System precyzyjnej nawigacji rakiet ziemia- ziemia, wykorzystujący technologię radarów pasywnych Prof. Krzysztof Kulpa Dyrektor naukowy Uczelniane Centrum Badawcze Obronności i Bezpieczeństwa PW Member at Large NATO Science and Technology Organisation
Problem Ograniczona celność rakiet ziemia-ziemia FENIX cel
Problem Ograniczona celność rakiet ziemia-ziemia cel Fenix rakieta na uzbrojeniu RP W chwili obecnej prace nad układami sterującymi Prace nad telemetrią i układami nawigacyjnymi
Problem Ograniczona celność rakiet ziemia-ziemia cel Rozwiązania: Zastosowanie GPS Zastosowanie IMU Korekty nawigacyjne Dokładność IMU maleje z czasem lotu przewidywana dokładność rzędu 200 m Jak skorygować lepiej?
Problem Ograniczona celność rakiet ziemia-ziemia cel Rozwiązania: Zastosowanie GPS Zastosowanie IMU Korekty nawigacyjne Wymagane parametr Zasięg Dokładność 40 km 50 m Dokładność kątowa 1 mrad 0.07 deg
Zmniejszenie rozrzutu z 500 do 50 m zmniejsza zużycie amunicji 100 razy!!! cel
Zapalnik zbliżeniowy (radiowysokościomierz) Precyzyjne określenie wysokości eksplozji nad celem Uwzględnienie trajektorii lotu Odporność na działania przeciwnika (WRE) cel
Zapalnik zbliżeniowy (radiowysokościomierz) Precyzyjne określenie wysokości eksplozji nad celem Uwzględnienie trajektorii lotu Odporność na działania przeciwnika (WRE) Konieczność stosowania najnowszych technologii Konieczność stosowania kodowanych sygnałów cel
Zmniejszenie rozrzutu z 500 do 50 m zmniejsza zużycie amunicji 100 razy!!! cel Jak to zrealizować
Rakieta sterowana Planowane rakiety do testów 122mm stery elektryczne i gazowe
Rakieta sterowana 122mm stery elektryczne i gazowe Sterowanie inercyjne Układ sterowania + IMU Stery gazowe Stery elektryczne aerodynamiczne
NAVSAR koncepcja Korekta w oparciu o dane obrazowe SAR - TRL VI Korekta w oparciu o punkt kontrolny (lub kilka) punkt kontrolny cel Porównanie obrazu z bazą danych Korekta toru lotu głowica SAR lub kamera TV
NAVSAR koncepcja Korekta w oparciu o dane obrazowe SAR lub optyczne cel Korekta w oparciu o punkt kontrolny (lub kilka) punkt kontrolny Porównanie obrazu z bazą danych Korekta toru lotu Obraz SAR Obraz z bazy danych głowica SAR demonstratora NAVSAR
NAVSAR koncepcja cel Określenie błędu trajektorii punkt kontrolny głowica SAR demonstratora NAVSAR
NAVSAR koncepcja cel Określenie błędu trajektorii Wypracowanie korekt nawigacyjnych punkt kontrolny głowica SAR demonstratora NAVSAR
Przykłady punktów kontrolnych Obraz SAR (PW) SARAPE EDA Pasmo W (94 GHz) Rozdzielczość 15x15 cm Masa 5 kg Opracowano 2010 Radar SAR na drony
Korekta w oparciu o system radarowy Dokładność pomiaru R 1-10 m Kąt 10 mrad (ponad 1 rząd wielkości gorzej niż wymagana EMISJA!!! cel Wymagane parametr Zasięg Dokładność 40 km 50 m Dokładność kątowa 1 mrad 0.07 deg
Korekta w oparciu o multistatyczny system radarowy cel R 1-50 m Kąt 0.1-1 mrad Wada wysoka cena Wymagane parametr Zasięg Dokładność 40 km 50 m Dokładność kątowa 1 mrad 0.07 deg
Korekta w oparciu o multistatyczny pasywny system radarowy Nadajnik TV cel R Kąt 1-10 m 50 urad Wymagane parametr Prototyp PET-PCL MSPO-2018 Zasięg Dokładność 40 km 2 m Dokładność kątowa 50 urad 0.003 deg
Korekta w oparciu o multistatyczny pasywny system radarowy Nadajnik TV cel R Kąt 1-10 m 50 urad Rozwiązanie kosztowne Złożony wielopasmowy system PET-PCL Poszukujemy rozwiązania mniej kosztownego
Korekta w oparciu o multistatyczny pasywny system radarowy Nadajnik TV cel Zastosowanie dedykowanych, Jednopasmowych radarów pasywnych Śledzenie w całym zakresie lotu Jednoczesne śledzenie wielu obiektów
Podejście systemowe Nadajnik TV cel Radiolinie do synchronizacja przekazywanie danych do fuzji i lokalizacji
Podejście systemowe Nadajnik TV cel Mobilne cyfrowe centrum dowodzenia W podejściu sieciocentrycznym
Podejście systemowe Nadajnik TV cel Radar pasywny na dronie ocena celności trafień Ocena zniszczeń Praca grupy roboczej NATO SET 242
Korekta w oparciu o multistatyczny pasywny system radarowy Nadajnik TV cel R Kąt 1-10 m 50 urad Problem przy zniszczeniu nadajników cywilnych Czy dalej można efektywnie prowadzić ogień?
Korekta w oparciu o multistatyczny pasywny system radarowy Dedykowany Nadajnik TV Nadajnik TV cel R Kąt 1-10 m 50 urad Możliwość zastosowania dedykowanego nadajnika jako dodatkowego oświetlacza
Radiolokacja Pasywna
26.02.1935 Eksperyment Daventry Pierwszy radar pasywny? Illuminator : BBC - Empire Radio Station, 10 kw, pasmo 49 m 5.95 6.20 MHz, Arnold Wilkins (operator), A. P. Rowe & Robert Watson Watt. Przetwarzanie i wizualizacja mostek+oscyloskop Odległość wykrywania: 8 mil!
1943 Illuminator: Chain Home radar (GB) Klein Heidelberg Target First operational passive radar Germany (1943) Main pulse echo t C C C C C C C Receiver antenna France
1985-1999 Silent Sentry USA Lockheed Martin Mission Systems
Radiolokacji Pasywna W Polsce
1999 1999 Początek prac nad radarami pasywnymi w Polsce Politechnika Warszawska Badania teoretyczne Nagrania i analiza sygnałów telewizji analogowej 1999
1999 1999 Początek prac nad radarami pasywnymi w Polsce Politechnika Warszawska Badania teoretyczne Nagrania i analiza sygnałów telewizji analogowej 2001 NATO SET SM Passive and LPI (Low Probability Of Intercept) Radio Frequency Sensors, Warsaw, Poland, April 23-25, 2001 1999 2001
1999-2005 1999 Początek prac nad radarami pasywnymi w Polsce Politechnika Warszawska Badania teoretyczne Nagrania i analiza sygnałów telewizji analogowej 2001 NATO SET SM Passive and LPI (Low Probability Of Intercept) Radio Frequency Sensors, Warsaw, Poland, April 23-25, 2001 1999 2001 2002-2005 O71 2002-2005 RTO-TR-SET-071 The Utility of Passive Sensors for Current and Planned Active Air Defence Systems Współpraca z NATO NC3A w zakresie radarów pasywnych FM
2005-2010 2005-2008 Projekt KBN (PW) Metody adaptacyjnego usuwania ech stałych i ech o rozszerzonym widmie dopplerowskim w pasywnych multistatycznych radarach typu PCL 1999 2001 2002-2005 2005-2008 O71 DVBT
2005-2010 2005-2008 Projekt KBN (PW) Metody adaptacyjnego usuwania ech stałych i ech o rozszerzonym widmie dopplerowskim w pasywnych multistatycznych radarach typu PCL 2007-2010 Projekt KBN Zaawansowane technologie radarowe w zastosowaniach wojskowych oraz cywilnych - Opracowanie koncepcji i badania wybranych elementów radaru pasywnego, Demonstratory mobilne 2007 2008 1999 2007-2001 2002-2005 - 2010 2005 2008 BPZ Airborne pcl O71 DVBT
2011-2016 Dział w ćwiczeniach MON 2011 - orzeł 2012 anakonda 2015-2017 Ramstain 1999 2007-2002 - 2005-2010 2011 2001 2005 2008 BPZ 2012 2015 2017 O71 DVBT
2012-2020 Prototyp PET-PCL Pierwszy w krajach NATO prototyp wojskowy Przystosowany do pracy w ugrupowaniu Połączenie PET-PCL Duży potencjał eksportowy Duża możliwość rozwoju Duża możliwość wersjonowania 1999 2007-2002 - 2005-2010 2011 2001 2005 2008 BPZ 2012-2020 2012 2020 O71 DVBT PET-PCL
Pasywne Wykrywanie i śledzenie rakiet
RX2 RX1 Ćwiczenie ANAKONDA Precyzyjne śledzenie myśliwców TX2 TX1
Wyniki śledzenia Estymacja odległości i prędkości System monostatyczny bez możliwości lokalizacji Obserwacja strzelań FENIX a Cel System antenowy
Dodatkowa funkcja ochrona wyrzutni Możliwość wykrywanie i lokalizacja nadlatujących obiektów: Pociski rakietowe Pociski artyleryjskie (z lokalizacją punktu wystrzelenia) Samoloty Helikoptery Drony
MAMY UNIKATOWĄ TECHNOLOGIĘ
MAMY UNIKATOWĄ TECHNOLOGIĘ Jesteśmy w czołówce światowej
MAMY UNIKATOWĄ TECHNOLOGIĘ Jesteśmy w czołówce światowej Koncepcja wstępnie potwierdzona badaniami poligonowymi
MAMY UNIKATOWĄ TECHNOLOGIĘ Jesteśmy w czołówce światowej Koncepcja wstępnie potwierdzona badaniami poligonowymi Warto ją wykorzystać do uzyskania przewagi
Podsumowanie Posiadamy rakiety i wyrzutnia ale obecnie duże rozrzuty Opracowywane są układy wykonawcze sterowania (stery elektryczne, gazodynamiczne) Opracowywanie układów IMU i sterowania inercyjnego Zastosowanie IMU nie do końca rozwiązuje problemy na zasięgach 40-60 km Zastosowanie radiolokacji pasywnej pozwoli na zwiększenie celności do ok 50 m Bez GPS zastępuje GPS w tej aplikacji Brak informowania przeciwnika o ataku system nie jest widoczny. Radar może chronić wyrzutnię, gdyż informuje o pojawieniu się zagrożeń. Możliwość innych zastosowań ochrona obiektów, granic, konwojów
Dziękuję za uwagę