Одним из наиболее эффективных подходов к построению и управлению интегрированной сетевой системы подводного наблюдения( ИССПН) является сетевая( сетецентрическая) организация взаимодействия между источниками информации, узлами принятия и исполнения решений [ 1, 2 ]. Развитие такого подхода, обусловленное широким распространением сетевых информационных технологий [ 3 ], в отношении гидроакустики означает разработку интегрированной сетевой системы подводного наблюдения. Такая система включает в себя пространственно распределенную подсистему совместно работающих разнородных сенсорных элементов и подсистему принятия и исполнения решений, которые объединяются посредством обмена данными и сквозного алгоритма функционирования, образуя в результате единое информационное пространство. Основными требованиями к интегрированным сетевым системам подводного наблюдения являются:
• достаточная эффективность,
• непрерывность наблюдения в контролируемой акватории,
• способность адаптироваться к текущим условиям и управляемость, обеспечиваемая путем изменения режимов работы в нестационарных условиях наблюдения,
• скрытность и устойчивость к преднамеренному противодействию [ 4 – 6 ].
Объединение всех элементов и подсистем ИССПН в единое информационное пространство с определенной иерархией связей осуществляется на основе сетевого принципа построения.
Физические принципы функционирования интегрированных систем
Первоочередной задачей при проектировании интегрированных сетевых систем подводного наблюдения является разработка физических принципов их функционирования. С технической точки зрения, основой системы является совокупность пространственно распределенных и совместно работающих приемных и приемно-излучающих, преимущественно гидроакустических элементов, позволяющих обеспечить мониторинг морской среды или обнаружение различных объектов( локализованных неоднородностей среды) в морских акваториях [ 4 – 6 ]. Очевидно, что для эффективной работы системы подводного наблюдения ее структура и режимы деятельности от поиска объектов до принятия решений должны уметь адаптироваться к нестационарным условиям наблюдения. Это необходимо не только для достижения результативных характеристик, но и для минимизации потребляемых энергоресурсов системой в целом, а также для обеспечения скрытности работы системы. Все эти показатели принципиально взаимосвязаны, поскольку самообучение( адаптация) системы предполагает такой режим ее работы, при котором потребление энергетических ресурсов оказывается минимально достаточным.
Алгоритмы адаптации интегрированной сетевой системы подводного наблюдения основываются на данных об окружающей среде.
Эти данные поставляются подсистемой оперативной океанографии, а алгоритмы предварительно отрабатываются с использованием имитационного моделирования. В процесс включены все необходимые частные модели сенсорных элементов( включая конфигурацию их расположения в акватории), наблюдаемых объектов, полезных зондирующих сигналов и эффектов их рассеяния на объектах и случайно-распределенных неоднородностях канала распространения, фоновых помех, а также модели и различные методы обработки данных [ 4, 7, 8 ]. На основе полученных данных определяется прогноз эффективности моделируемых вариантов интегрированной сетевой системы подводного наблюдения для различных целей, районов и условий наблюдения. Принципиально важным аспектом адаптивного режима работы ИССПН в целом является не только использование адаптивных методов обработки регистрируемых данных и принятия решений, но и адаптивное формирование зондирующих сигналов, что также может быть обеспечено путем усвоения подсистемой управления океанографических данных.
Выполнение требований, предъявляемых к интегрированным сетевым системам подводного наблюдения, обеспечивается путем построения оптимальной структуры, которая объединяет подсистемы активного и пассивного наблюдения.
Пример такой структуры, объединяющей пассивную( рубежную) и активно-пассивную( зональную) части, приведен на рис. 1.
Работа пассивной подсистемы основана на использовании распределенных в пространстве приемных элементов с оптимальным, выбранным из компромиссных соображений, потенциалом. Здесь не обязательно применение высокопотенциальных дорогих станций. Элементы объединяются сетевой связью, тем самым обеспечивается формирование объединенного сбора данных, объединенной обработки и интегральных решений. Решающие методы при этом подбираются адаптивно с учетом трансформации статистических характеристик сигналов и помех при накоплении [ 6, 7 ]. Работа отдельных элементов подсис-
35