых задач в прибрежных районах, особенно в современных морских применениях «зеленой воды» и «коричневой воды» . На этом симпозиуме было полезно рассмотреть пять технологических областей, которые интересно контрастировать с общепринятыми категориями MASINT: акустика и геология и геодезия / отложения / транспорт, неакустическое обнаружение (биология / оптика / химия), физическая океанография, прибрежная метеорология. , и электромагнитное обнаружение.

Хотя маловероятно, что когда-либо будет еще одна противостоящая высадка в стиле Второй мировой войны на укрепленном пляже, еще один аспект прибрежной зоны - это способность реагировать на возможности для ведения морской войны. Обнаружение мин на мелководье и на берегу остается сложной задачей, поскольку минная война является смертельным «оружием бедняков».

В то время как первоначальная посадка из морских сил будет осуществляться с вертолетов или конвертопланов, с транспортными средствами на воздушной подушке, доставляющими на берег более крупное оборудование, традиционные десантные корабли, переносные мостки или другое оборудование в конечном итоге потребуются для перевозки тяжелого оборудования через пляж. Небольшая глубина и естественные подводные препятствия могут блокировать доступ к пляжу для этих судов и оборудования, равно как и мелководные мины. Радар с синтезированной апертурой (SAR), воздушное лазерное обнаружение и дальность (LIDAR) и использование биолюминесценции для обнаружения следов вокруг подводных препятствий - все это может помочь решить эту проблему.

Передвигаться по пляжу и пересекать его сопряжено со своими проблемами. Дистанционно управляемые транспортные средства могут иметь возможность наносить на карту маршруты посадки, и они, так же как лидары и многоспектральные изображения, могут обнаруживать мелководье. Попав на пляж, почва должна поддерживать тяжелую технику. Методы здесь включают оценку типа почвы по мультиспектральным изображениям или с помощью пенетрометра, падающего с воздуха, который фактически измеряет несущую способность поверхности.

Погода и морская разведка MASINT

Наука и искусство предсказания погоды использовали идеи измерений и сигнатур для предсказания явлений задолго до появления каких-либо электронных датчиков. У капитанов парусных судов не могло быть более изощренных инструментов, чем поднятый по ветру влажный палец и хлопанье парусов.

Информация о погоде в ходе обычных военных действий имеет большое влияние на тактику. Сильный ветер и низкое давление могут изменить траектории артиллерии. Высокие и низкие температуры требуют особой защиты как для людей, так и для оборудования. Однако погодные условия также можно измерить и сравнить с сигнатурами, чтобы подтвердить или опровергнуть выводы других датчиков.

Современное состояние заключается в объединении метеорологических, океанографических и акустических данных в различных режимах отображения. Температура, соленость и скорость звука могут отображаться горизонтально, вертикально или в трехмерной перспективе.

Прогнозирование погоды на основе измерений и подписей

В то время как ранние моряки не имели датчиков, выходящих за рамки их пяти чувств, современный метеоролог имеет широкий спектр геофизических и электрооптических измерительных устройств, работающих на платформах от морского дна до глубокого космоса. Прогнозы, основанные на этих измерениях, основаны на сигнатурах прошлых погодных явлений, глубоком понимании теории и вычислительных моделях.

Прогнозы погоды могут дать значительный негативный интеллект, когда характерная черта некоторой боевой системы такова, что она может работать только при определенных погодных условиях. Погода долгое время была чрезвычайно важной частью современных военных операций, так как когда решение о высадке в Нормандии 6 июня, а не 5 июня 1944 года, зависело от доверия Дуайта Д. Эйзенхауэра к его штабному советнику по погоде, капитану группы Джеймсу. Мартин Стэгг . Редко понимают, что на что-то столь же быстрое, как ракета-носитель баллистических ракет, или такое «умное», как высокоточный боеприпас , все же может повлиять ветер в районе цели.

В составе автоматических датчиков грунта. Дистанционная миниатюрная метеостанция (RMWS) от System Innovations представляет собой версию с воздушным опусканием с легкой, одноразовой и модульной системой, состоящей из двух компонентов: метеорологического датчика (MET) и облакомера (высота потолка облаков) с ограниченным MET. Базовая система MET является наземной и измеряет скорость и направление ветра, горизонтальную видимость, приземное атмосферное давление, температуру воздуха и относительную влажность. Датчик облакомера определяет высоту облаков и отдельные слои облаков. Система предоставляет данные в режиме, близком к реальному времени, и может работать 24 часа в сутки в течение 60 дней. RMWS также может использоваться с боевыми метеорологами специальных операций ВВС США.

Переносной вариант, привезенный боевыми метеорологами, имеет дополнительную функцию - выносной миниатюрный облакомер. Разработанная для измерения высоты потолка многослойных облаков и последующей отправки этих данных по спутниковой линии связи на дисплей оператора, система использует небезопасный для глаз лазер Neodinum YAG (NdYAG) мощностью 4 мегаватт. По словам одного метеоролога, «мы должны следить за этим, - сказал он. - Оставляя его там, мы, в основном, беспокоимся о том, что гражданское население будет выходить туда и играть с ним - стреляя из лазера, и вот чей-то глаз попадает в глаза». разные единицы [в RMWS]. У одного есть лазер, а у другого его нет. Основное различие в том, что тот, у которого есть лазер, покажет вам высоту облака ".

Гидрографические датчики

Гидрографический MASINT незначительно отличается от погоды тем, что он учитывает такие факторы, как температура и соленость воды, биологическая активность и другие факторы, которые имеют большое влияние на датчики и оружие, используемое на мелководье. Акустические характеристики противолодочного оборудования зависят от сезона конкретного прибрежного участка. Условия водяного столба, такие как температура, соленость и мутность, более изменчивы на мелководье, чем на глубокой воде. Глубина воды будет влиять на условия отскока дна, как и материал дна. Сезонные условия водяного столба (особенно летом по сравнению с зимой) по своей природе более изменчивы на мелководье, чем на глубокой воде.

Хотя большое внимание уделяется мелководью на литорали, другие районы обладают уникальными гидрографическими характеристиками.

• Региональные районы с водоворотами пресной воды
• Фронты солености открытого океана
• Возле льдин
• Подо льдом

В ходе тактических разработок подводных лодок "водовороты пресной воды существуют во многих районах мира. Как мы недавно убедились в Мексиканском заливе, используя Систему тактического океанографического мониторинга (TOMS), существуют очень отчетливые надводные каналы, которые вызывают подводный флот Прогнозирование сонара из библиотеки программ миссий (SFMPL) ненадежно. Точная батитермическая информация имеет первостепенное значение и является предпосылкой для точных прогнозов сонара ».

Температура и соленость

Критически важным для прогнозирования звука, необходимого активным и пассивным системам MASINT, работающим в воде, является знание температуры и солености на определенных глубинах. Противолодочные самолеты, корабли и подводные лодки могут выпускать независимые датчики, измеряющие температуру воды на разных глубинах. Температура воды критически важна при акустическом обнаружении, поскольку изменения температуры воды на термоклинах могут действовать как «барьер» или «слой» для распространения звука. Чтобы охотиться на подводную лодку, которая знает температуру воды, охотник должен опустить акустические датчики ниже термоклина.

Электропроводность воды используется как суррогатный маркер солености. Однако текущее и последнее разработанное программное обеспечение не дает информации о взвешенных материалах в воде или характеристиках дна, которые считаются критическими при работе на мелководье.

ВМС США делают это, сбрасывая одноразовые зонды, которые передают на записывающее устройство 1978-1980 годов выпуска: AN / BQH-7 для подводных лодок и AN / BQH-71 для надводных кораблей. В то время как модернизация в конце семидесятых действительно привела к введению цифровой логики, устройства сохранили сложные в обслуживании аналоговые записывающие устройства, а ремонтопригодность стала критически важной к 1995 году. Был начат проект расширения за счет компонентов COTS, в результате чего появился AN / BQH-7 / 7А ЭК-3. В 1994-5 годах ремонтопригодность действующих агрегатов стала критической.

Варианты выбора подходящего датчика включают:

• Максимальная глубина звучания
• Скорость спускового судна
• Разрешение Расстояние по вертикали между точками данных (футы)
• Точность глубины

Биомасса

В больших косяках рыбы содержится достаточно воздуха, чтобы скрыть морское дно или искусственные подводные аппараты и сооружения. Эхолоты , разработанные для коммерческого и любительского рыболовства, представляют собой специализированные гидролокаторы, которые могут определять акустические отражения между поверхностью и дном. Могут потребоваться изменения в коммерческом оборудовании, особенно в прибрежных районах, богатых морской жизнью.

Измерение морского дна

Для определения характеристик морского дна, например, ила, песка и гравия, можно использовать различные датчики. Активные акустические датчики являются наиболее очевидными, но есть потенциальная информация от гравиметрических датчиков, электрооптических и радарных датчиков для создания выводов с поверхности воды и т. Д.

Относительно простые гидролокаторы, такие как эхолоты, могут быть продвинуты в системы классификации морского дна с помощью дополнительных модулей, преобразующих параметры эхолокации в тип отложений. Существуют разные алгоритмы, но все они основаны на изменении энергии или формы отраженных сигналов эхолота.

Гидролокаторы бокового обзора можно использовать для построения карт топографии местности, перемещая гидролокатор по ней чуть выше дна. Многолучевые гидролокаторы на корпусе не так точны, как датчик у дна, но оба могут дать разумную трехмерную визуализацию.

Другой подход основан на большей обработке сигналов существующих военных датчиков. Лаборатория военно-морских исследований США продемонстрировала как характеристики морского дна, так и подповерхностные характеристики морского дна. Датчики, использованные в различных демонстрациях, включали лучи нормального падения от глубиномера надводного корабля AM / UQN-4 и подводного фатометра AN / BQN-17; обратное рассеяние от коммерческого многолучевого гидролокатора Kongsberg EM-121; Толкомеры AN / UQN-4 на кораблях противоминной защиты (MCM) и система поиска мин AN / AQS-20. В результате был получен график «Описание дна и подповерхностных слоев».

Воздействие погоды на распространение химического, биологического и радиологического оружия

Одно из усовершенствований разведывательной машины Fuchs 2 - добавление бортовых метеорологических приборов, включая такие данные, как направление и скорость ветра, температура воздуха и земли; атмосферное давление и влажность.

Акустическая МАСИНТА

Это включает в себя сбор пассивных или активных излучаемых или отраженных звуков, волн давления или вибраций в атмосфере (ACOUSTINT) или в воде (ACINT) или проводимых через землю. Еще в средние века военные инженеры слушали землю на звуки контрольных копаний под укреплениями.

В наше время акустические датчики впервые использовались в воздухе, как и в случае с артиллерийскими установками во время Первой мировой войны. Пассивные гидрофоны использовались союзниками во время Первой мировой войны против немецких подводных лодок; UC-3 был потоплен с помощью гидрофона 23 апреля 1916 года. Поскольку подводные лодки не могут использовать радар, пассивные и активные акустические системы являются их основными датчиками. Операторы подводных акустических датчиков должны иметь обширные библиотеки акустических сигнатур, особенно для пассивных датчиков, для определения источников звука.

На мелководье обычные акустические датчики сталкиваются с серьезными проблемами, поэтому могут потребоваться дополнительные датчики MASINT. Два основных смешивающих фактора:

• Граничные взаимодействия. Влияние морского дна и морской поверхности на акустические системы на мелководье очень сложное, что затрудняет прогнозирование дальности. Ухудшение многолучевости влияет на общую добротность и активную классификацию. В результате часты ложные идентификации цели.
• Практические ограничения. Другой ключевой вопрос - это зависимость распространения и реверберации на мелководье от дальности. Например, мелководье ограничивает глубину буксируемых решеток обнаружения звука, тем самым увеличивая возможность обнаружения системой собственного шума. Кроме того, более близкое расстояние между судами увеличивает вероятность взаимных помех. Считается, что неакустические датчики магнитных, оптических, биолюминесцентных, химических и гидродинамических возмущений будут необходимы при морских операциях на мелководье.

Расположение и дальность контрбатареи и контрснайпера

Хотя сейчас в первую очередь представляет исторический интерес, одним из первых применений акустического и оптического MASINT было обнаружение вражеской артиллерии по звуку их выстрелов и вспышек соответственно во время Первой мировой войны. Эффективное определение местоположения по звуку было впервые предложено британской армией под руководством Нобелевской премии. Лауриат Уильям Брэгг. Вспышка зондирования развивалась параллельно в британской, французской и немецкой армиях. Комбинация звукового определения дальности (например, акустический MASINT) и импульсного определения дальности (например, до появления современной оптоэлектроники) дала беспрецедентную для того времени информацию как по точности, так и по своевременности. Позиции вражеских орудий были расположены в пределах от 25 до 100 ярдов, информация поступала в течение трех минут или меньше.

Первоначальные контрбатарейные акустические системы времен Первой мировой войны

На графике «Sound Ranging» обслуживаемый слушатель (или Advanced) Post расположен на несколько звуковых секунд (или примерно 2000 ярдов) впереди линии необслуживаемых микрофонов, он посылает электрический сигнал на записывающую станцию ​​для переключения на записывающем аппарате. Расположение микрофонов точно известно. Различия во времени прихода звука, взятые из записей, затем использовались для определения источника звука одним из нескольких методов. См. Http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#SoundRanging

В тех случаях, когда звуковое определение расстояния - это метод определения времени прибытия, не отличающийся от метода современных мультистатических датчиков, для определения местоположения вспышки использовались оптические инструменты для определения местоположения вспышки с точно обследованных наблюдательных пунктов. Местоположение орудия было определено путем нанесения пеленгов, о которых сообщалось о тех же вспышках орудия. См. Http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#FieldSurveyCoy В настоящее время определение расстояния с помощью вспышки будет называться электрооптическим MASINT.

Звук артиллерии и дальность вспышки оставались в использовании во время Второй мировой войны и в ее последних формах до наших дней, хотя в 1950-х годах обнаружение вспышек прекратилось из-за повсеместного применения безвспышкового пороха и увеличения дальности артиллерийского орудия. Мобильные контрбатарейные радары, способные обнаруживать орудия, являющиеся радиолокационным датчиком MASINT, стали доступны в конце 1970-х годов, хотя противоминные радары появились во время Второй мировой войны. Эти методы использовались параллельно с радиопеленгацией в SIGINT, начавшейся во время Первой мировой войны, с использованием графического пеленгования, а теперь, с точной синхронизацией времени от GPS, часто определяется время прибытия.

Современные акустические артиллерийские локаторы

Артиллерийские позиции в настоящее время размещаются в основном с помощью беспилотных авиационных систем и IMINT или контрольно-артиллерийских радаров , таких как широко используемый шведский ArtHuR. SIGINT также может давать подсказки к позициям, как с COMINT для приказов о стрельбе, так и с ELINT для таких вещей, как метеорологический радар. Тем не менее, наблюдается возобновление интереса как к акустическим, так и к электрооптическим системам, дополняющим контрольно-артиллерийские радары.

Акустические датчики прошли долгий путь со времен Первой мировой войны. Обычно акустический датчик является частью комбинированной системы, в которой он сигнализирует о радарных или электрооптических датчиках большей точности, но с более узким полем обзора.

ГАЛО

Британская система обнаружения вражеской артиллерии (HALO) находится на вооружении британской армии с 1990-х годов. HALO не так точен, как радар, но особенно хорошо дополняет направленные радары. Он пассивно обнаруживает артиллерийские орудия, минометы и танковые орудия с охватом на 360 градусов и может контролировать более 2000 квадратных километров. HALO работал в городских районах, в горах на Балканах и в пустынях Ирака.

Система состоит из трех или более необслуживаемых сенсорных позиций, каждая с четырьмя микрофонами и локальной обработкой, они определяют направление пушки, миномета и т. Д. Эти подшипники автоматически передаются на центральный процессор, который объединяет их для триангуляции источника звука. . Он может вычислять данные о местоположении со скоростью до 8 оборотов в секунду и отображать эти данные системному оператору. HALO может использоваться вместе с противобатарейными радарами COBRA и ArtHur, которые не являются всенаправленными, чтобы сфокусироваться на правильном секторе.

ЮТАМС

Другой акустической системой является автоматический нестационарный акустический датчик MASINT (UTAMS) , разработанный Исследовательской лабораторией армии США , который обнаруживает пуски минометов и ракет и удары. UTAMS остается основным датчиком сигналов для системы постоянного обнаружения угроз (PTDS). ARL установила аэростаты с UTAMS, разработав систему чуть более чем за два месяца. После получения прямого запроса из Ирака, ARL объединила компоненты из нескольких программ, чтобы обеспечить быстрое развертывание этого потенциала.

UTAMS имеет от трех до пяти акустических решеток, каждая с четырьмя микрофонами, процессором, радиосвязью, источником питания и управляющим компьютером переносного компьютера. UTAMS, который впервые был введен в действие в Ираке, впервые испытал в ноябре 2004 г. на Оперативной базе сил специального назначения (SFOB) в Ираке. УТАМС использовался совместно с контр-артиллерийской РЛС AN / TPQ-36 и AN / TPQ-37 . Хотя UTAMS был предназначен в основном для обнаружения огня артиллерии с закрытых позиций, спецназ и их офицер огневой поддержки узнали, что он может точно определять взрывы самодельных взрывных устройств (СВУ) и стрельбы из стрелкового оружия / реактивных гранатометов (РПГ). Он обнаружил точки происхождения (POO) на расстоянии до 10 километров от датчика.

Анализ журналов UTAMS и радаров выявил несколько закономерностей. Противостоящие силы вели огонь из 60-мм минометов в наблюдаемые обеденные часы, предположительно потому, что это давало наибольшие группировки личного состава и наилучшие шансы нанести тяжелые потери. Это было бы очевидно только по истории столкновений, но эти датчики MASINT установили схему расположения вражеских огневых точек.

Это позволило войскам США переместить минометы в зону действия огневых позиций, дать координаты пушки, когда минометы были иным образом задействованы, и использовать ударные вертолеты в качестве резервной копии для обоих. Противники перешли на ночные обстрелы, которые снова были отражены минометными, артиллерийскими и вертолетными огнями. Затем они двинулись в городской район, где артиллерии США не разрешалось вести огонь, но комбинация буклетов PSYOPS и преднамеренных промахов убедила местных жителей не давать убежища расчетам минометов.

Первоначально для нужд морской пехоты в Афганистане, UTAMS был объединен с электрооптическим MASINT для создания системы Rocket Launch Spotter (RLS) , полезной как для ракет, так и для минометов.

В приложении Rocket Launch Spotter (RLS) каждый массив состоит из четырех микрофонов и обрабатывающего оборудования. Анализируя временные задержки между взаимодействием акустического волнового фронта с каждым микрофоном в массиве, UTAMS позволяет определить азимут начала координат. Азимут от каждой башни сообщается процессору UTAMS на станции управления, и POO триангулируется и отображается. Подсистема UTAMS также может обнаруживать и определять местоположение точки удара (POI), но из-за разницы между скоростями звука и света UTAMS может потребоваться до 30 секунд, чтобы определить POO для запуска ракеты на расстоянии 13 км. . В этом приложении электрооптический компонент RLS обнаружит ракету POO раньше, в то время как UTAMS может лучше справиться с прогнозированием миномета.

Пассивные акустические датчики морского базирования (гидрофоны)

Современные гидрофоны преобразуют звук в электрическую энергию, которая затем может подвергаться дополнительной обработке сигнала или сразу же передаваться на приемную станцию. Они могут быть направленными или всенаправленными.

Военно-морской флот использует различные акустические системы, особенно пассивные, в противолодочной войне, как тактической, так и стратегической. Для тактического использования, пассивных гидрофонов, как на кораблях и airdropped буев , которые широко используются в противолодочной. Они могут обнаруживать цели намного дальше, чем с помощью активного сонара, но обычно не имеют точного местоположения активного сонара, аппроксимируя его с помощью метода, называемого анализом движения цели (TMA). Преимущество пассивного сонара заключается в том, что он не показывает положение датчика.

Интегрированная система подводного наблюдения (IUSS) состоит из нескольких подсистем в SOSUS, фиксированной распределенной системе (FDS) и расширенной развертываемой системе (ADS или SURTASS ). Снижение акцента на операции холодной войны в открытом море положил SOSUS, с более гибкими судами- зондом-туннелями под названием SURTASS, которые были основными датчиками дальнего действия в открытом море. SURTASS использовал более длинные и более чувствительные буксируемые пассивные акустические системы, чем можно было развернуть при маневрировании суда, такие как подводные лодки и эсминцы.

SURTASS теперь дополняется гидролокатором Low Frequency Active (LFA); см. раздел сонара.

Пассивные акустические датчики с воздушным сбросом

Пассивные гидроакустические буи, такие как AN / SSQ-53F, могут быть направленными или всенаправленными и могут быть настроены на погружение на определенную глубину. Они будут сбрасываться с вертолетов и морских патрульных самолетов, таких как P-3 .

Фиксированные подводные пассивные акустические датчики

США установили массивную систему фиксированного наблюдения (FSS, также известную как SOSUS ) на дне океана, чтобы отслеживать советские и другие подводные лодки.

Пассивные акустические датчики для надводных кораблей

С точки зрения обнаружения, буксируемые гидрофонные решетки предлагают длинную базовую линию и исключительные возможности измерения. Однако буксируемые массивы не всегда возможны, потому что при развертывании их производительность может снизиться или они могут получить прямой ущерб из-за высоких скоростей или крутых поворотов.

Управляемые гидролокаторы на корпусе или носовой части обычно имеют как пассивный, так и активный режимы, как и гидролокаторы переменной глубины.

Надводные корабли могут иметь приемники предупреждений для обнаружения вражеского гидролокатора.

Подводные пассивные акустические датчики

Современные подводные лодки имеют несколько пассивных гидрофонных систем, таких как управляемая группа в носовом куполе, фиксированные датчики по бокам подводных лодок и буксируемые группы. У них также есть специализированные акустические приемники, аналогичные приемникам радиолокационных предупреждений, чтобы предупредить экипаж об использовании активного гидролокатора против их подводной лодки.

Подводные лодки США совершили обширное тайное патрулирование для измерения сигнатур советских подводных лодок и надводных кораблей. Эта акустическая миссия MASINT включала как обычное патрулирование ударных подводных лодок, так и подводные лодки, отправленные для захвата сигнатуры конкретного судна. Американские специалисты по противолодочным работам на воздушных, надводных и подводных платформах имели обширные библиотеки акустических сигнатур судов.

Пассивные акустические датчики могут обнаруживать самолет, летящий низко над морем.

Наземные пассивные акустические датчики (геофоны)

Акустические датчики MASINT времен Вьетнама включали в себя «Акубуй (длина 36 дюймов, 26 фунтов), опускающийся на замаскированном парашюте и зацепленный за деревья, где он висел, чтобы слушать. газонный дротик. Только антенна, которая была похожа на стебли сорняков, осталась видна над землей ». Это было частью операции Igloo White .

Часть усовершенствованной системы удаленных датчиков поля боя (I-REMBASS) AN / GSQ-187 представляет собой пассивный акустический датчик, который вместе с другими датчиками MASINT обнаруживает транспортные средства и персонал на поле боя. Пассивные акустические датчики обеспечивают дополнительные измерения, которые можно сравнить с сигнатурами и использовать в дополнение к другим датчикам. Приблизительно в 2008 году система управления I-REMBASS будет интегрирована с наземной системой Prophet SIGINT / EW .

Например, радиолокатор наземного поиска может не различать танк и грузовик, движущиеся с одинаковой скоростью. Однако добавление акустической информации может быстро различить их.

Активные акустические датчики и вспомогательные измерения

Боевые корабли, конечно, широко использовали активный гидролокатор , который является еще одним акустическим датчиком MASINT. Помимо очевидного применения в противолодочной войне, специализированные активные акустические системы выполняют следующие функции:

• Картографирование морского дна для навигации и предотвращения столкновений. К ним относятся базовые глубиномеры, но быстро используются устройства, выполняющие трехмерное подводное картографирование.
• Определение характеристик морского дна для различных применений: от понимания его звукоотражающих свойств до прогнозирования типа морской флоры и фауны, которая там может быть найдена, до определения того, когда поверхность подходит для постановки на якорь, или для использования различного оборудования, которое будет контактировать с морским дном.

В лаборатории были созданы различные гидролокаторы с синтетической апертурой, и некоторые из них уже используются в системах поиска мин и поиске. Объяснение их работы дается в гидролокаторе с синтезированной апертурой .

Поверхность воды, вмешательство рыбы и характеристика дна

Поверхность и дно воды являются отражающими и рассеивающими границами. Большие косяки рыб с воздухом в балансировочном аппарате плавательного пузыря также могут оказывать значительное влияние на распространение звука.

Для многих целей, но не для всех военно-морских тактических применений, поверхность море-воздух можно рассматривать как идеальный отражатель. «Воздействие морского дна и морской поверхности на акустические системы на мелководье очень сложное, что затрудняет прогнозирование дальности. Многолучевое ухудшение влияет на общую добротность и активную классификацию. В результате часто ложные определения целей».

Несоответствие акустического импеданса между водой и дном обычно намного меньше, чем на поверхности, и является более сложным. Это зависит от типа материала дна и глубины слоев. Теории были разработаны для предсказания распространения звука на дне в этом случае, например, Био и Бэкингемом.

Поверхность воды

Для высокочастотных гидролокаторов (выше 1 кГц) или при волнении на море часть падающего звука рассеивается, и это учитывается путем присвоения коэффициента отражения, величина которого меньше единицы.

Вместо того, чтобы измерять поверхностные эффекты непосредственно с корабля, радар MASINT, в самолетах или спутниках может дать более точные измерения. Эти измерения затем будут переданы на процессор акустических сигналов судна.

Подо льдом

Покрытая льдом поверхность, конечно, значительно отличается от даже штормовой воды. Исключительно из-за предотвращения столкновений и распространения звука подводная лодка должна знать, насколько близко она находится ко дну льда. Менее очевидна потребность в знании трехмерной структуры льда, потому что подводным лодкам может потребоваться пробить ее, чтобы запустить ракеты, поднять электронные мачты или всплыть на поверхность. Трехмерная ледовая информация также может сказать капитану подводной лодки, может ли противолодочный самолет обнаружить или атаковать лодку.

Современное состояние подводной лодки обеспечивает трехмерную визуализацию льда наверху: нижнюю часть (ледяной киль) и ледяной покров. Хотя звук во льду распространяется иначе, чем в жидкой воде, лед все же необходимо рассматривать как объем, чтобы понять природу реверберации внутри него.

Нижний

Типичным основным устройством для измерения глубины является US AN / UQN-4A. И поверхность воды, и дно являются отражающими и рассеивающими границами. Для многих целей, но не для всех военно-морских тактических применений, поверхность море-воздух можно рассматривать как идеальный отражатель. На самом деле существует сложное взаимодействие активности поверхности воды, характеристик морского дна, температуры и солености воды, а также других факторов, которые затрудняют "... прогнозирование дальности". Многолучевое ухудшение влияет на общий показатель качества и активную классификацию. В результате, ложные идентификации цели часты ".

Однако это устройство не дает информации о характеристиках днища. Во многих отношениях коммерческое рыболовство и морские ученые имеют оборудование, которое считается необходимым для работы на мелководье.

Биологическое влияние на отражение сонара

Еще одним осложнением является наличие порождаемых ветром пузырей или рыбы у поверхности моря. . Пузырьки также могут образовывать шлейфы, которые поглощают часть падающего и рассеянного звука и сами рассеивают часть звука. .

Эта проблема отличается от биологического вмешательства, вызванного акустической энергией, генерируемой морской жизнью, такой как писк морских свиней и других китообразных , и измеряемой акустическими приемниками. Сигнатуры биологических звуковых генераторов нужно отличать от более смертоносных обитателей глубин. Классификация биопрепаратов - очень хороший пример акустического процесса MASINT.

Надводные комбатанты

Современные надводные боевые корабли, выполняющие задачи противолодочной обороны, будут иметь множество активных систем с корпусом или носовой установкой, защищенными от воды резиновым куполом; погружающийся гидролокатор "переменной глубины" на кабеле и, особенно на небольших судах, стационарный акустический генератор и приемник.

Некоторые, но не все, суда несут пассивные буксируемые группы или комбинированные активно-пассивные группы. Они зависят от шума цели, который в смешанной прибрежной среде сверхтихих подводных лодок при наличии большого количества окружающего шума. Суда, развернувшие буксируемые группы, не могут совершать радикальных маневров. Если включены активные возможности, массив можно рассматривать как бистатический или мультистатический датчик и действовать как гидролокатор с синтезированной апертурой (SAS).

Для кораблей, которые взаимодействуют с самолетами, им потребуется канал передачи данных с гидроакустическими буями и сигнальный процессор гидроакустических буев, если самолет не имеет обширных возможностей обработки и может отправлять информацию, которая может быть принята непосредственно тактическими компьютерами и дисплеями.

Процессоры сигналов не только анализируют сигналы, но и постоянно отслеживают условия распространения. Первый обычно считается частью конкретного гидролокатора, но у ВМС США есть отдельный предсказатель распространения, который называется AN / UYQ-25B (V) Sonar in situ Mode Assessment System (SIMAS).

Классификаторы Echo Tracker (ETC) являются дополнениями с явным привкусом MASINT к существующим гидролокаторам надводных кораблей. ETC - это приложение гидролокатора с синтезированной апертурой (SAS). SAS уже используется для минной охоты, но может помочь существующим надводным комбатантам, а также будущим судам и беспилотным надводным машинам (USV) обнаруживать угрозы, такие как очень тихие неядерные подводные лодки с воздушно-независимой силовой установкой, вне досягаемости торпед. Дальность действия торпед, особенно на мелководье, считается более 10 морских миль.

Обычный активный гидролокатор может быть более эффективным, чем буксируемые группы, но небольшой размер современных прибрежных подводных лодок делает их серьезной угрозой. Сильно изменяемые траектории дна, биологические факторы и другие факторы усложняют обнаружение сонара. Если цель медленно движется или ждет на дне, у нее мало или совсем нет эффекта Доплера , который современные гидролокаторы используют для распознавания угроз.

Непрерывное активное отслеживание всех акустически обнаруженных объектов с распознаванием сигнатур как отклонений от окружающего шума по-прежнему дает высокий уровень ложных тревог (FAR) с обычным сонаром. Обработка SAS, однако, улучшает разрешение, особенно азимутальных измерений, за счет объединения данных из нескольких эхо-сигналов в синтетический луч, который дает эффект гораздо большего приемника.

SAS, ориентированный на MASINT, измеряет характеристики формы и устраняет акустически обнаруженные объекты, не соответствующие сигнатуре угроз. Распознавание формы - это только одна из частей подписи, которая включает курс и доплер, если таковой имеется.

Беговые активные гидроакустические буи

Активные гидроакустические буи, содержащие передатчик и приемник гидролокатора, могут сбрасываться с морских патрульных самолетов с неподвижным крылом (например, P-3 , Nimrod , китайский Y-8, российские и индийские варианты Bear ASW), противолодочных вертолетов и палубных противолодочных кораблей. самолет (например, С-3 ). Хотя были некоторые попытки использовать другие самолеты просто в качестве носителей гидроакустических буев, общее предположение состоит в том, что летательные аппараты, несущие гидроакустические буи, могут отдавать команды гидроакустическим буям и принимать и до некоторой степени обрабатывать их сигналы.

Система гидроакустического буя, активируемая направленным гидрофоном (DICASS), одновременно генерирует звук и прослушивает его. Типичный современный активный гидроакустический буй, такой как AN / SSQ 963D, генерирует несколько акустических частот. Другие активные гидроакустические буи, такие как AN / SSQ 110B, генерируют небольшие взрывы в качестве источников акустической энергии.

Авиационный гидролокатор погружения

Противолодочные вертолеты могут нести «погружающуюся» гидроакустическую головку на конце троса, которую вертолет может поднимать с воды или опускать в воду. Вертолет обычно опускает гидролокатор при попытке локализовать подводную лодку-цель, обычно в сотрудничестве с другими противолодочными платформами или с гидроакустическими буями. Обычно вертолет поднимает голову после падения противолодочного оружия, чтобы не повредить чувствительный приемник. Не все варианты одного и того же базового вертолета, даже назначенные для противолодочной обороны, несут гидролокатор погружения; некоторые могут поменять вес гидролокатора на больший гидроакустический буй или вооружение.

Вертолет EH101, используемый в ряде стран, оснащен различными сонарами для погружения. Версия для Королевского военно-морского флота Великобритании имеет гидролокатор Ferranti / Thomson-CSF (теперь Thales), а итальянская версия использует HELRAS . Российские вертолеты Ка-25 оснащены гидролокатором погружения, как и американские LAMPS , американский вертолет MH-60R, на котором установлен наклонный гидролокатор Thales AQS-22. На более старом вертолете SH-60 F установлен гидролокатор погружения AQS-13 F.

Наблюдательное судно низкочастотное активное

Новые низкочастотные активные системы (LFA) вызывают споры, поскольку их очень высокое звуковое давление может быть опасным для китов и других морских обитателей. Было принято решение использовать LFA на судах SURTASS после заявления о воздействии на окружающую среду, в котором указывалось, что если LFA используется с пониженными уровнями мощности в определенных зонах повышенного риска для морской флоры и фауны, это будет безопасно при использовании с движущегося судна. Движение корабля и изменчивость сигнала LFA ограничивают воздействие на отдельных морских животных. LFA работает в низкочастотном (НЧ) акустическом диапазоне 100–500 Гц. Он имеет активный компонент, собственно LFA, и пассивную решетку гидрофонов SURTASS. «Активный компонент системы, LFA, представляет собой набор из 18 элементов акустических передающих низкочастотных источников (называемых проекторами), подвешенных на кабеле из-под океанографического наблюдательного судна, такого как исследовательское судно (R / V) Cory Chouest, USNS Impeccable ( Т-АГОС 23) и Победоносный класс (ТАГОС 19 класс).

«Уровень источника отдельного проектора составляет 215 дБ. Эти проекторы производят активный сигнал сонара или« пинг ». Пинг, или передача, может длиться от 6 до 100 секунд. Время между передачами обычно составляет от 6 до 15 минут при средней передаче 60 секунд. Средний рабочий цикл (отношение времени включения звука к общему времени) составляет менее 20 процентов. Типичный рабочий цикл, основанный на исторических рабочих параметрах LFA (с 2003 по 2007 год), обычно составляет от 7,5 до 10 процентов ».

Этот сигнал "... не является непрерывным тональным сигналом, а скорее является передачей сигналов, которые различаются по частоте и продолжительности. Продолжительность передачи звука на каждой непрерывной частоте обычно составляет 10 секунд или меньше. Сигналы громкие в источнике, но уровни быстро уменьшаются на первом километре ".

Подводные активные акустические датчики

Основной тактический активный гидролокатор подводной лодки обычно находится в носовой части, покрытой защитным куполом. Подводные лодки для операций в открытом море использовали активные системы, такие как AN / SQS-26 и AN / SQS-53, которые были разработаны, но, как правило, проектировались для зон конвергенции и условий одиночного отскока дна.

Подводные лодки, работающие в Арктике, также имеют специализированный гидролокатор для работы подо льдом; представьте себе перевернутый жиромер.

Подводные лодки также могут иметь гидролокатор для минной охоты. Использование измерений для различения биологических сигнатур и сигнатур объектов, которые навсегда затопят подводную лодку, является столь же важным приложением MASINT, как и можно представить.

Активные акустические датчики для добычи полезных ископаемых

Гидролокаторы, оптимизированные для обнаружения объектов размером и формой мин, могут быть установлены на подводных лодках, дистанционно управляемых транспортных средствах, надводных судах (часто на стреле или кабеле) и специализированных вертолетах.

Классический акцент на траление мин и подрыв мины, выпущенной из троса, с помощью стрельбы был заменен системой нейтрализации мин (MNS) AN / SLQ-48 (V) 2 (MNS) AN / SLQ-48 - (дистанционно управляемая) машина обезвреживания мин. . Это хорошо работает для рендеринга спасательных мин на большой глубине путем размещения взрывных зарядов на мине и / или ее привязи. AN / SLQ-48 плохо подходит для нейтрализации мелководных мин. Транспортное средство, как правило, имеет недостаточную мощность и может оставить на дне мину, которая выглядит как мину при любом последующем поиске с помощью гидролокатора, а также взрывчатый заряд, который может впоследствии взорваться при надлежащих условиях удара.

На корабле есть гидролокатор для минной охоты, а также (оптико-электронное) телевидение и гидролокатор для минной охоты AN / SQQ-32 .

Акустическое зондирование больших взрывов

Ассортимент синхронизированных по времени датчиков может характеризовать обычные или ядерные взрывы. Одно пилотное исследование, Активный радиоинтерферометр для наблюдения за взрывами (ARIES). Этот метод реализует оперативную систему для мониторинга волн ионосферного давления, возникающих от ядерных или химических взрывов на поверхности или в атмосфере. Взрывы создают волны давления, которые можно обнаружить путем измерения фазовых изменений между сигналами, генерируемыми наземными станциями на двух разных путях к спутнику. Это очень модернизированная версия звукового диапазона времен Первой мировой войны в более крупном масштабе.

Как и многие датчики, ОВЕН может использоваться для дополнительных целей. Продолжается сотрудничество с Центром космических прогнозов для использования данных ARIES для измерения общего содержания электронов в глобальном масштабе, а также с сообществом метеорологов / глобальной окружающей среды для мониторинга глобального изменения климата (с помощью измерений содержания водяного пара в тропосфере), а также с помощью общих данных ионосферы. физическое сообщество для изучения перемещающихся ионосферных возмущений.

Датчики, расположенные относительно близко к ядерному событию или испытанию фугасом, имитирующему ядерное событие, могут обнаруживать с помощью акустических методов давление, создаваемое взрывом. К ним относятся инфразвуковые микробарографы (датчики акустического давления), которые обнаруживают очень низкочастотные звуковые волны в атмосфере, возникающие в результате природных и техногенных явлений.

Гидроакустические датчики, как подводные микрофоны, так и специализированные сейсмические датчики, обнаруживающие движение островов, тесно связаны с микробарографами, но обнаруживают волны давления в воде.

Сейсмическая МАСИНТА

Полевое руководство армии США 2-0 определяет сейсмическую разведку как «пассивный сбор и измерение сейсмических волн или вибраций на поверхности земли». Одно из стратегических приложений сейсмической разведки использует науку сейсмологии для определения местоположения и характеристики ядерных испытаний, особенно подземных испытаний. Сейсмические датчики также могут характеризовать большие обычные взрывы, которые используются при испытании фугасных компонентов ядерного оружия. Сейсмическая разведка также может помочь обнаружить такие объекты, как крупные объекты подземного строительства.

Поскольку во многих регионах мира наблюдается значительная естественная сейсмическая активность, сейсмический анализ MASINT является одним из убедительных аргументов в пользу долгосрочной приверженности измерениям, даже в мирное время, чтобы признаки естественного поведения были известны до него. нужно искать вариации от подписей.

Стратегическая сейсморазведка MASINT

Для обнаружения ядерных испытаний сейсмическая разведка ограничена «принципом порога», изобретенным в 1960 году Джорджем Кистяковским , который признал, что, хотя технология обнаружения будет продолжать совершенствоваться, будет существовать порог, ниже которого небольшие взрывы не могут быть обнаружены.

Тактическая сейсморазведка MASINT

Самым распространенным датчиком дистанционных датчиков времен Вьетнама «Линии Макнамара» был ADSID (Air-Delivered Seismic Intrusion Detector), который обнаруживал движение земли для обнаружения людей и транспортных средств. Он напоминал Spikebuoy, за исключением того, что был меньше и легче (31 дюйм в длину, 25 фунтов). Задача сейсмических датчиков (и аналитиков) заключалась не столько в обнаружении людей и грузовиков, сколько в выделении ложных тревог, порождаемых ветром, громом, дождем, подземными толчками и животными, особенно лягушками ».

Вибрация МАСИНТ

Этот раздел также называют пьезоэлектрическим MASINT по названию датчика, наиболее часто используемого для определения вибрации, но детекторы вибрации не обязательно должны быть пьезоэлектрическими. Обратите внимание, что в некоторых обсуждениях сейсмические датчики и датчики вибрации рассматриваются как подмножество акустической MASINT. Другими возможными детекторами могут быть подвижная катушка или поверхностная акустическая волна . . Вибрация как форма геофизической энергии, которую необходимо воспринимать, имеет сходство с акустической и сейсмической MASINT , но также имеет явные различия, которые делают ее полезной, особенно в необслуживаемых наземных датчиках (ПХГ) . В приложении UGS одно из преимуществ пьезоэлектрического датчика заключается в том, что он генерирует электричество при срабатывании триггера, а не потребляет электричество, что является важным фактором для удаленных датчиков, срок службы которых может определяться емкостью их батарей.

В то время как акустические сигналы в море проходят через воду, на суше можно предположить, что они идут по воздуху. Однако вибрация передается через твердую среду на суше. Он имеет более высокую частоту, чем типичная для сейсмических проводимых сигналов.

Типичный детектор вибрации Thales MA2772 представляет собой пьезоэлектрический кабель, неглубоко закопанный под землей и протянутый на 750 метров. Доступны два варианта: версия с высокой чувствительностью для обнаружения персонала и версия с низкой чувствительностью для обнаружения транспортных средств. Использование двух или более датчиков определит направление движения, исходя из последовательности срабатывания датчиков.

Помимо того, что пьезоэлектрические датчики вибрации в кабельном форм-факторе находятся под землей, они также используются как часть ограждений с высокой степенью защиты. Их можно встраивать в стены или другие конструкции, нуждающиеся в защите.

Магнитная МАСИНТА

Магнитометр - это научный инструмент, используемый для измерения силы и / или направления магнитного поля в непосредственной близости от инструмента. Измерения, которые они проводят, можно сравнить с сигнатурами транспортных средств на суше, подводных лодок под водой и в условиях распространения радиоволн в атмосфере. Они бывают двух основных типов:

• Скалярные магнитометры измеряют общую напряженность магнитного поля, которому они подвергаются, и
• Векторные магнитометры могут измерять составляющую магнитного поля в определенном направлении.

Магнетизм Земли варьируется от места к месту, и различия в магнитном поле Земли (магнитосфере) могут быть вызваны двумя причинами:

• Различная природа скал
• Взаимодействие заряженных частиц Солнца и магнитосферы.

Металлоискатели используют электромагнитную индукцию для обнаружения металла. Они также могут определять изменения в существующих магнитных полях, вызванные металлическими предметами.

Индикационные шлейфы для обнаружения подводных лодок

Одним из первых средств обнаружения подводных лодок, впервые установленных Королевским флотом в 1914 году, был эффект от их прохождения через контрольную петлю противолодочной лодки на дне водоема. Металлический объект, проходящий над ним, например подводная лодка, даже после размагничивания будет обладать достаточными магнитными свойствами, чтобы вызвать ток в кабеле контура. . В этом случае движение металлической подводной лодки через индикаторную катушку действует как осциллятор, производящий электрический ток.

БЕЗ УМА

Магнитный детектор аномалий (MAD) представляет собой инструмент , используемый для обнаружения мельчайших изменений в магнитном поле Земли . Этот термин относится конкретно к магнитометрам, используемым вооруженными силами для обнаружения подводных лодок (масса ферромагнитного материала создает заметные помехи в магнитном поле ). Детекторы магнитных аномалий были впервые применены для обнаружения подводных лодок во время Второй мировой войны. Оборудование MAD использовалось как японскими, так и американскими противолодочными силами, буксируемыми кораблем или установленными на самолетах для обнаружения неглубоких подводных подводных лодок противника. После войны ВМС США продолжили разработку оборудования MAD параллельно с технологиями обнаружения гидролокаторов.

Чтобы уменьшить помехи от электрического оборудования или металла в фюзеляже самолета, датчик MAD размещается на конце стрелы или буксируемого аэродинамического устройства. Даже в этом случае подводная лодка должна находиться очень близко к местоположению самолета и близко к поверхности моря для обнаружения изменения или аномалии. Дальность обнаружения обычно зависит от расстояния между датчиком и подводной лодкой . Размер подводной лодки и ее корпус определяют дальность обнаружения. Устройства MAD обычно устанавливаются на самолетах или вертолетах .

Существует некоторое непонимание механизма обнаружения подводных лодок в воде с помощью стреловой системы MAD. Смещение магнитного момента якобы является основным возмущением, однако подводные лодки обнаруживаются даже при ориентации параллельно магнитному полю Земли, несмотря на конструкции с неферромагнитным корпусом.

Например, советский - русский Альфа подлодка класса , была построена из титана . Этот легкий, прочный материал, а также уникальная система ядерной энергии позволили подлодке побить рекорды скорости и глубины для действующих лодок. Считалось, что цветной титан победит магнитные датчики ASW, но это оказалось не так. для обеспечения впечатляющих характеристик под водой и защиты от обнаружения датчиками MAD.

Поскольку титановые структуры поддаются обнаружению, датчики MAD не обнаруживают напрямую отклонения в магнитном поле Земли. Вместо этого они могут быть описаны как решетки дальнодействующих детекторов электрического и электромагнитного поля с большой чувствительностью.

Электрическое поле устанавливаются в проводниках , испытывающих изменение физических условий окружающей среды, при условии , что они являются смежными и обладают достаточной массой. В частности, в корпусах подводных лодок существует измеримая разница температур между днищем и верхом корпуса, вызывающая соответствующую разницу солености , поскольку на соленость влияет температура воды. Разница в солености создает электрический потенциал на корпусе. Затем электрический ток протекает через корпус между пластинами морской воды, разделенными глубиной и температурой. Результирующее динамическое электрическое поле создает собственное электромагнитное поле, и поэтому даже титановый корпус будет обнаружен прицелом MAD, как и надводный корабль по той же причине.

Детекторы транспортных средств

Система дистанционного наблюдения за полем боя (REMBASS) - это программа армии США для обнаружения присутствия, скорости и направления железного объекта, например танка. В сочетании с акустическими датчиками, распознающими звуковую сигнатуру танка, он может обеспечить высокую точность. Он также собирает информацию о погоде.

Армейская усовершенствованная система удаленных датчиков поля боя AN / GSQ-187 (I-REMBASS) включает в себя как только магнитные, так и комбинированные пассивные инфракрасные / магнитные датчики вторжения. Ручной датчик MAG DT-561 / GSQ обнаруживает транспортные средства (гусеничные или колесные) и персонал, перевозящий черный металл. Он также предоставляет информацию, на основании которой можно подсчитать количество объектов, проходящих через зону обнаружения, и сообщает их направление движения относительно его Для определения направления движения в мониторе используются два разных датчика (МАГ и ИК) и их идентификационные коды.

Магнитные детонаторы и средства противодействия

Магнитные датчики, гораздо более сложные, чем первые индукционные петли, могут вызывать взрыв мин или торпед. В начале Второй мировой войны США пытались разместить магнитный торпедный взрыватель далеко за пределами технологий того времени, и им пришлось отключить его, а затем поработать над также ненадежным контактным взрывателем, чтобы торпеды были больше, чем тупые предметы, а не ударяли. в корпуса.

Поскольку вода несжимаема, взрыв под килем судна гораздо более разрушительный, чем взрыв на границе раздела воздух-вода. Разработчики торпед и мин хотят разместить взрывы в этом уязвимом месте, а разработчики средств противодействия хотят скрыть магнитную сигнатуру судна. Подпись особенно актуальна здесь, поскольку мины могут быть выбраны для военных кораблей, торговых судов, которые вряд ли будут защищены от подводных взрывов, или подводных лодок.

Основной контрмерой, начатой ​​во время Второй мировой войны, было размагничивание, но невозможно удалить все магнитные свойства.

Обнаружение наземных мин

Наземные мины часто содержат достаточно черного металла, чтобы их можно было обнаружить с помощью соответствующих магнитных датчиков. Сложные мины, однако, могут также обнаруживать осциллятор обнаружения металла и, в заранее запрограммированных условиях, взорваться, чтобы удержать персонал по разминированию.

Не во всех фугасах достаточно металла, чтобы активировать магнитный детектор. Хотя, к сожалению, наибольшее количество не нанесенных на карту минных полей находится в тех частях мира, которые не могут позволить себе высокие технологии, различные датчики MASINT могут помочь в разминировании. Они будут включать радар для картографирования земли, тепловые и многоспектральные изображения и, возможно, радар с синтезированной апертурой для обнаружения нарушенной почвы.

Гравитиметрическая МАСИНТА

Гравитация - это функция массы. В то время как среднее значение силы тяжести на поверхности Земли составляет примерно 9,8 метра в секунду в квадрате, при наличии достаточно чувствительных приборов можно обнаружить локальные вариации силы тяжести от различных плотностей природных материалов: значение силы тяжести будет больше на поверхности гранита. монолит, чем над песчаным пляжем. Опять же, с достаточно чувствительными приборами должно быть возможно обнаруживать гравитационные различия между твердой горной породой и горной породой, выкопанной для скрытого объекта.

Streland 2003 указывает, что приборы действительно должны быть чувствительными: изменения силы тяжести на земной поверхности составляют порядка 10 ⁶ от среднего значения. Практический гравиметрический детектор подземных сооружений должен уметь измерять «менее одной миллионной силы, которая заставила яблоко упасть на голову сэра Исаака Ньютона». На практике необходимо, чтобы датчик можно было использовать во время движения, измеряя изменение силы тяжести между местоположениями. Это изменение расстояния называется градиентом силы тяжести , который можно измерить с помощью градиентометра силы тяжести.

Разработка пригодного в эксплуатации гравитационного градиентометра - серьезная техническая задача. Один тип, СКВИД- сверхпроводящий квантовый интерференционный градиентометр, может иметь адекватную чувствительность, но он требует экстремального криогенного охлаждения, даже если он находится в космосе, что является логистическим кошмаром. Другой метод, гораздо более практичный с практической точки зрения, но не имеющий необходимой чувствительности, - это метод Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), в котором в настоящее время используется радар для измерения расстояния между парами спутников, орбиты которых будут меняться в зависимости от силы тяжести. Замена радара лазером сделает GRACE более чувствительным, но, вероятно, недостаточно чувствительным.

Более многообещающим методом, который все еще находится в лабораторных условиях, является квантовая градиентометрия, которая является расширением методов атомных часов, во многом аналогичных методам GPS. Стандартные атомные часы измеряют изменения в атомных волнах во времени, а не пространственные изменения, измеряемые с помощью квантово-гравитационного градиентометра. Одним из преимуществ использования GRACE на спутниках является то, что измерения могут проводиться в нескольких точках с течением времени, что приводит к улучшению, наблюдаемому в радарах и гидролокаторах с синтезированной апертурой. Тем не менее, поиск глубоко погребенных структур человеческого масштаба - более сложная проблема, чем первоначальные цели поиска залежей полезных ископаемых и океанских течений.

Чтобы сделать это практически осуществимым в эксплуатации, необходима пусковая установка для вывода довольно тяжелых спутников на полярные орбиты и как можно больше земных станций, чтобы уменьшить потребность в большом бортовом хранилище больших объемов данных, которые будут выдавать датчики. Наконец, должен быть способ преобразовать измерения в форму, которую можно было бы сравнить с доступными сигнатурами в базах геодезических данных. Эти базы данных потребуют значительного улучшения по сравнению с данными измерений, чтобы они стали достаточно точными, чтобы можно было выделить подпись скрытого объекта.

Рекомендации