Техническая разведка — Национальная библиотека им. Н
Лекция 4 Принципы оптической и оптикоэлектронной разведки, основные показатели технических средств.
Вопросы.
Принципы оптической и оптикоэлектронной разведки.
Основные показатели технических средств.
Под оптической разведкой понимается добывание информации с помощью оптических средств, обеспечивающих прием электромагнитных колебаний инфракрасного, видимого и ультрафиолетового диапазонов, излученных или отраженных объектами и местными предметами.
Оптическая разведка позволяет решать следующие задачи:
выявление объектов и определение их координат;
периодическое наблюдение за ходом строительства объектов с целью определения их назначения;
определение вида выпускаемой продукции и производственной мощности и т.п.
Оптическая разведка делится на визуальнооптическую и фотографическую.
Визуально-оптическая (визуальное наблюдение) может использоваться во всех видах разведки:
Космической, воздушной, морской и наземной.
При ведении визуального наблюдения используются оптические приборы, позволяющие улучшить видимость объектов разведки и увеличить дальность их обнаружения. Чтобы повысить видимость объекта до величины, когда его можно обнаружить и опознать, оптические приборы должны уменьшать величину порогового контраста и увеличивать контраст объекта на окружающем фоне. Указанные задачи решаются совместным использованием оптических приборов и светофильтров.
Основной характеристикой приборов наблюдения (бинокли, стереотрубы, перископы и т.д.) является увеличение прибора или его кратность.
Для увеличения величины контраста объекта на окружающем фоне используются светофильтры. Светофильтры – это цветные стекла или пленки, которые прозрачны для видимого света лишь в определенных участках спектра. Они позволяют увеличивать яркостные и цветовые контрасты наблюдаемых объектов вследствие отличий спектральных характеристик объекта и фона.
Различают два вида светофильтров: однополосные и цветоконтрастные (спектрозональные). Однополосные светофильтры прозрачны в какой-то одной части видимого спектра и позволяют увеличить яркостный контраст. Цветоконтрастные светофильтры имеют две полосы прозрачности и служат для повышения цветового и яркостного контраста объектов.
Цветоконтрастные светофильтры имеют две полосы прозрачности и служат для повышения цветового и яркостного контраста объектов.
Основные Наименованиехарактеристики Увеличениеоптических Разрешающая
Фотографическая разведка обладает существенными преимуществами перед другими способами разведки, поскольку позволяет получать оптические изображения объектов с высокой степенью детальности. Данные фоторазведки позволяют не только обнаруживать объекты, но и распознавать их.
Основными характеристиками фотографических средств, которые необходимо учитывать при ведении разведки и разработке мероприятий по маскировке, являются: масштаб фотографического изображения, спектральная чувствительность, контрастность получаемого изображения, разрешающая способность.
Масштаб характеризует степень уменьшения изображаемых на снимке объектов.
Спектральная чувствительность фотоматериалов определяет участок спектра, используемый для разведки. Получая фотографические изображения объектов в различных участках оптического спектра, можно выявлять такие различия в спектральной отражательной способности объектов и фонов, которые визуально не воспринимаются.
Контраст фотографического изображения определяется соотношением эффективных ркостей объекта, фона, атмосферной дымки и коэффициента контрастности фотографирующей системы.
Разрешающая способность характеризует способность фотослоя воспроизводить мелкие детали объектов фотографирования.
Под оптико-электронной разведкой(ОЭР) понимается процесс добывания информации с помощью средств, включающих входную оптическую систему с фотоприемником и электронные схемы обработки электрического сигнала, которые обеспечивают прием электромагнитных волн видимого и инфракрасного диапазонов, излученных или отраженных объектами и местностью.
ОЭР предназначена для решения следующих задач:выявление объектов;определение их формы, размеров, состояния;
вскрытия характера выпускаемой продукции, ее объема и др.;
съемка территорий с целью картографирования местности;
разведка метеообстановки в заданных районах.
Принцип работы аппаратуры ОЭР основан на приеме собственного излучения объектов и фона или отраженного от них излучения Солнца, Луны, звездного неба. Аппаратура ОЭР позволяет отличать объект от фона при условии, что яркость объекта превышает яркость фона.
Аппаратура ОЭР подразделяется на активную и пассивную. Пассивная аппаратура разведки основана на приеме собственного или переотраженного излучения объектов разведки.
Визуальное наблюдение ведется с использованием оптических приборов дневного наблюдения, а ночью и в условиях ограниченной видимости - приборов ночного видения.
Для повышения возможностей наземной разведки в визуальном наблюдении и выявления удаленных объектов днем обычно широко используются оптические приборы: бинокли, перископы, стереотрубы, разведывательные теодолиты, оптические наблюдательные приборы со стабилизированным полем зрения, оптические и лазерные дальномеры.
К электронно-оптическим приборам ночного видения (ПНВ) относятся приборы с ИК облучением объекта и бесподсветочные приборы.
ПНВ с ИК облучением объекта из-за наличия источников подсветки ПНВ имеют значительные размеры и массу, а также потребляют электроэнергию относительно высокой мощности. Кроме того, ИК прожекторы легко обнаруживаются даже с помощью несложных детекторов на дальностях, в три раза превышающих оптимальные дальности действий ПНВ.
В связи с указанными недостатками в последние годы ПНВ с ИК облучением объекта заменяются бесподсветочными средствами ночного видения.
Бесподсветочные (пассивные) ПНВ являются наиболее перспективными в военном деле, так как они позволяют вести наблюдение ночью при наличии слабой естественной освещенности, создаваемой звездным и лунным светом или за счет собственного излучения объектов (целей). В настоящее время в армиях стран НАТО имеются такие приборы на электронно-оптических и микроканальных усилителях яркости изображения.
Фотосъемка обладает существенными преимуществами перед другими способами разведки, так как она позволяет получать оптические изображения объектов высокого качества. Изучение фотоснимков дает наибольшее количество разведывательных сведений по сравнению с визуальным, телевизионным или радиолокационным наблюдением, а также при использовании средств инфракрасной разведки. Поэтому современные специалисты считают фотографирование одним из самых эффективных способов разведки по отношению к проводимым инженерно-техническим мероприятиям маскировки войск и объектов.
В соответствии с применяемыми материалами, фотографирование при разведке может быть: обычное, цветное и спектрозональное. Цветная фотопленка используется при фоторазведке ограниченно, так как при съемке с больших расстояний цветовые различия объекта с фоном нивелируются, и поэтому дешифровочные свойства цветных снимков хуже, чем черно-белых.
Спектрозональное фотографирование применяется специально для вскрытия замаскированных объектов. Сущность его заключается в одновременном фотографировании объектов в двух различных зонах спектра на двухслойную фотопленку. Верхний слой пленки воспринимает только инфракрасные лучи, нижний же слой чувствителен к видимому свету.
Благодаря этому, на спектрозональных фотоснимках объекты отличаются от фона по цвету, поскольку между ними имеется различие по отражательной способности в одной из зон чувствительности применяемого фотоматериала.
Следует также иметь в виду, что на спектрозональных снимках легко обнаруживаются любые нарушения растительного покрова, дороги, мосты, фортификационные сооружения и другие искусственные объекты; лиственные породы отличаются от хвойных.
Наземное фотографирование позволяет получать крупномасштабные снимки объектов и фотопанорамы. Для этой цели используются фотосистемы с фокусным расстоянием до 250 см. На фотоснимках, сделанных таким фотоаппаратом с расстояния до 10 км, хорошо дешифрируются боевые и транспортные машины. Применение пленок, чувствительных в ближней инфракрасной области спектра, позволяет вскрывать различия между замаскированным субъектом и фоном, которые не воспринимаются глазом. Повторное фотографирование одной и той же местности дает возможность путем сопоставления снимков фиксировать изменения в обстановке и обнаруживать новые объекты.
Телевизионные средства разведки предназначены для передачи на расстояние движущихся или неподвижных изображений по радиоканалу или по проводам электрических сигналов. Они позволяют получать разведывательные данные о войсках противника в наглядной форме и в короткие сроки. Аппаратура телевизионной разведки применяется как авиацией, так и наземными разведгруппами. С ее помощью можно обнаружить войска на марше и в районах расположения, проводить изучение объектов поражения перед нанесением по ним ракетных, ядерных ударов, оценивать результаты огневого воздействия по войскам. Дальность передачи тактических телевизионных систем наземной разведки достигает 16-40 км.
Телевизионная аппаратура является перспективным средством разведки. Ее совершенствование специалисты связывают прежде всего с решением проблемы создания малогабаритной телевизионной аппаратуры, работающей в условиях слабой освещенности.
Передача движущихся изображений в военном телевидении производится с частотой 25-30 кадров в секунду на ультракоротких волнах, которые распространяются практически прямолинейно, и максимальная дальность такой телевизионной передачи определяется высотой расположения передающей антенны: чем выше она, тем дальше от нее возможен прием.
Тепловизионная аппаратура позволяет получать изображение путем регистрации теплового контраста между объектом, окружающим фоном и их отдельными элементами. Достоинствами ее являются: скрытность ведения разведки, относительно высокая помехоустойчивость, способность обнаруживать и опознавать замаскированные цели даже в плохих метеорологических условиях (туман, дым, дождь). Размеры и масса приборов позволяют использовать их в качестве прицелов для артиллерийско-стрелкового вооружения.
Примером аппаратуры данного вида разведки может служить созданный для сухопутных войск США тепловизионный прибор AN/PAS-7.
Он является носимым и состоит из двух блоков (прибор наблюдения и источник питания) общей массой 5 кг. С помощью прибора можно наблюдать рельеф и местность, замаскированную технику и людей на удалении до 2000 м. Дальность обнаружения им "горячих" целей (обладающих повышенной температурой во время эксплуатации) достигает 3000 м.
Приборы ночного видения
После принятия решения об оснащении армий стран НАТО тепловизионными приборами исследования в области создания активных ПНВ с импульсными лазерными осветителями, судя по сообщениям иностранной печати, прекратились. В настоящее время продолжается серийное производство пассивных ПНВ всех трех поколений, хотя наибольшее распространение в армиях стран НАТО получили ПНВ второго поколения. Они используются как в прицелах и приборах наблюдения различных родов войск, так и в очках ночного видения.
В них в качестве усилителей яркости изображения применяются микроканальные пластины (тонкий диск с большим числом микроскопических каналов, каждый из которых является миниатюрным усилителем вторичной эмиссии электронов, испускаемых фотокатодом электронно-оптического преобразователя). Это уменьшило (по сравнению с ПНВ первого поколения) массу и габариты прибора в 1,5-2 раза при одновременном повышении на такое же значение дальности действия.
Кроме того, они существенно менее чувствительны к световым помехам. Световая помеха наблюдается в их поле зрения в виде светлой точки, не ухудшающей видимость в остальной части поля зрения, тогда как в ПНВ первого поколения она засвечивает все поле зрения прибора. В то же время по коэффициенту усиления приборы второго поколения уступают многокамерным ПНВ первого поколения. Да и стоимость последних значительно ниже. Поэтому за рубежом в ряде случаев предпочтение пока отдается приборам ночного видения первого поколения (средства наблюдения и разведки целей на больших дальностях, прицелы стрелкового оружия). И все же очевидные достоинства ПНВ второго поколения вызвали приоритетное их развитие, начавшееся в конце 60-х годов и продолжающееся до настоящего времени.
На современном этапе главное внимание уделяется повышению чувствительности, разрешающей способности и соотношения «сигнал/шум» электронно-оптических усилителей приборов второго поколения. Так, голландская фирма «Филипс» разработала новый электронно-оптический усилитель, чувствительность которого вдвое превышает этот показатель у ранее известных усилителей ПНВ второго поколения (500 мкА/лм против 240-270 мкА/лм). Увеличены также разрешающая способность (36 линий/мм против 28- 32 линий/мм) и соотношение «сигнал/шум» (15,5: 1 против 6,5: 1). Кроме того, за счет специальной обработки микроканальной пластины срок службы электронно-оптического усилителя увеличен втрое (до 3500 ч).
Улучшение характеристик электронно-оптических усилителей второго поколения обеспечило создание прицелов и приборов наблюдения с большой дальностью действия. Так, прицел, разработанный для модернизированной системы наблюдения танка «Леопард-1», обеспечивает дальность наблюдения и прицеливания до 1300 м в безлунную ночь и до 2700 м в лунную. Это высокие характеристики, но и они уже не удовлетворяют современным требованиям ведения ночного боя, которые сводятся к необходимости обеспечения дальности действия оружия ночью такой же, как и днем.
Стремление выполнить данное требование привело к появлению в начале 80-х годов ПНВ третьего поколения. Усилители яркости изображения этих приборов в отличие от усилителей второго поколения, в которых фотокатод изготавливался из трех щелочных компонентов, содержат фотокатод на арсениде галлия. Такой фотокатод улучшает характеристики ПНВ в двух направлениях: повышает чувствительность в видимой области спектра электромагнитных колебаний (до 1250 мкА/лм) и смещает зону высокой чувствительности усилителя в инфракрасную область спектра. При крайне низком уровне естественной ночной освещенности сигнал от фотокатода усиливается в 4 раза, что обеспечивает высокое разрешение целей в ПНВ третьего поколения и повышение дальности их действия на 30-40 проц.
По оценкам зарубежных специалистов, только 8 проц. ночей в Европе имеют освещенность, которая мала для функционирования этих приборов. Недостатком усилителей яркости изображения с арсенид-галлиевым фотокатодом является их высокая стоимость (в 2-2,5 раза выше, чем у усилителей ПНВ второго поколения), поэтому приборы ночного видения третьего поколения используются пока в основном экипажами боевых вертолетов.
В то же время конструкции ночных прицелов для стрелкового оружия все чаще приспосабливаются для возможной замены усилителей яркости изображения второго поколения усилителями третьего поколения.
По мнению западных экспертов, перспективы широкого распространения ПНВ третьего поколения в сухопутных войсках весьма сомнительны вследствие переориентации армий стран НАТО на тепловизионную технику. Они считают, что в будущем такие ПНВ найдут применение лишь в приборах с малой требуемой дальностью действия и при ограничениях по массе (до 1 кг), например в очках ночного видения и приборах водителей боевых машин. Это объясняется прежде всего тем, что дальность их действия резко сокращается в плохую погоду, и они, обладая высокой чувствительностью, теряют видимость при попадании в поле зрения ярких источников света. Поэтому вполне понятен тот интерес, какой был проявлен зарубежными специалистами к другому (пассивному) способу наблюдения не только ночью, но и днем в неблагоприятных атмосферных условиях и при применении противником различных искусственных помех - к тепловидению.
Тепловизионные приборы по сравнению с ПНВ обладают следующими достоинствами: независимость работы от уровня естественной освещенности; скрытность и большая дальность действия; способность обнаруживать цели, закрытые растительностью и маскировочными сетями; незначительное снижение дальности наблюдения при задымлении и запылении атмосферы; безотказная работа при слепящих засветках вспышками дульного пламени и применении осветительных средств противника; способность обнаруживать минные поля, а также следы боевых и транспортных машин; возможность передачи изображений по каналам связи.
Поскольку тепловизоры являются более дорогостоящими средствами ночного видения, чем ПНВ, то для сокращения стоимости их разработки и изготовления более 15 лет назад в основном в странах НАТО были предложены, стандартизированы и освоены в производстве общие тепловизионные модули СМ, TICM и SMT (рис. 5). Приборы, оснащенные этими модулями, относят к первому поколению ТВП.
В качестве основы функционирования американской системы модулей СМ избран параллельный способ сканирования изображения линейкой детекторов из кадмия и ртути и теллурида (КРТ). Количество элементов выбирается в зависимости от вооружения, с которым используется ТВП. Модули приборов наблюдения имеют линейку из 60 элементов КРТ, прицелов танков и боевых машин - из 120, а модули прицелов самолетов и вертолетов - из 180 элементов. Во французской системе SMT и английской TICM используется параллельно - последовательный способ сканирования изображения матрицей детекторов, содержащей от 24 до 88 элементов.
Опыт эксплуатации и боевого применения ТВП выявил ряд недостатков перечисленных систем общих тепловизионных модулей, поэтому в странах НАТО ведутся широкие исследования по их совершенствованию. Основными направлениями этих работ являются: уменьшение размеров чувствительных элементов детекторов, применение новых способов детектирования, разработка цифровых сканирующих преобразователей, создание неохлаждаемых матриц детекторов.
Уменьшение размеров чувствительных элементов детекторов повлечет улучшение геометрической разрешающей способности прибора и, следовательно, повышение дальности действия ТВП. С другой стороны, чрезмерное уменьшение размеров этих элементов может вызвать снижение яркости и контраста изображения, что ухудшает возможности опознавания цели. Кроме того, снижению размеров препятствует наличие в общих модулях механической системы сканирования.
Повышения качества изображения, уменьшения габаритов, массы и энергопотребления тепловизоров и упрощения технологии их изготовления удалось достичь применением нового способа детектирования - с помощью детектора СПРАЙТ (SPRITE - Signal Processing In The Element). Он представляет собой полоску из KPT элементов, в которой дополнительно осуществляются функции задержки и суммирования принимаемых сигналов.
Благодаря этому упрощается процесс обработки сигналов и значительно сокращается число соединительных проводов, в результате чего уменьшаются габариты и масса систем охлаждения ТВП.
На основе детекторов СПРАЙТ английская фирма «Барр энд Страуд» разработала тепловизионные приборы IR-18Mk2 и IR-26, предназначенные для установки на технику различных родов войск. Первый прибор (рис. 6) потребляет всего 32 Вт, имеет массу 8,5 кг и оснащен телескопом с двумя полями зрения (38х26,5° и 4,2х2,6°). IR-26 (масса 32 кг) содержит три узла: тепловизионную головку, блок обработки сигналов и пульт управления. Сканирующая тепловизионная головка оснащена телескопом с двумя полями зрения (4,75х3,18° и 13,6х9,1°).
Что касается применения цифровых сканирующих преобразователей, то, по мнению иностранных специалистов, с их помощью устраняются потери разрешающей способности прицелов и приборов наблюдения при преобразовании теплового изображения в видимое для воспроизведения на дисплее.
Интенсивно ведутся работы и по созданию неохлаждаемых или работающих при комнатной температуре ИК детекторов тепловизионных приборов. Дело в том, что для получения качественных изображений в ТВП, созданных на базе общих модулей, фотоприемники охлаждаются до температуры 77К. При этом используются различные системы охлаждения, имеющие один общий недостаток - они существенно увеличивают габариты и массу ТВП. В результате тепловизоры, созданные на базе общих модулей, по своим массо-габаритным показателям неприемлемы для установки на стрелковое оружие. Стремление создать ТВП, пригодные в качестве прицелов к стрелковому оружию, привело к созданию ИК матриц, работающих при комнатной температуре. Приборы с подобными матрицами разработаны в США и Франции.
За счет снижения габаритов и массы системы охлаждения масса приборов находится в пределах 2-2,5 кг, что позволяет устанавливать их на стрелковое оружие. лазерный акустический излучение приемник
Непрерывное совершенствование ТВП первого поколения обеспечило им высокие характеристики, которые и по сей день вполне удовлетворяют потребностям армий стран НАТО.
Но, как полагают западные специалисты, в будущем они не смогут соответствовать требованиям общевойскового боя по дальности действия, возможностям функционирования в неблагоприятных условиях и надежности. Считается, что этим требованиям будут удовлетворять тепловизионные приборы, созданные на плоских матричных элементах. Их еще называют несканирующими и относят ко второму поколению ТВП. В качестве детектора в них используется матрица элементов, обеспечивающая одновременный просмотр всего поля зрения без механического сканирования. При этом достигается значительное повышение температурной чувствительности при сохранении детального разрешения, ограниченного лишь разрешающей способностью объектива. Для считывания сигналов с отдельных ячеек матрицы-детектора используются элементы с зарядовой связью, установленные параллельно строчкам детектора. В эти элементы передаются сигналы со всех строчек детектора за очень короткое время коммутации. В течение времени считывания элементы детектора продолжают воспринимать и интегрировать тепловое излучение.
На современном этапе существует несколько вариантов приемников теплового излучения на основе плоских матричных элементов. Наиболее тщательно они разработаны на основе элементов с платиново-кремниевым барьером Шоттки. Хорошие результаты в создании таких приемников получили японские специалисты. Так, фирма «Мицубиси» продемонстрировала работу матрицы (512x512 элементов) и сообщила о разработке еще более совершенной матрицы (1000x1000). Перспективными считаются также приемники на основе индия с сурьмой и матричные КРТ приемники. Матрица, изготовленная на основе индия и сурьмы, имеет всего 128 х128 элементов и обладает высокой радиационной стойкостью, а на основе КРТ - 128x128 для диапазона длин волн 3-5 мкм и 64x64 для диапазона 7,5- 11 мкм. КРТ приемники могут обеспечить наилучшую чувствительность к ИК излучению при высоких температурах. В США приемники на плоских матричных элементах будут использованы в ПТУР перспективного противотанкового комплекса AAWS-M, зенитных и противотанковых ракетах с управлением по волоконно-оптическим линиям связи, усовершенствованной ПТУР ТОУ, а также в тепловизионное прицеле CITV командира танка М1А2 «Абрамс».
В ФРГ ТВП второго поколения должны поступить на вооружение лишь в середине 90-х годов. Предполагается, что первые приемники на плоских матричных элементах будут установлены на противотанковые ракетные комплексы третьего поколения.
В настоящее время ведутся разработки ТВП второго поколения, функционирующих при комнатной температуре. Приемники таких приборов содержат матрицы, состоящие из десятков или сотен тысяч пироэлектрических элементов.
Последние преобразуют тепловизионное изображение в соответствующий ему потенциальный рельеф из электрических зарядов, который считывается электронным путем с помощью кремниевой матрицы элементов с зарядовой связью. Опытный образец такого прибора, представляющего собой винтовочный ночной прицел, имеет массу 1,8 кг и может работать непрерывно в течение 12 ч в диапазоне волн от 7 до 14 мкм. ТБП на основе матрицы пироэлектрических элементов могут с успехом применяться для своевременного обнаружения мин. Это свойство указано, например, в характеристиках прибора AN/VAS-3, разработанного для механика-водителя танка М1 «Абрамс».
Особенностью современных конструкций тепловизиониых приборов обоих поколений является наличие у них, как правило, двух полей зрения: широкого для поиска целей и узкого для их опознавания. Так, тепловизоры прицела наводчика GPS американского танка М1 «-Абрамс» и прицела EMES-15 немецкого танка «Леопард-2» имеют широкое поле зрения размером 7,5x15° и малое размером 2,5x5°, а тепловизор прицела наводчика HL-60 французского танка «Леклерк» - соответственно 5,7x8,6° и 1,9x2,9°. В серийных тепловизорах эти поля зрения применяются поочередно, то есть в каждый момент времени можно пользоваться лишь одним.
В последние годы появились разработки ТВП, обеспечивающих одновременное наблюдение как в узком, так и широком поле зрения. Американская фирма «Хьюз эркрафт» и немецкая фирма «Элтро» совместно создали подобный тепловизор для танков. Этот прибор позволяет иметь изображение узкого и широкого полей зрения на едином экране. На одной половине данного экрана наводчик, наблюдая увеличенное изображение цели с помощью узкого поля зрения тепловизора, осуществляет наведение орудия и стрельбу по цели. Одновременно командир танка может производить поиск другой цели, наблюдая на второй половине экрана изображение тактической обстановки на местности, создаваемое широким полем зрения тепловизора.
Дальнейшее развитие техники «очного видения зарубежные специалисты связывают со следующими основными направлениями: повышением дальности действия до величин, соответствующих дальности видимости днем; расширением границ используемого диапазона спектра электромагнитных излучений и уменьшением за счет этого влияния внешней среды на работу приборов; комплексированием приборов, построенных на различных физических принципах, для повышения надежности обнаружения и опознавания целей.
Наряду с совершенствованием приемников излучения, способов обработки их сигналов и улучшением оп-тики приборов одним из важнейших путей повышения дальности действия ТВП является использование лазера на углекислом газе (СОг) в качестве осветителя. Лазер на СОг работает в диапазоне длин волн 8-12 мкм. Его импульсы, отраженные от цели и принятые тепловизором, обеспечивают не только измерение дальности до нее, но и более надежное опознавание цели. Такие лазерные локаторы уже производятся в США, Великобритании и ФРГ. Кроме увеличения дальности действия, сочетание тепловизора и лазера на СОг позволяет повысить вероятность правильного опознавания цели за счет увеличения ее контраста при лазерной подсветке.
Существующие в армиях стран НАТО средства ночного видения используют лишь две области спектра электромагнитных колебаний: видимого света и инфракрасного излучения. В последние годы проявляется тенденция использовать для ночного видения граничащие с указанным диапазоном области спектра электромагнитных колебаний: ультрафиолетовые лучи и радиоволны миллиметрового диапазона.
Ультрафиолетовые лучи практически не использовались в технике ночного видения из-за сильного поглощения атмосферой и другими оптическими средствами. В то же время велись работы по созданию высокочувствительных приемников ультрафиолетового излучения, и, вероятно, в последние годы эти работы дали обнадеживающие результаты.
Во всяком случае, еженедельный журнал «Джейн"с дефенс уикли» сообщил, что в США создана система, названная FTD (Fluorescent Target Detection), которая по ультрафиолетовому излучению может обнаруживать людей, снаряжение и технику, скрытых растительностью и не обнаруживаемых приборами ночного видения и тепловизорами.
Если создание средств ночного видения, применяющих ультрафиолетовое излучение, только начинается и его перспективы неясны, то средства обнаружения целей, использующие миллиметровый диапазон радиоволн, рассматриваются иностранными специалистами как неотъемлемая часть перспективных систем поиска и опознавания целей различных родов войск. В настоящее время за рубежом считают нецелесообразным автономное использование радиолокационных средств миллиметрового диапазона для поиска и опознавания целей ночью. Более рациональный вариант, как полагают западные эксперты,- это комплексирование радаров с другими средствами ночного видения. Опытные образцы таких систем уже несколько лет проходят всесторонние испытания.
Во Франции разработана система наблюдения RASICA, включающая радиолокационную станцию наземной разведки последней модели «Разит» 3190Е и тепловизионную камеру «Кастор». Приборы установлены на двух независимо вращающихся платформах, но имеют единое индикаторное устройство, на которое выводится информация от РЛС тепловизионной камеры. Последняя применяется также на некоторой части танков АМХ-30В2. Она монтируется на правой лобовой части башни, связана с системой управления огнем и используется для обнаружения и опознавания целей в ночных условиях. В этом году должно начаться серийное производство американской интегрированной электронно-оптической системы MTAS (Multi-Sensor Target Acquisition System), созданной фирмой «Рокуэлл интернэшнл» и предназначенной для танков М1 «Абрамс» и М60АЗ. В нее входят радиолокационная станция миллиметрового диапазона (рабочая частота 94 ГГц) и тепловизионная камера.
Информация обоих каналов обнаружения целей обрабатывается бортовой ЭВМ, и на общий дисплей выводится синтезированное изображение целей. В будущем, по всей видимости, за рубежом будет преобладать тенденция создания многоканальных средств обнаружения целей, в которых могут быть использованы в различных сочетаниях тепловизионный, радиолокационный, телевизионный, лазерный и визуальный каналы обнаружения с цифровой обработкой их сигналов и созданием синтезированных изображений целей. Такие системы, по мнению иностранных специалистов, позволят надежно обнаруживать и опознавать цели как днем, так и ночью на больших дальностях и в любых погодных условиях.
Фотографическая разведка
Фотографическая разведка обладает существенными преимуществами перед другими способами разведки, поскольку она позволяет получать оптические изображения объектов с высокой степенью детальности. Изучение фотографических изображений дает наибольшее количество информации по сравнению с визуальным, телевизионным или радиолокационным наблюдением. Данные фоторазведки позволяют не только обнаруживать объекты, но и распознавать их.
Средства фотографической разведки широко используются при ведении космической, воздушной, морской и наземной разведки.
Основными характеристиками фотографических средств, которые необходимо учитывать при ведении разведки и разработке мероприятий по маскировке, являются: масштаб фотографического изображения, спектральная чувствительность, контрастность получаемого изображения, разрешающая способность.
Под оптико-электронной разведкой понимается процесс добывания информации с помощью средств, включающих входную оптическую систему с фотоприемником и электронные схемы обработки электрического сигнала, которые обеспечивают прием электромагнитных волн видимого и инфракрасного диапазонов, излученных или отраженных объектами и местностью. ОЭР предназначена для решения следующих задач:
Выявление военных и военно-промышленных объектов;
Определение их формы, размеров, состояния и боеготовности;
Вскрытие характера выпускаемой ВПО продукции, ее объема и др.;
Съемка территорий с целью картографирования местности;
Разведка метеообстановки в заданных районах.
Аппаратура ОЭР устанавливается на космических и воздушных носителях, а также может применяться в наземных условиях, например, при ведении технической разведки на территории России.
Принцип работы аппаратуры ОЭР основан на приеме собственного излучения объектов и фона или отраженного от них излучения Солнца, Луны, звездного неба. Аппаратура ОЭР позволяет отличать объект от фона при условии, что яркость объекта превышает яркость фона.
Аппаратура ОЭР подразделяется на пассивную и активную. Пассивная аппаратура разведки основана на приеме собственного или переотраженного излучения объектов разведки. Активная аппаратура разведки предполагает использование для подсвета местности собственного излучателя. Зондирующее излучение рассеивается объектами, местными предметами и местностью и часть этого излучения поступает на вход оптической системы аппаратуры разведки с последующим его преобразованием, обработкой и индикацией на соответствующих устройствах.
Аппаратура пассивной ОЭР подразделяется на телевизионную, инфракрасную и разведки лазерных излучений. Аппаратура телевизионной разведки охватывает устройства на ЭЛТ и на ПЗС. К аппаратуре ИКР относятся тепловизоры, теплопеленгаторы, радиометры и ПНВ. Аппаратура разведки лазерных излучений предназначена для обнаружения, определения местоположения и распознавания средств вооружения и военной техники, в состав которых входят лазерные излучатели.
Аппаратура активной ОЭР подразделяется на лазерную со сканированием зондирующего светового луча и инфракрасную с использованием ИК излучателя для подсвета местности.
Для оценки предельных возможностей фотоприемников аппаратуры ОЭР по регистрации ЭМИ используется понятие пороговой чувствительности, определяемой минимальной мощностью светового сигнала (потоком мощности), еще воспринимаемого на фоне помехового излучения.
Диапазон длины волн, в пределах которого может работать фотоприемник, характеризуется его спектральной чувствительностью.
Аппаратура ОЭР характеризуется также разрешающей способностью, которая определяется способностью передавать и воспроизводить мелкие детали изображения с заданным контрастом. Разрешающая способность зависит как от параметров оптической системы аппаратуры, так и от характеристик используемых фотоприемников и окружающих условий функционирования аппаратуры разведки.
Колыбелью отечественной радиоразведки можно считать Императорский военно-морской флот, где она впервые была применена. В 1904 г. приказом командующего Тихоокеанским флотом вице-адмирала Макарова корабельным связистам предписывалось перехватывать вражеские радиограммы, определять направление на излучатель и вскрывать организацию радиосвязи противника. В 1909 г. радиоразведка официально учреждена как орган Морского ведомства.
С 1911 г. радиоразведка русского флота вела наблюдение за германским флотом. В годы Первой мировой войны русская радиоразведка находилась уже на достаточно высоком уровне. Активно внедрялось новое оборудование: широкодиапазонные разведывательные приемники и радиопеленгаторы, создавались пеленгаторные станции и другие объекты радиоразведки. После революции все наработки царской России по радиоразведке перешли к Красной Армии, причем не только не были утрачены, а наоборот, сохранены и приумножены. Интересно упомянуть о том, как вели радиоразведку радисты Волжско-Каспийской флотилии, созданной в 1918 году из отдельных разрозненных отрядов вооруженных буксирных пароходов и барж, команды которых в основном состояли из моряков Балтийского флота. Радиоразведчики сыграли большую роль в том, что флотилия успешно вышла в Каспийское море. Но самое интересное началось потом. Как на восточном, так и на западном побережье Каспия практически отсутствовала проводная связь. Именно поэтому между белогвардейцами и силами Волжско-Каспийской флотилии развернулась настоящая война за захват и уничтожение радиостанций. Активно использовались средства радиоразведки, захваченные радиостанции применялись для дезинформации противника. Яркой страницей в историю радиоразведки вошел случай захвата радиостанции форта Александровский и использование ее в радиоигре.
30 декабря 1919-го отряд кораблей флотилии подошел к полуострову Мангышлак и внезапным ударом захватил форт Александровский, Долгое время белогвардейцы не знали о захвате форта и продолжали передавать через «транзитную» радиостанцию форта радиограммы, поступавшие из деникинских штабов из Баку и Красноводска для передачи колчаковцам в Гурьев. В один из дней радистом с эсминца «Карл Либкнехт» Н. Леруковым, работавшим на радиостанции форта, была принята радиограмма о переходе из Петровека в Гурьев парового судна «Лейла» с военной миссией Деникина во главе с генералом Гришиным-Алмазовым. Радиотелеграфист Кузьма Равков перехватил пере говоры между «Лейлой» и сопровождавшим ее английским вспомогательным крейсером «Президент Крюгер». Вскоре после того, как крейсер расстался с судном, оно было задержано красным эсминцем. Генерал и его адъютант застрелились, а сопровождавшие генерала штабные офицеры попали в плен. Среди двадцати девяти пленных были английский и французский офицеры Дике и Ренар - советники белогвардейских генералов. В числе захваченных ценных документов - план совместного похода Деникина и Колчака на Москву, их личная переписка. Через радиостанцию флота проводилась активная дезинформация белых. По распоряжению С. Кирова, возглавлявшего оборону Астраханского края, все белогвардейские радиограммы немедленно передавались в штаб 11-й армии. Там в них вносились необходимые изменения, чтобы максимально затруднить управление войсками противника, после чего радисты передавали их адресатам. Примеров успешной деятельности радиоразведчиков можно привести великое множество. Особенно отличились они в период Великой Отечественной войны, о чем написана не одна книга. И это - бесценный опыт для нас.
Виды радиоэлектронной разведки:
Радиоразведка
Радиотехническая разведка
Радиолокационная разведка
Телевизионная разведка
Разведка с помощью устройств инфракрасной техники
Радиоразведка - самый старый вид радиоэлектронной разведки. Она нацелена против различных видов радиосвязи. Основное содержание радиоразведки - обнаружение и перехват открытых, засекреченных, кодированных передач связных радиостанций, пеленгование их сигналов, анализ и обработка добываемой информации с целью вскрытия ее содержания и определения местонахождения источников излучения. Сведения радиоразведки о неприятельских станциях, системах их построения и о содержании передаваемых сообщений позволяют выявлять планы и замыслы противника, состав и расположение его группировок, установить местонахождение их штабов и командных пунктов управления, место размещения баз и стартовых площадок ракетного оружия и др.
Радиотехническая разведка - вид радиоэлектронной разведки по обнаружению и распознаванию радиолокационных станций (РЛС), радионавигационных и радиотелекодовых систем, использует методы радиоприема, пеленгования и анализа радиосигнала. Средства радиотехнической разведки позволяют:
Установить несущую частоту передающих радиосредств,
Определить координаты источников излучения,
Измерить параметры импульсного сигнала (частоту повторения, длительность и другие параметры),
Установить вид модуляции сигнала (амплитудная, частотная, фазовая, импульсная),
Определить структуру боковых лепестков излучения радиоволн,
Измерить поляризацию радиоволн,
Установить скорость сканирования антенн и метод обзора пространства РЛС,
Проанализировать и записать информацию.
Радиоэлектронная разведка - ее структура, особенности и возможности
Этот вид разведки обладает следующими особенностями:
Действует без непосредственного контакта с объектами разведки,
Охватывает большие расстояния и пространства, пределы которых определяются особенностями распространения радиоволн разных частот,
Функционирует непрерывно в разное время года и суток и при любой погоде,
Обеспечивает получение достоверной информации, поскольку она исходит непосредственно от противника (за исключением случаев радиодезинформации)
Добывает большое количество информации различного характера и содержания,
Получает информацию в кратчайшие сроки и чаще всего в реальном масштабе времени,
Малоуязвима и во многих случаях недосягаема для противника,
Действует скрытно. Противник, как правило, не в состоянии установить факт разведки.
Радиоэлектронная разведка в зависимости от ее целевого назначения подразделяется на стратегическую и тактическую.
Стратегическая радиоэлектронная разведка ведется в интересах правительственных органов и высшего военного командования с целью добывания всесторонней информации о разведываемой стране через его радиоэлектронные средства. Такая информация необходима для подготовки вооруженных сил и ресурсов страны к войне, принятия решения о начале военных действия и умелого ведения стратегических операций.
Тактическая радиоэлектронаая разведка считается одним из основных видов обеспечения войск информацией путем непрерывного слежения за электромагнитным излучением многочисленных военных устройств и система противника. Она в состоянии добывать важные сведения для ведения боевых действий силами соединений, частей и подразделений.
Различают наземную, морскую, воздушную и космическую радиоэлектронную разведку. По своему содержанию информация, добываемая этим видом разведки, делится на оперативную и техническую.
Оперативная информация включает сведения, которые необходимы для решения оперативных задач военного командования. К ним относятся:
Открытая или зашифрованная смысловая информация, передаваемая противоборствующей стороной по различным каналам радиосвязи,
Тактико-технические данные и особенности разведываемых активных радиоэлектронных систем (частота настройки, вид модуляции и манипуляции, диаграммы направленности антенн, мощность излучения и т.п.), состовляющие их «электронный почерк»,
Типы радиоэлектронных систем: радиосвязи, радиолокации, радионавигации, наведения ракет и дальнего обнаружения, различные телеметрические систмы передачи данных,
Количество обнаруживаемых радиоэлектронных систем противника,
Местоположение и территориальная плотность размещения источников излучения электромагнитной энергии противника.
Изучая технические характеристики и особенности радиоэлектронных систем противника, можно определить область их применения и принадлежность. Сопоставляя эти данные с уже известными, полученными разведкой по другим каналам, можно сделать вывод о назначении разведываемых технически средств. Зная это и определяя типы и количество радиоэлектронных средств противника, можно установить дислокацию войсковых частей, военных баз, аэродромов и других объектов. Так, например, зная число радиолокационных станций наведения управляемых зенитных ракет в какой-либо зоне ПВО противника, можно сделать правильные выводы о количестве батарей зенитных ракет, установленных в этой зоне.
… для анализа и обработки добываемой информации очень важное значение имеют точная фиксация времени начала и конца работы излучающих радиоэлектронных средств и правильное определение их местоположения. Эти данные позволяют установить степень активности противника в определенной территориальной зоне. Указывается, что перед запуском межконтинентальных баллистических ракет с мысла Каннаверал наблюдалось заметное увеличения числа источников электромагнитных излученийв этом районе за счет повышения активности работы радиолокационных станций сопровождения и наведения, средств радиосвязи и передачи данных, а также телеметрических сетей.
Техническая информация содержит сведения о новых системах оружия и управления радиоэлектронными устройствами и об их электрических характеристиках, используемымми разведываемой страной впервые. Целью добывания технической информации является своевременная разработка аппаратуры и методов радиоэлектронной разведки новых систем оружия и средств управления противника. По мнению американских специалистов, техническая информация о новой радиоэлектронной аппаратуре потенциальных противников особбенно нужна для создания эффективных технических средств и методов радиопротиводействия и контррадиопротиводействия.
Для получения такой информации средстваи радиоэлектронной разведки ведется систематическая разведка новых, ранее неизвестных источников радиопередач, отличающихся диапазоном частот, видами модуляции и манипуляции, параметрами импульсного сигнала, диаграммой направленности антенны и другими характеристиками. Зарубежные авторы указывают следующие наиболее важные источники радиоэлектронной разведки:
Активные средства радиосвязи, используемые во всех видах вооруженных сил и в интересах управления государством,
РЛС разных типов и назначений, применяемые, главным образом, в противовоздушной обороне,
Автоматизированные системы управления, слежения и наведения ракетного и противоракетного оружия, а также космических объектов,
Радионавигационные системы, используемые в морской, воздушной и космической навигации,
Различные телеметрические системы передачи информации.
Технические средства радиоэлектронной разведки
В комплекс технических средств радиоэлектронной разведки входят следующие устройства:
Приемные антенны направленного и ненаправленного действия,
Радиоприемники,
Радиопеленгаторы,
Устровства панорамного обзора,
Анализаторы спектра принимаемых сигналов,
Устровйства для автоматического отсчета сдвигов пеленга и частоты,
Выходные устройства для приема сигналов телефонных и телеграфных уплотненных каналов радиосвязи,
Оконечные устройства слухового приема (телефоны, динамики)
Устровйства документирования сигналов,
Приборы расшифровки, обработки и хранения принятой информации,
Средства управления, связи и передачи добываемой информации.
Перехват информации после 2000 года
С середиты 90-х годов разведывательные агенства начали испытывать значительные трудности в обеспечении глобального доступа к системам коммуникации. Эти трудности будут продолжать увеличиваться во время и после 2000 года. Главной причиной является сдвиг телекоммуникаций в область оптических линий связи высокой пропускной способности. Проблема состоит в обеспечении физического доступа. За исключением случаев, когда линия проходит через территорию дружественного государства, эффективный перехват возможен только путем вмонтирования специальных устройств в повторители (где они есть). Данное ограничение скорее всего выведет многие зарубежные высокопропускные линии связи из разряда прослушиваемых. Физические размеры оборудования, необходимого для обработки данных, вместе с системами энергообеспечения, передачи информации и записи делает скрытое прослушивание непрактичным и опасным занятием.Даже в тех случаях, когда доступ уже есть (как в случае КОМСАТ), распространение новых систем связи ограничит собирание информации с помощью новых способов, частично по бюджетным ограничениям, частично из-за невозможности доступа, скажем к спутниковым сиcтемам типа Иридиума.
Оборудование систем перехвата информации
Десятки работающих на оборону предприятий США в Силиконовой Долине или в Мэрилендском поясе возле Вашингтона выпускают слжнейшую аппаратуру для NSA. Основные корпорации США, такие как Локхид Мартин, Спейс Систем, ТРВ, Рейтеон и Бендикс также получают контракты от NSA по оснащению основных узлов сбора информации. Полный перечень производимого оборудования находится за пределами данного отчета. Состояние дел в технологии современной электронной разведки, однако, может быть продемонстрировано на примере некоторых технологий обработки двух специализированных поставщиков NSA: Applied Signal Technology Inc (AST, Sunnyvale, California) и The IDEAS Operation of Columbia, Мэриленд (часть Science Applications International Corporation (SAIC)). Обе компании имеют директорами бывших старших сотрудников NSA. Когда это явно не указано, предназначение оборудования для перехвата информации может быть идентифицировано по маркировке «TEMPEST screened». AST утверждает, что «оборудование используется для сбора сигналов с зарубежных средств телекоммуникаций правительством США». Одни ведущий специалист по криптографии емко описал корпорацию AST как «магазин `все для ЭШЕЛОНА`».
Выделение и анализ сигнала из широкополосных линий связи
Фильтрование, обработка и анализ факсов
Анализ траффика, распознавание ключевых слов, получение текста и анализ тем
Системы распознавания речи
Непрерывное распознавание речи
Идентификация говорящего и другие методы выбора голосовых сообщений
Снижение нагрузки или подрыв криптографических систем
Основа любой деятельности – ее информационное обеспечение. В результате чего информация становится одним их основных средств решения проблем и задач государства, политических партий и деятелей, различных коммерческих структур и отдельных людей. Так как получение информации путем проведения собственных исследований становится все более дорогостоящим делом, то расширяется сфера добывания информации более дешевым, но незаконным путем, а именно добывание информации при помощи разведки и перехвата. В результате, становится актуальной задача обеспечения информационной безопасности.
Безопасность информации
Безопасность информации – это условия хранения, обработки и передачи информации, при которых обеспечивается ее защита от угроз уничтожения, изменения и хищения. Потенциальная угроза безопасности информации существует всегда.
Основными источниками создания преднамеренных угроз безопасности информации являются:
- действия иностранных разведок и спецслужб,
- действия конкурентов (промышленный шпионаж),
- действия злоумышленников (террористов, воров, шантажистов и т.д.)
Процессы проявления преднамеренных источников угроз безопасности информации носят целенаправленный характер.
Разведка
Основным способом незаконного добывания информации является разведка. Условно разведку можно разделить на агентурную и техническую. Условность состоит в том, что добывание информации агентурными методами осуществляется с помощью технических средств, а техническую разведку ведут люди. Отличие состоит в преобладании человеческого или технического факторов.
Развитие технической разведки связано с повышением ее технических возможностей, обеспечивающих:
- снижение риска задержания агента контрразведки за счет дистанционного контакта с источником информации,
- добывание информации путем съема ее с носителей, не воздействующих на органы чувств человека.
Многообразие видов носителей информации породило множество видов технической разведки. Для классификации технической разведки применяют можно применить два способа:
- по физической природе носителей информации;
- по видам носителей технических средств добывания информации.
Основными принципами добывания информации являются:
- целеустремленность,
- активность,
- непрерывность,
- скрытность,
- комплексное использование средств добывания информации.
Современные средства технической разведки позволяют осуществлять доступ к источникам информации без нарушения государственной границы. К таким средствам относятся, прежде всего, космические.
На космических аппаратах (КА) устанавливается различная разведывательная аппаратура (оптико-электронная, фоторазведки, радиоразведки, радиотехнической разведки, радиолокационной разведки).
Современные низкоорбитальные КА фото-и-оптико-электронной разведки позволяют проводить разведку в обзорном и детальном режимах. В обзорном режиме производится съемка поверхности в полосе шириной 180 км при линейном разрешении на местности 2,5-3,5 м. При этом опознаются объекты размером 12,5-35 м. Детальная разведка обеспечивает полосу съемки шириной 12-20 км, разрешение на местности 0,3-0,6 м (для перспективных менее 0,1 м) и опознавание объектов размеров 1,5-6 м. Кроме того, для КА, находящихся на солнечно-синхронной орбите характерно постоянство высоты Солнца в районе съемки. Также современные низкоорбитальные КА фото-и-оптико-электронной разведки могут проводить разведку в инфракрасном диапазоне.
Возможности аппаратуры радиолокационной разведки позволяют определять наземные объекты, а также определять наличие объектов, находящихся под землей на небольших глубинах. Возможности аппаратуры радиоразведки позволяют прослушивать радиопередачи почти на всех радиочастотах.
Средства добывания информации установлены также на воздушных летательных аппаратах (самолетах-разведчиках, беспилотных летательных аппаратах). Характеристики самолетов-разведчиков приведены в таблице 1.
|
Примечание : АФА – авиационная фотоаппаратура, ИК – средства наблюдения в ИК-диапазоне, ТА – аппаратура телевизионного наблюдения, РЛС – радиолокационная станция бокового обзора, РРТР – средства радио-и-радиотехнической разведки.
Возможности добывания информации с кораблей, находящихся в нейтральной зоне возле морских границ, ограничиваются в основном перехватом радиосигналов, наблюдением берегов и подводного рельефа.
Добывание информации без проникновения в контролируемую зону осуществляется путем съема ее с носителей, выходящих за пределы контролируемой зоны. За пределы территории возможен выход следующих носителей:
- люди,
- бумажные и машинные носители, продукция, материалы, отходы,
- акустические, электрические, магнитные, электромагнитные поля, различных ВТСС из токопроводящих материалов.
Эти носители могут содержать семантическую и признаковую информацию, а также демаскирующие вещества.
По дальности распространения носители делятся на 3 группы:
1 группа – без ограничения расстояния (люди, переносимые или перевозимые документы, материалы и т.д.);
2 группа – распространяющиеся за пределы прямой видимости (акустические волны большой мощности, радиоволны в ДВ, СВ, КВ-диапазонах, электрический ток, распространяющийся по кабелям, жидкие и газообразные отходы);
3 группа - распространяющиеся в пределах прямой видимости (свет, речь, радиоволны в УКВ диапазоне, слаботочные электрические сигналы).
Для добывания информации применяется наиболее чувствительная аппаратура.
Классификация средств добывания информации.
Микрофоны
Для перехвата акустических волн используют специальные направленные микрофоны. Характеристики микрофонов приведены в таблице 2.
|
Существуют следующие виды направленных микрофонов:
- параболические;
- плоские акустические фазированные решетки;
- трубчатые (микрофоны «бегущей» волны);
- градиентные.
В параболическом микрофоне звуковые волны, направленные вдоль оси с параболического зеркала отражаются в и суммируются в фокальной точке, после чего сигнал передается в усилитель и записывается на магнитофон.
Трубчатые микрофоны (микрофоны «бегущей» волны) принимают звук вдоль некоторой линии, совпадающей с направлением на источник звука. При этом происходит сложение в фазе сигналов, проникающих в звуковод через специальные щелевые отверстия. Чем больше длина трубчатого микрофона, тем сильнее подавляются помехи с боковых и тыльной сторон.
Градиентные микрофоны обеспечивают операцию вычитания по направлению прихода сигнала. Простейший градиентный микрофон представляет собой 2 близко расположенных друг к другу микрофона, выходные сигналы из которых вычитаются друг из друга, реализуя производную первого порядка и формируя диаграмму вида cosα, где α – угол прихода звука.
Цифровые фотоаппараты
Одним из наиболее эффективных способов добывания является визуально-оптическое наблюдение, использующий глаз в качестве оптического прибора. Однако глаз не позволяет регистрировать изображение. Поэтому для данных целей применяют фотографирование и киносъемку. В настоящее время применяются специальные цифровые фотоаппараты. Их параметры указаны в таблице 3.
|
Зеркальный цифровой фотоаппарат - это фото камера, в которой объектив видоискателя и объектив для захвата изображения один и тот же, также в фотоаппарате используется цифровая матрица для записи изображения. В не зеркальном фотоаппарата в видоискатель попадает изображение из отдельного маленького объектива, чаще всего находящийся над основным. Отличие также имеется и от обычного устройства фотоаппарата (мыльницы), где отображается на экране изображение, попадающее непосредственно на матрицу.
В обычном устройстве зеркального цифрового фотоаппарата свет проходит через объектив (цифра 1 на рисунке). Затем он достигает диафрагмы, которая регулирует его количество (цифра 2), затем свет доходит до зеркала в устройстве зеркального цифрового фотоаппарата, отражается и проходит через призму (цифра 4), чтобы перенаправить его в видоискатель (цифра 5). Информационный экран добавляет к изображению дополнительную информацию о кадре и экспозиции (зависит от модели фотокамеры). В момент, когда происходит фотографирование, зеркало устройства фотоаппарата (цифра 6) поднимается, открывается затвор фотоаппарата (цифра 7). В этот момент свет попадает прямо на матрицу фотоаппарата и происходит экспонирование кадра - фотографирование. Затем закрывается затвор, обратно опускается зеркало, и фото камера готова к следующему снимку. Необходимо понимать, что весь этот сложный процесс внутри происходит за доли секунды. Это и есть устройство зеркального цифрового фотоаппарата.
C самого создания первого устройство фотоаппарата, основная схема работы его почти не изменилась. Свет проходит через отверстие, масштабируется и попадает на светочувствительный элемент внутри устройства фотоаппарата. Будь это пленочной камерой или зеркальной цифровой фотокамерой. Рассмотрим основные отличая зеркального аппарата от не зеркального. Как вы могли догадаться главное отличие в наличии специального зеркала. Это зеркальце позволяет фотографу видеть в видоискателе абсолютно такую же картинку, которая попадает на плёнку или матрицу. Стоит так же сказать о работе цифрового аппарата. До нажатия клавиши затвора в зеркальных фотоаппаратах между объективом и матрицей расположено зеркало, отражаясь от которого, свет попадает в видоискатель. В незеркальных фотоаппаратах и зеркальных фотоаппаратах в режиме Live View свет из объектива падает на матрицу, при этом на ЖК экран выводится изображение, сформированное на матрице. В некоторых фотоаппаратах при этом может происходить автоматическая фокусировка. При неполном нажатии клавиши затвора (если такой режим предусмотрен) происходит выбор всех автоматически выбираемых параметров съёмки (фокусировка, определение экспопары, чувствительности фотоматериала (ISO) и т. д.). При полном нажатии происходит съёмка кадра, и считывание информации с матрицы во встроенную память фотоаппарата (буфер). Далее производится обработка полученных данных процессором с учётом установленных параметров коррекции экспозиции, ISO, баланса белого и др., после чего данные сжимаются в формат JPEG и сохраняются на флэш-карту. При съёмке в формат RAW данные сохраняются на флэш-карту без обработки процессором (возможна коррекция битых пикселей и сжатие алгоритмом без потерь). Так как запись на флэш-карту изображения занимает достаточно большое количество времени, многие фотоаппараты позволяют снимать следующий кадр до окончания записи предыдущего на флэш-карту, если в буфере есть свободное место.
Отличие устройства зеркального цифрового фотоаппарата от пленочного зеркального фотоаппарата:
- Первое отличие очевидно: в цифровой зеркальной фотокамере используется электроника для записи изображения на карту памяти, в то время как устройство пленочного зеркального фотоаппарата захватывает изображение на пленку.
- Второе отличие между цифровым и пленочным зеркальным фотоаппаратом в том, что большинство цифровых зеркальных фотоаппаратов записывают изображение на поверхность матрицы, которая по площади меньше, чем кадр в пленочной зеркалке.
- Устройство цифрового фотоаппарата позволяет фотографу увидеть изображение сразу после съемки.
- Более старые модели пленочных фотокамер не требуют электрического питания. Они полностью состоят из механики. А цифровым зеркальным фотокамерам необходимы батарейки или аккумуляторы.
- При съёмке на пленку лучше немного переэкспонировать кадр, но для цифрового фотоаппарата лучше немного недоэкспонировать кадр.
- Независимо от того, цифровой фотоаппарат или пленочный, оба типа фото камер имеют огромные возможности по смене объективов, пультов дистанционного управление, вспышек, элементов питания и других аксессуаров.
Современные разведывательные фотоаппараты можно закамуфлировать под пуговицу, пачку сигарет, сумку и т.д. Однако следует помнить, что цифровые аппараты, даже имеющие максимальное разрешение по качеству получаемого изображения значительно уступают фотоаппаратам, которые получают изображение на специальной пленке.
Дистанционное наблюдение движущихся объектов осуществляется с помощью телевизионного наблюдения.
Схема телевизионного комплекса.
При телевизионном наблюдении изображение объективом проецируется на светочувствительный слой фотокатода вакуумной передающей трубки. Фотокатод содержит вещества, из атомов которого кванты энергии выбивают электроны, количество которых пропорционально энергии света. На фотокатоде образуется изображение в виде электрических зарядов, эквивалентное оптическому изображению. В вакуумных передающих трубках производится считывание величины заряда с помощью электронного луча трубки, отклоняемого по горизонтали и вертикали магнитными полями. После этого сигнал передается в телевизионный приемник, где производится считывание сигнала и передача изображения на кинескоп.
Приборы ночного видения
Для визуально-оптического наблюдения в инфракрасном диапазоне необходимо переместить изображение в инфракрасном диапазоне в видимый. Эта задача решается в приборах ночного видения. Основные показатели данных приборов приведены в таблице 4.
Основа устройства любого прибора ночного видения – стакан Холста. Поколения приборов ночного видения отличаются только отдельными элементами и характеристиками, однако принцип функционирования со времени создания первого тепловизора не изменился.
В тепловизорах стакан активно охлаждается (в идеале до 0 К) для устранения собственных помех. Такие приборы позволяют наблюдать в полной темноте.
Радиоприемники
Для перехвата радиосигналов используются радиоприемники. В настоящее время широко распространяются цифровые радиоприемники, которые вытесняют аналоговый тип. В цифровых приемниках в отличии от аналоговых сигнал преобразуется в цифровой вид с последующей его обработкой средствами вычислительной техники. Большие возможности предоставляют сканирующие приемники, особенностью которых является возможность быстрой перестройки в широком диапазоне частот. Их характеристики приведены в таблице 5.
|
