- система радиолокационной разведки (КА Lacrosse);
- системы радиотехнической разведки (КА Ferret, SSU, SSU-2, SSU-3, SSU-4);
- системы радио- и радиотехнической разведки (КА типов Vortex, Mercury Magnum, Orion, Mentor, Intruder, Jumpseat-2, Jumpseat-3, TacSat-4).
Система оптико-электронной разведки KeyHole развернута на высотах 298-443 км на основе КА KH-11, которые оснащены длиннофокусными оптическими телескопами и фотоприемниками, позволяющими вести разведку днем в видимом диапазоне волн (с получением стереоизображений), а также ночью в ИК-диапазоне. Оптическая система КА KH-11 обеспечивает беспропускной просмотр всей земной поверхности в течение суток в полосе обзора 1250-3600 км с разрешающей способностью до 0,15 м в панхроматическом режиме [22]. В составе орбитальной группировки KeyHole входит 2-4 КА KH-11 [13].
Совместно с системой KeyHole для оптико-электронной разведки используются КА TacSat-3 и ORS (Operationally Responsive Space). В 2013 году в интересах наращивания возможностей орбитальной группировки оптикоэлектронной разведки был запущен КА Kestrel Eye [22].
КА TacSat-3 оснащен гиперспектральной оптико-электронной камерой для съемки в видимом, а также в ИК-диапазоне. Сброс полученных изображений осуществляется по радиоканалам потребителям на ТВД и на подвижные наземные станции. Дополнительно этот КА оснащен оборудованием в интересах ВМС для сбора данных с океанских буев, наземных датчиков и кораблей. КА ORS производит съемку в панхроматическом и многоспектральном режиме с разрешением лучше 1 м. КА Kestrel Eye может делать снимки с разрешением 1,5 м в панхроматическом режиме. В случае дальнейшей востребованности данного аппарата в планах США вывести на орбиту около 30 таких КА [15, 22].
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/09-Makarenko.pdf Системы управления, связи и безопасности №4. 2016 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com Дополнительно к системам военного назначения США оптикоэлектронная разведка из космоса также ведется с помощью КА двойного назначения, таких как: WorldView, GeoEye, LandSat. Аппаратура этих КА позволяет обеспечить получение панхроматических (с разрешением 0,4-0,3 м) и многоспектральных (1,6-1,8 м) изображений [15-18, 22].
В рамках дальнейшего развития системы оптико-электронной разведки США планируется создание системы космической оптико-электронной разведки SEE ME (Space Enabled Effects for Military Engagements). Основным предназначением данной системы станет разведывательное обеспечение подразделений ВС США, действующих на ТВД и в зонах вооруженных конфликтов. Предположительно, орбитальная группировка будет насчитывать 24 КА, которые будут развернуты после 2020 года на низких орбитах высотой от 200 до 350 км. Система SEE ME позволит вести непрерывный мониторинг стратегически важных регионов и обеспечивать ВС США достоверными разведданными практически в любой точке мира в срок не более 90 мин [23].
Кроме того, в США ведется разработка КА оптико-электронной разведки на геостационарной орбите. Планируется разработать КА с диаметром мембранно-оптической линзы до 20 м, который будет передавать видеоизображения в масштабе времени, близком к реальному, с линейным разрешением на местности не более 1 м, при этом ширина полосы съемки составит не менее 10 км. Размещение на геостационарной орбите позволит одному КА охватить 1/3 поверхности Земли [23].
Система радиолокационной разведки функционирует на основе группировки КА Lacrosse, развернутой на высоте 680 км. На данных КА устанавливаются однопозиционные многолучевые РЛС с синтезированной апертурой в сантиметровом диапазоне и однопозиционные одно-лучевые РЛС бокового обзора с синтезированной апертурой в дециметровом диапазоне. Это обеспечивает наблюдение в радиодиапазоне в полосе обзора 4000 км с разрешающей способностью 1-6 м. Максимальная разрешающая способность бортовой аппаратуры КА Lacrosse – 0,3-0,9 м. Данные с КА Lacrosse передаются по радиоканалам в масштабе времени, близком к реальному, через КА-ретрансляторы SDS и TDRS в центр сбора и обработки разведывательной информации на территории США [20, 21].
В состав орбитальной группировки системы радиолокационной разведки входят 2-4 КА разведки Lacrosse, 3 КА-ретранслятора SDS и 3-4 КА-ретранслятора TDRS [13].
Основной тенденцией развития КА радиолокационной разведки является расширение возможностей бортовой аппаратуры КА, главным образом путем реализации многоспектральной оптико-электронной съемки и режима слежения за движущимися целями при радиолокационной съемке. Одним из основных направлений совершенствования КА является проведение предварительной обработки получаемых данных на борту КА в интересах повышения качества получаемых изображений и снижения объема данных для передачи по радиоканалу [13].
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/09-Makarenko.pdf Системы управления, связи и безопасности №4. 2016 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com Система космической радиотехнической разведки построена на основе КА Ferret-D, SSU и SSU-2.
КА Ferret-D позволяет вести разведку РЭС в диапазоне частот от 30 МГц до 80 ГГц с точностью определения координат 5-10 км в полосе сканирования шириной около 5800 км. Данные КА обеспечивают местопределение и возможность вскрытия режимов работы РЭС. В составе орбитальной группировки системы радиотехнической разведки используются не менее 2 активных и 1-2 резервных КА Ferret-D. Система из 2-х КА Ferret-D обеспечивает одновременное наблюдения района разведки на средних широтах с различных ракурсов и с минимальным интервалом повторной разведки экваториального района 5,5 ч. Такое же время требуется для осуществления обзора всей поверхности Земли [13].
Система морской радиотехнической разведки NOSS (Naval Ocean Surveillance System) на основе КА SSU-1, SSU-2 и Intruder предназначена для обнаружения, опознавания, определения местоположения и курса движения кораблей и подводных лодок по излучению их РЭС. Орбитальное построение и возможности КА SSU-1 и SSU-2 обеспечивают обнаружение корабельных РЭС в диапазоне частот 50 МГц – 40 ГГц в полосе обзора около 7000 км и позволяют определять координаты кораблей и подводных лодок интерферометрическим методом с точностью до 1-5 км. Возможности орбитальной группировки позволяют производить беспропускной просмотр акватории Мирового океана за 1,5-2,5 ч [13, 14, 19, 20, 21].
В орбитальной группировке NOSS предусмотрено 3-6 групп КА SSU-1 и SSU-2 (по 3 КА в группе), развертываемых на высотах 830-1200 км [13].
Система космической радио- и радиотехнической разведки построена на основе КА Vortex, Mercury (в ряде источников указывается как Advanced Vortex), Magnum, Orion, Mentor (в ряде источников указывается как Advanced Orion). Данная система предназначена для перехвата информации наземных средств, а также переговоров по УКВ линиям связи в диапазоне частот от 45 МГц до 20 ГГц. Ее орбитальное построение позволяет вести разведку круглосуточно и непрерывно. Данные от спутников передаются через КА сбора и передачи данных SDS на наземные пункты приема информации. В дальнейшем планируется расширить возможности космической системы радиои радиотехнической разведки с целью обеспечения перехвата сообщений в каналах правительственной и военной связи [13, 14]. Так, в 2011 году был запущен КА TacSat-4, одной из задач которого является перехват сообщений в УВЧ каналах правительственной и военной радиосвязи.
Система радио- и радиотехнической разведки на высокоэллиптических орбитах над северным полушарием на основе КА Jumpseat-2 и Jumpseat-3 обеспечивает обнаружение, определение местоположения РЭС и их характеристик, перехват переговоров по УКВ линиям связи в диапазоне от 50 МГц до 40 ГГц. В орбитальной группировке предусмотрено 5-6 КА [13, 14].
URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/09-Makarenko.pdf Системы управления, связи и безопасности №4. 2016 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com
2.2 Система обнаружения стартов МБР и ядерных взрывов Система обнаружения стартов МБР и ядерных взрывов предназначена для обнаружения стартов МБР противника и предупреждения о них, обнаружения ядерных взрывов на поверхности Земли, в атмосфере и в космическом пространстве. Орбитальная группировка состоит из 6-8 КА типа IMEWS (Integrated Missile Early Warning Satellite), IMEWS-2, а также КА SEWS.
Оборудование этих КА работает в двух инфракрасных диапазонах, что позволяет более точно классифицировать запускаемые ракеты и определять параметры их движения. Это позволяет иметь по долготе глобальную зону обзора, по широте – от 83 с.ш. до 83 ю.ш. и время поступления информации на КП командования воздушно-космической обороны Северной Америки NORAD (North American Aerospace Defense Command) – 1-4 мин после обнаружения старта МБР спутниками системы. При этом максимальная ошибка определения координат старта МБР – около 3 км, а ошибка определения районов падения головных частей – до 1000 км. В настоящее время продолжаются работы по развертыванию перспективной системы обнаружения стартов МБР SBIRS взамен существующей [13, 14].
2.3 Космическая навигационная система Космическая радионавигационная система NAVSTAR (NAVigation Satellites providing Time And Range) обеспечивает измерение расстояния, времени и определяет местоположение пользователей во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет в любом месте Земли (исключая приполярные области), почти при любой погоде, а также в околоземном космическом пространстве определять местоположение и скорость объектов с точностью 1 м (в высокоточном режиме) и с точностью 5-25 м (в стандартном режиме) [13, 14, 24].
Система NAVSTAR использует КА GPS (Global Positioning System), которые транслируют сигнал из космоса, и все приёмники GPS используют этот сигнал для вычисления своего положения в пространстве по трём координатам в режиме реального времени. Космический сегмент NAVSTAR состоит из 32 КА на средней орбите Земли на высоте 20200 км с периодом обращения 11 ч 58 мин, с наклонением орбиты 55. По состоянию на 1 июня 2014 г. используются по целевому назначению 29 КА, выведены на техобслуживание 2 КА. При этом 24 КА достаточно для обеспечения полной работоспособности системы в любой точке Земли [24].
КА GPS передают открытые для использования сигналы на частотах L1=1575,42 МГц и L2=1227,60 МГц (начиная с модификации КА GPS IIR-M), а модель КА GPS IIF будут передавать также на частоте L5=1176,45 МГц. Эти навигационные сигналы могут быть приняты и обработаны при помощи GPSприёмника. Сигнал с кодом стандартной точности (C/A-код), передаваемый в диапазоне L1 (и сигнал L2C передаваемый в диапазоне L2 начиная с КА GPS IIR-M), распространяется без ограничений на использование. Первоначально используемое на частоте L1 искусственное загрубление сигнала (режим селективного доступа – S/A) с мая 2000 года отключено. А с 2007 года США URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/09-Makarenko.pdf Системы управления, связи и безопасности №4. 2016 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com окончательно отказались от методики искусственного загрубления.
Планируется с запуском КА GPS III введение нового сигнала L1C в диапазоне L1. Он будет иметь обратную совместимость с ранее используемым сигналом, улучшенные навигационные характеристики и высокую степень совместимости с сигналами L1 европейской спутниковой радионавигационной системой Galileo [24].
Для военных абонентов дополнительно доступны сигналы в диапазонах L1/L2, модулированные помехоустойчивым криптоустойчивым P(Y)-кодом.
Начиная с КА GPS IIR-M введён в использование новый М-код, использование которого позволяет обеспечить функционирование системы в рамках концепции NavWar (Navigation War – навигационная война).
Этот М-код передается на существующих частотах L1 и L2, обладает повышенной помехоустойчивостью, и его достаточно для определения точных координат (в случае с P-кодом было необходимо получение и кода C/A). Ещё одна особенность использования M-кода – возможность его передачи для конкретной области диаметром в несколько сотен километров, где мощность сигнала будет выше на 20 дБ. Сигнал с М-кодом уже используется в КА GPS IIR-M, а узконаправленный сигнал будет доступен только в КА GPS-III [24].
C началом использования в системе нового КА GPS IIF введена новая частота L5=1176,45 МГц. Этот сигнал называют safety of life (охрана жизни человека). Сигнал на частоте L5 мощнее на 3 дБ, чем гражданский сигнал, и имеет полосу пропускания в 10 раз шире. Сигнал можно использовать в критических ситуациях, связанных с угрозой для жизни человека [24].
Типичная точность современных GPS-приёмников в горизонтальной плоскости составляет примерно 6-8 м при хорошей видимости КА GPS и использовании алгоритмов коррекции. На территории США, Канады, Японии, КНР, Европейского Союза и Индии имеются станции WAAS, EGNOS, MSAS и т. д. передающие поправки для дифференциального режима, что позволяет снизить погрешность местоопределения до 1-2 м на территории этих стран. При использовании более сложных дифференциальных режимов точность определения координат можно довести до 10 см [24].
В ближайшее время система NAVSTAR прейдет на новые версии КА GPS IIF, которые обеспечат высокую точность местоопределения – с погрешностью не более 60-90 см, а также более высокую помехоустойчивость [24].
2.4 Космическая топогеодезическая система Космическая топогеодезическая система США состоит из КА типа GEOS-3, LAGEOS-1 и LAGEOS-2, которые используются для уточнения данных о форме, размерах Земли и ее гравитационном поле, слежения за перемещением материков и отдельных участков земной поверхности. Кроме того, для получения топогеодезической информации используется КА GFO-1.
Бортовая аппаратура КА GEOS-3 и LAGEOS-1 позволяет измерять расстояние от спутника до земной поверхности с точностью до 0,2 м. Это URL: http://sccs.intelgr.com/archive/2016-04/09-Makarenko.pdf Системы управления, связи и безопасности №4. 2016 Systems of Control, Communication and Security sccs.intelgr.com обеспечивает возможность определять абсолютную высоту поверхности Земли от ее центра с точностью до 5 м.
В дальнейшем данные космических топогеодезических систем используются для подготовки полетных заданий для крылатых ракет, осуществляющих полет с огибанием рельефа местности.
2.5 Космическая система метеорологии и контроля окружающей среды Метеорологическую информацию и данные контроля окружающей среды вооруженные силы США получают от военной и коммерческих метеорологических систем на основе КА NOAA и GOES. Эти КА обеспечивают период связи с метеостанциями 5-15 мин., обзор одним КА поверхности Земли с полосой 2700-3000 км и разрешающей способностью 0,55-1,1 км, при этом определяется температурный профиль атмосферы до высоты 30-40 км от уровня моря с точностью 0,50-1,50 С [13, 14].
2.6 Спутниковые системы связи и ретрансляции данных Большое значение для обеспечения устойчивости и глобальности управления ВС США играет использование систем спутниковой связи.
Основное их назначение – это предоставление органам управления на ТВД надёжных, защищённых каналов связи (передачи данных) с группировками вооружённых сил, соединениями, отдельными воинскими частями и каждым солдатом. Основными качествами спутниковой связи, которыми не обладают другие виды связи, являются глобальный охват и способность предоставить каналы связи из любой точки мира в очень короткое время.