Геофизическая MASINT — это раздел измерительной и сигнатурной разведки (MASINT), которая охватывает явления, передаваемые через землю (грунт, воду, атмосферу) и искусственные сооружения, включая излучаемые или отраженные звуки, волны давления, вибрации и возмущения магнитного поля или ионосферы. [1]
Согласно Министерству обороны США , MASINT имеет технически полученные разведданные (исключая традиционную визуальную разведку IMINT и сигнальную разведку SIGINT ), которые — при сборе, обработке и анализе специализированными системами MASINT — приводят к разведданным, которые обнаруживают, отслеживают, идентифицируют или описывают сигнатуры (отличительные характеристики) фиксированных или динамических целевых источников. MASINT была признана официальной дисциплиной разведки в 1986 году. [2] Другой способ описания MASINT — «небуквальная» дисциплина. Она питается непреднамеренными побочными продуктами излучения цели, «следами» — спектральными, химическими или радиочастотными, которые объект оставляет после себя. Эти следы формируют отчетливые сигнатуры, которые могут быть использованы в качестве надежных дискриминаторов для характеристики определенных событий или раскрытия скрытых целей». [3]
Как и во многих других областях MASINT, конкретные методы могут пересекаться с шестью основными концептуальными дисциплинами MASINT, определенными Центром исследований и разработок MASINT, который делит MASINT на электрооптические, ядерные, геофизические, радиолокационные, материаловедческие и радиочастотные дисциплины. [4]
Геофизические датчики имеют долгую историю в обычных военных и коммерческих приложениях, от прогнозирования погоды для парусного спорта до поиска рыбы для коммерческого рыболовства и проверки запрета на ядерные испытания. Однако постоянно возникают новые проблемы.
Для вооруженных сил первого мира, противостоящих другим обычным вооруженным силам, существует предположение, что если цель может быть обнаружена, то она может быть уничтожена. В результате, сокрытие и обман приобрели новую критичность. Самолеты с низкой заметностью «Стелс» привлекли большое внимание, а новые конструкции надводных кораблей характеризуются снижением заметности. Действия в запутанной прибрежной среде создают много помех для сокрытия.
Конечно, подводники считают, что они изобрели низкую заметность, а другие просто учатся у них. Они знают, что погружение на большую глубину или, по крайней мере, сверхтихая тишина, а также сокрытие среди природных особенностей делают их очень труднообнаружимыми.
Два семейства военных приложений, среди многих, представляют новые проблемы, против которых может быть опробован геофизический MASINT. Также см. Автономные наземные датчики .
Один из самых простых способов для стран защитить оружие массового поражения, командные пункты и другие критические сооружения — это закопать их глубоко, возможно, путем расширения естественных пещер или заброшенных шахт. Глубокое захоронение — это не только средство защиты от физического нападения, поскольку даже без использования ядерного оружия существуют глубоко проникающие высокоточные бомбы, которые могут атаковать их. Глубокое захоронение, с соответствующей маскировкой во время строительства, — это способ избежать того, чтобы противник знал местоположение закопанного объекта достаточно хорошо, чтобы направить на него высокоточное оружие.
Таким образом, обнаружение глубоко зарытых сооружений является критически важным военным требованием. [5] Обычным первым шагом в обнаружении глубоко зарытых сооружений является IMINT, особенно с использованием гиперспектральных датчиков IMINT для устранения маскировки. «Гиперспектральные изображения могут помочь раскрыть информацию, которую невозможно получить с помощью других форм визуальной разведки, например, содержание влаги в почве. Эти данные также могут помочь отличить маскировочную сетку от естественной листвы». Тем не менее, объект, вырытый под оживленным городом, будет чрезвычайно трудно найти во время строительства. Когда противник знает, что подозревается существование глубоко зарытого объекта, могут быть различные приманки и приманки, такие как зарытые источники тепла, чтобы сбить с толку инфракрасные датчики, или просто рытье ям и засыпание их, без чего-либо внутри.
MASINT с использованием акустических, сейсмических и магнитных датчиков, по-видимому, имеет перспективы, но эти датчики должны быть достаточно близко к цели. Обнаружение магнитных аномалий (MAD) используется в противолодочной войне для окончательной локализации перед атакой. Наличие подводной лодки обычно устанавливается с помощью пассивного прослушивания и уточняется с помощью направленных пассивных датчиков и активного сонара.
После того, как эти датчики (а также HUMINT и другие источники) вышли из строя, есть надежда на обследование больших территорий и глубоко скрытых объектов с использованием гравитиметрических датчиков. Гравитационные датчики являются новой областью, но военные требования делают ее важной, в то время как технологии для этого становятся возможными.
Особенно в современных военно-морских приложениях «зеленой воды» и «коричневой воды» военно-морские силы рассматривают решения MASINT для решения новых задач, связанных с работой в прибрежных зонах . [6] На этом симпозиуме было сочтено полезным рассмотреть пять технологических областей, которые интересно сопоставить с общепринятыми категориями MASINT: акустика и геология и геодезия/осадки/транспорт, неакустическое обнаружение (биология/оптика/химия), физическая океанография, прибрежная метеорология и электромагнитное обнаружение.
Хотя маловероятно, что когда-либо будет еще одна высадка на укрепленный пляж в стиле Второй мировой войны, еще один аспект прибрежной зоны — это способность реагировать на возможности десантной войны. Обнаружение мелководных и прибрежных мин остается проблемой, поскольку минная война — это смертельное «оружие бедняков».
В то время как первоначальные высадки с берега будут осуществляться с вертолетов или конвертопланов, с использованием транспортных средств на воздушной подушке, доставляющих на берег более крупное оборудование, в конечном итоге для доставки тяжелого оборудования через пляж понадобятся традиционные десантные суда, переносные дамбы или другое оборудование. Небольшая глубина и естественные подводные препятствия могут заблокировать доступ к пляжу для этих судов и оборудования, как и мелководные мины. Радиолокатор с синтезированной апертурой (SAR), воздушное лазерное обнаружение и локация (LIDAR) и использование биолюминесценции для обнаружения следов кильватерного следа вокруг подводных препятствий — все это может помочь решить эту проблему.
Перемещение на пляж и через него имеет свои собственные проблемы. Дистанционно управляемые транспортные средства могут иметь возможность картировать маршруты посадки, и они, как и LIDAR и многоспектральная съемка, могут иметь возможность обнаруживать мелководье. Оказавшись на пляже, почва должна выдерживать тяжелое оборудование. Методы здесь включают оценку типа почвы с помощью многоспектральной съемки или с помощью сбрасываемого с воздуха пенетрометра, который фактически измеряет несущую способность поверхности.
Наука и искусство прогнозирования погоды использовали идеи измерения и сигнатур для предсказания явлений задолго до появления электронных датчиков. У мастеров парусных судов не было более сложного инструмента, чем поднятый к ветру смоченный палец и хлопанье парусов.
Информация о погоде в ходе обычных военных операций оказывает 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 аспекты погоды также можно измерить и сравнить с сигнатурами, чтобы подтвердить или опровергнуть выводы других датчиков.
Современное состояние дел 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. [7]
В то время как у ранних моряков не было никаких датчиков, кроме пяти чувств, современный метеоролог имеет широкий спектр геофизических и электрооптических измерительных приборов, 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 существенную отрицательную разведывательную информацию, когда сигнатура некоторых боевых систем такова, что они могут работать только при определенных погодных условиях. Погода долгое время была чрезвычайно важной частью современных военных операций, как, например, когда решение высадиться в Нормандии 6 июня, а не 5 июня 1944 года, зависело от доверия Дуайта Д. Эйзенхауэра к своему штабному погодному советнику, капитану группы Джеймсу Мартину Стэггу . Редко кто понимает, что что-то столь быстрое, как боеголовка баллистической ракеты, или столь «умное», как высокоточный управляемый боеприпас , все еще может быть подвержено влиянию ветров в районе цели.
Как часть автономных наземных датчиков, [8] Удаленная миниатюрная метеостанция (RMWS) от System Innovations представляет собой сбрасываемую с воздуха версию с легкой, одноразовой и модульной системой с двумя компонентами: метеорологическим (MET) датчиком и облакомером (высотой потолка облаков) с ограниченным MET. Базовая система MET базируется на поверхности и измеряет скорость и направление ветра, горизонтальную видимость, атмосферное давление у поверхности, температуру воздуха и относительную влажность. Датчик облакомера определяет высоту облаков и отдельные слои облаков. Система предоставляет данные в режиме, близком к реальному времени, способные работать 24 часа в сутки в течение 60 дней. RMWS также может использоваться боевыми синоптиками специальных операций ВВС США [9]
Переносная версия, привезенная боевыми метеорологами, имеет дополнительную функцию — удаленный миниатюрный облакомер. Разработанная для измерения высоты многослойной облачности и последующей отправки этих данных по спутниковой связи на дисплей оператора, система использует неодовый YAG (NdYAG), 4 мегаваттный лазер, не безопасный для глаз. По словам одного метеоролога, «нам нужно следить за этим», — сказал он. «Оставляя его там, мы в основном беспокоимся о том, что гражданское население выйдет и будет играть с ним — выстрелит лазером, и кто-то попадет в глаз. Есть два разных устройства [для RMWS]. У одного есть лазер, у другого нет. Основное различие в том, что тот, у которого есть лазер, покажет вам высоту облаков».
Гидрографический MASINT немного отличается от погоды, поскольку учитывает такие факторы, как температура и соленость воды, биологическая активность и другие факторы, которые оказывают большое влияние на датчики и оружие, используемые на мелководье. Оборудование ASW, особенно акустические характеристики, зависят от сезона конкретного прибрежного участка. Условия водной толщи, такие как температура, соленость и мутность, более изменчивы на мелководье, чем на глубокой воде. Глубина воды будет влиять на условия отскока от дна, как и материал дна. Сезонные условия водной толщи (особенно лето по сравнению с зимой) по своей природе более изменчивы на мелководье, чем на глубокой воде. [6]
Хотя большое внимание уделяется мелководьям литорали, другие районы имеют уникальные гидрографические характеристики.
В ходе тактических разработок подводных лодок было отмечено: «Водовороты пресной воды существуют во многих районах мира. Как мы недавно обнаружили в Мексиканском заливе с помощью тактической океанографической системы мониторинга (TOMS), существуют очень отчетливые поверхностные протоки, из-за которых прогнозы гидролокатора библиотеки программ миссий подводного флота (SFMPL) оказываются ненадежными. Точная батитермическая информация имеет первостепенное значение и является предпосылкой для точных гидролокационных прогнозов».
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, которые измеряют температуру воды на различных глубинах. [10] Температура воды критически важна для акустических обнаружений, поскольку изменения температуры воды в 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.
Проводимость воды используется как суррогатный маркер солености. Однако текущее и недавно разработанное программное обеспечение не дает информации о взвешенных веществах в воде или характеристиках дна, которые считаются критически важными при работе на мелководье. [6]
ВМС США делают это, сбрасывая одноразовые зонды, которые передают данные на регистратор, 1978-1980 годов выпуска, AN/BQH-7 для подводных лодок и AN/BQH-71 для надводных кораблей. Хотя перепроектирование конца семидесятых годов действительно ввело цифровую логику, устройства сохранили сложные в обслуживании аналоговые регистраторы, и ремонтопригодность стала критической к 1995 году. Был начат проект по расширению с использованием компонентов COTS, что привело к появлению AN/BQH-7/7A EC-3. [11] В 1994-5 годах ремонтопригодность находящихся в эксплуатации единиц стала критической.
Переменные при выборе подходящего зонда включают в себя:
Большие косяки рыб содержат достаточно воздуха, чтобы скрыть морское дно или искусственные подводные транспортные средства и сооружения. Эхолоты , разработанные для коммерческой и любительской рыбалки, представляют собой специализированные сонары, которые могут определять акустические отражения между поверхностью и дном. Могут потребоваться вариации коммерческого оборудования, особенно в прибрежных зонах, богатых морской жизнью.
Различные датчики могут быть использованы для характеристики морского дна, например, ила, песка и гравия. Активные акустические датчики являются наиболее очевидными, но есть потенциальная информация от гравиметрических датчиков, электрооптических и радиолокационных датчиков для получения выводов с поверхности воды и т. д.
Относительно простые сонары, такие как эхолоты, могут быть преобразованы в системы классификации морского дна с помощью дополнительных модулей, преобразующих параметры эха в тип осадка. Существуют различные алгоритмы, но все они основаны на изменениях энергии или формы отраженных сигналов эхолота.
Гидролокаторы бокового обзора можно использовать для получения карт топографии местности, перемещая гидролокатор по ней чуть выше дна. Многолучевые гидролокаторы, установленные на корпусе, не так точны, как датчик около дна, но оба могут дать разумную трехмерную визуализацию.
Другой подход исходит из более глубокой обработки сигналов существующих военных датчиков. [12] Лаборатория военно-морских исследований США продемонстрировала как характеристику морского дна, так и подповерхностные характеристики морского дна. Датчики, используемые в различных демонстрациях, включали лучи нормального падения от надводного корабельного глубиномера AM/UQN-4 и подводного эхолота AN/BQN-17; обратное рассеяние от коммерческого многолучевого сонара Kongsberg EM-121; эхолоты AN/UQN-4 на кораблях противоминной обороны (MCM) и систему поиска мин AN/AQS-20. Они создали графику «Характеристика дна и подповерхности».
Одним из усовершенствований разведывательного аппарата Fuchs 2 [13] является добавление бортовых метеорологических приборов, включающих такие данные, как направление и скорость ветра, температура воздуха и земли, барометрическое давление и влажность.
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 прослушивали землю на предмет звуков, характерных для рытья под укреплениями. [1]
В наше время акустические датчики впервые были использованы в воздухе, как при артиллерийской локации в Первой мировой войне. Пассивные гидрофоны использовались союзниками в Первой мировой войне против немецких подводных лодок; UC-3 была потоплена с помощью гидрофона 23 апреля 1916 года. Поскольку подводные лодки не могут использовать радары, пассивные и активные акустические системы являются их основными датчиками. Особенно для пассивных датчиков, операторы акустических датчиков подводных лодок должны иметь обширные библиотеки акустических сигнатур, чтобы идентифицировать источники звука.
На мелководье есть достаточно проблем для обычных акустических датчиков, поэтому могут потребоваться дополнительные датчики MASINT. Два основных фактора, которые мешают работе:
Хотя сейчас это в первую очередь представляет исторический интерес, одним из первых применений акустической и оптической MASINT было определение местоположения вражеской артиллерии по звуку ее выстрелов и вспышкам соответственно во время Первой мировой войны. Эффективная звуковая локация была впервые применена британской армией под руководством лауреата Нобелевской премии Уильяма Брэгга. Обнаружение вспышек развивалось параллельно в британской, французской и немецкой армиях. Сочетание звуковой локации (т. е. акустической MASINT) и вспышки (т. е. до появления современной оптоэлектроники) давало информацию, беспрецедентную для того времени, как по точности, так и по своевременности. Позиции вражеских орудий располагались в пределах от 25 до 100 ярдов, а информация поступала в течение трех минут или меньше.
На графике "Sound Ranging" управляемый пост прослушивания (или передовой пост) расположен на расстоянии нескольких звуковых секунд (или около 2000 ярдов) от линии необслуживаемых микрофонов, он посылает электрический сигнал на записывающую станцию для включения записывающего аппарата. Положения микрофонов точно известны. Различия во времени прибытия звука, взятые из записей, затем использовались для определения источника звука одним из нескольких методов. См. http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#SoundRanging
Если звуковая локация — это метод определения времени прибытия, не отличающийся от современных мультистатических датчиков, то для определения местоположения вспышки использовались оптические приборы для определения направления вспышки с точно обследованных наблюдательных постов. Местоположение пушки определялось путем нанесения на карту пеленга, сообщенного по тем же вспышкам пушки. См. http://nigelef.tripod.com/p_artyint-cb.htm#FieldSurveyCoy Сегодняшнюю электронную локацию вспышки назвали бы электрооптической MASINT.
Артиллерийское звуковое и вспышечное измерение дальности использовалось во время Второй мировой войны и в своих последних формах до наших дней, хотя обнаружение вспышек в целом прекратилось в 1950-х годах из-за широкого распространения беспламенных порохов и увеличения дальности артиллерии. Мобильные контрбатарейные радары, способные обнаруживать орудия, сами по себе являющиеся радарными датчиками MASINT, стали доступны в конце 1970-х годов, хотя контрминометные радары появились во Второй мировой войне. Эти методы параллельны радиопеленгации в SIGINT, которая началась в Первую мировую войну, используя графическое построение пеленга, а теперь, с точной временной синхронизацией от GPS, часто является временем прибытия.
Артиллерийские позиции теперь определяются в основном с помощью беспилотных воздушных систем и IMINT или контрартиллерийского радара , например, широко используемого шведского ArtHuR. SIGINT также может давать подсказки о позициях, как с помощью COMINT для приказов на стрельбу, так и с помощью ELINT для таких вещей, как метеорологический радар. Тем не менее, возобновился интерес как к акустическим, так и к электрооптическим системам для дополнения контрартиллерийского радара.
Акустические датчики прошли долгий путь развития со времен Первой мировой войны. Обычно акустический датчик является частью комбинированной системы, в которой он подает сигналы радиолокационным или электрооптическим датчикам большей точности, но с более узким полем зрения.
Система обнаружения вражеской артиллерии (HALO) Великобритании находится на вооружении британской армии с 1990-х годов. HALO не так точна, как радар, но особенно хорошо дополняет направленные радары. Она пассивно обнаруживает артиллерийские орудия, минометы и танковые орудия с охватом в 360 градусов и может контролировать более 2000 квадратных километров. HALO работала в городских районах, горах Балкан и пустынях Ирака. [14]
Система состоит из трех или более беспилотных сенсорных позиций, каждая с четырьмя микрофонами и локальной обработкой, которые определяют направление на пушку, миномет и т. д. Эти направления автоматически передаются в центральный процессор, который объединяет их для триангуляции источника звука. Он может вычислять данные о местоположении до 8 выстрелов в секунду и отображать данные оператору системы. HALO может использоваться совместно с контрбатарейными радарами COBRA и ArtHur, которые не являются всенаправленными, чтобы сосредоточиться на правильном секторе.
Другая акустическая система — это необслуживаемый акустический датчик MASINT (UTAMS) , разработанный Исследовательской лабораторией армии США , который обнаруживает запуски и удары минометов и ракет. UTAMS остается основным датчиком обнаружения постоянной угрозы (PTDS). ARL установила аэростаты с UTAMS, [15] разработав систему чуть более чем за два месяца. Получив прямой запрос от Ирака, ARL объединила компоненты из нескольких программ, чтобы обеспечить быстрое развертывание этой возможности. [16]
UTAMS имеет от трех до пяти акустических массивов, каждый с четырьмя микрофонами, процессором, радиолинией, источником питания и портативным компьютером управления. UTAMS, который впервые был введен в эксплуатацию в Ираке, [17] впервые был испытан в ноябре 2004 года на оперативной базе сил специального назначения (SFOB) в Ираке. UTAMS использовался совместно с противоартиллерийскими радарами AN/TPQ-36 и AN/TPQ-37 . Хотя UTAMS был предназначен в основном для обнаружения непрямого артиллерийского огня, силы специального назначения и их офицер огневой поддержки узнали, что он может точно определять взрывы самодельных взрывных устройств (СВУ) и огонь из стрелкового оружия/реактивных гранатометов (РПГ). Он обнаруживал точки происхождения (POO) на расстоянии до 10 километров от сенсора.
Анализ журналов UTAMS и радаров выявил несколько закономерностей. Противоборствующие силы вели огонь из 60-мм минометов во время наблюдаемых обеденных часов, предположительно потому, что это давало самые большие группировки личного состава и наилучшие шансы нанести тяжелые потери. Это было бы очевидно из истории ударов, но эти датчики MASINT установили закономерность расположения мест стрельбы противника.
Это позволило американским войскам переместить минометы в зону действия огневых позиций, дать координаты пушкам, когда минометы были задействованы в других целях, и использовать ударные вертолеты в качестве резерва для обоих. Противники перешли на ночной огонь, который, опять же, был отражен минометным, артиллерийским и вертолетным огнем. Затем они переместились в городскую зону, где американской артиллерии не разрешалось стрелять, но сочетание листовок PSYOPS и преднамеренных близких промахов убедило местных жителей не давать убежища минометным расчетам.
Первоначально система UTAMS была разработана для нужд морской пехоты в Афганистане и объединена с электронно-оптической системой MASINT для создания системы обнаружения и обнаружения запуска ракет (RLS), которая эффективна против ракет и минометов.
В приложении Rocket Launch Spotter (RLS) [18] каждый массив состоит из четырех микрофонов и оборудования для обработки. Анализируя временные задержки между взаимодействием акустического волнового фронта с каждым микрофоном в массиве, UTAMS обеспечивает азимут происхождения. Азимут от каждой башни сообщается процессору UTAMS на станции управления, а POO триангулируется и отображается. Подсистема UTAMS также может обнаруживать и определять точку 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 POO ракеты раньше, в то время как UTAMS может лучше справляться с прогнозированием миномета.
Современные гидрофоны преобразуют звук в электрическую энергию, которая затем может подвергаться дополнительной обработке сигнала или может быть немедленно передана на приемную станцию. Они могут быть направленными или всенаправленными.
Военно-морские силы используют различные акустические системы, особенно пассивные, в противолодочной войне, как тактической, так и стратегической. Для тактического использования пассивные гидрофоны, как на кораблях, так и на сбрасываемых гидроакустических буях , широко используются в противолодочной войне. Они могут обнаруживать цели гораздо дальше, чем активный сонар, но, как правило, не будут иметь точного местоположения активного сонара, приближая его с помощью техники, называемой анализом движения цели (TMA). Пассивный сонар имеет преимущество в том, что не раскрывает положение датчика.
_aft_SURTASS_equipment.jpg/1280px-USNS_Able_(T-AGOS-20)_aft_SURTASS_equipment.jpg)
Интегрированная система подводного наблюдения (IUSS) состоит из нескольких подсистем в SOSUS, фиксированной распределенной системе (FDS) и усовершенствованной развертываемой системе (ADS или SURTASS ). Снижение акцента на операциях в открытом море времен Холодной войны поставило SOSUS с более гибкими зондирующими судами «тунцелов», называемыми SURTASS, в качестве основных сенсоров дальнего действия в открытом море [19]. SURTASS использовала более длинные, более чувствительные буксируемые пассивные акустические массивы, чем те, которые могли быть развернуты с маневрирующих судов, таких как подводные лодки и эсминцы.
В настоящее время SURTASS дополняется низкочастотным активным сонаром (LFA); см. раздел «Сонар».
Пассивные гидроакустические буи, такие как AN/SSQ-53F, могут быть направленными или всенаправленными и могут быть настроены на погружение на определенную глубину. [10] Их можно сбрасывать с вертолетов и морских патрульных самолетов, таких как P-3 .
США установили на дне океана массивные гидрофонные решетки стационарной системы наблюдения (FSS, также известной как SOSUS ) для отслеживания советских и других подводных лодок. [20]
Чисто с точки зрения обнаружения, буксируемые гидрофонные массивы предлагают длинную базовую линию и исключительные измерительные возможности. Однако буксируемые массивы не всегда осуществимы, поскольку при развертывании их производительность может пострадать или они могут получить прямой ущерб от высоких скоростей или радикальных поворотов.
Управляемые гидроакустические решетки на корпусе или носу обычно имеют как пассивный, так и активный режим, как и гидролокаторы переменной глубины.
Надводные корабли могут иметь приемники оповещения для обнаружения вражеских гидролокаторов.
Современные подводные лодки имеют несколько пассивных гидрофонных систем, таких как управляемая решетка в носовом куполе, фиксированные датчики по бокам подводных лодок и буксируемые решетки. Они также имеют специализированные акустические приемники, аналогичные радиолокационным приемникам предупреждения, чтобы предупреждать экипаж об использовании активного сонара против их подводной лодки.
Американские подводные лодки проводили обширные тайные патрули для измерения сигнатур советских подводных лодок и надводных кораблей. [21] Эта акустическая миссия MASINT включала как обычные патрули ударных подводных лодок, так и подводные лодки, отправленные для захвата сигнатуры конкретного судна. Американские противолодочные специалисты на воздушных, надводных и подводных платформах имели обширные библиотеки акустических сигнатур судов.
Пассивные акустические датчики могут обнаружить самолеты, летящие низко над морем. [22]
Акустические датчики MASINT времен войны во Вьетнаме включали «Acoubuoy (длиной 36 дюймов, весом 26 фунтов), который спускался на замаскированном парашюте и зацеплялся за деревья, где и зависал, чтобы слушать. Spikebuoy (длиной 66 дюймов, весом 40 фунтов) вонзался в землю, как дротик для метания дротиков. Только антенна, похожая на стебли сорняков, оставалась торчать над землей». [23] Это было частью операции Igloo White .
Часть усовершенствованной системы дистанционного боевого сенсора AN/GSQ-187 (I-REMBASS) представляет собой пассивный акустический сенсор, который вместе с другими сенсорами MASINT обнаруживает транспортные средства и личный состав на поле боя. [24] Пассивные акустические сенсоры обеспечивают дополнительные измерения, которые можно сравнить с сигнатурами и использовать для дополнения других сенсоров. Управление I-REMBASS будет интегрировано примерно в 2008 году с наземной системой SIGINT/EW Prophet .
Например, наземный поисковый радар может не различать танк и грузовик, движущиеся с одинаковой скоростью. Однако добавление акустической информации может быстро различить их.
Боевые суда, конечно, широко использовали активный сонар , который является еще одним акустическим датчиком MASINT. Помимо очевидного применения в противолодочной войне, специализированные активные акустические системы играют роль в:
Различные сонары с синтетической апертурой были созданы в лабораторных условиях, и некоторые из них вошли в использование в системах поиска и охоты за минами. Объяснение их работы дано в сонаре с синтетической апертурой .
Поверхность воды и дно являются отражающими и рассеивающими границами. Большие косяки рыб, имеющие воздух в своем плавательном пузыре, также могут оказывать существенное влияние на распространение звука.
Для многих целей, но не для всех тактических применений на море, поверхность море-воздух можно считать идеальным отражателем. «Влияние морского дна и морской поверхности на акустические системы на мелководье очень сложное, что затрудняет прогнозирование дальности. Многолучевая деградация влияет на общую добротность и активную классификацию. В результате часто происходят ложные идентификации целей». [6]
Акустическое несоответствие импеданса между водой и дном обычно намного меньше, чем на поверхности, и является более сложным. Оно зависит от типов материала дна и глубины слоев. Были разработаны теории для прогнозирования распространения звука на дне в этом случае, например, Биотом [25] и Бакингемом. [26]
Для высокочастотных сонаров (выше примерно 1 кГц) или при волнении моря часть падающих звуков рассеивается, и это учитывается путем назначения коэффициента отражения, величина которого меньше единицы.
Вместо измерения поверхностных эффектов непосредственно с корабля, радар MASINT, на самолете или спутнике, может дать более точные измерения. Затем эти измерения будут передаваться на акустический сигнальный процессор судна.
Поверхность, покрытая льдом, конечно, сильно отличается от даже штормовой воды. Чисто из-за избежания столкновений и распространения звука, подводной лодке необходимо знать, насколько близко она находится к нижней части льда. [27] Менее очевидна необходимость знать трехмерную структуру льда, поскольку подводным лодкам может потребоваться прорваться через него, чтобы запустить ракеты, поднять электронные мачты или всплыть на поверхность. Трехмерная информация о льду также может подсказать капитану подводной лодки, могут ли противолодочные самолеты обнаружить или атаковать лодку.
Современный уровень техники обеспечивает подводную лодку трехмерной визуализацией льда сверху: самой нижней части (ледяного киля) и ледяного полога. Хотя звук будет распространяться во льду иначе, чем в жидкой воде, лед все равно нужно рассматривать как объем, чтобы понять природу ревербераций внутри него.
Типичным базовым глубиномером является американский AN/UQN-4A. Как поверхность воды, так и дно являются отражающими и рассеивающими границами. Для многих целей, но не для всех тактических применений в море, поверхность моря и воздуха можно считать идеальным отражателем. В действительности существуют сложные взаимодействия активности поверхности воды, характеристик морского дна, температуры и солености воды и других факторов, которые делают "...прогнозы дальности сложными. Многолучевая деградация влияет на общую добротность и активную классификацию. В результате часто происходят ложные идентификации целей". [6]
Однако это устройство не дает информации о характеристиках дна. Во многих отношениях коммерческие рыболовы и морские ученые имеют оборудование, которое воспринимается как необходимое для мелководных операций.
Еще одним осложнением является наличие пузырьков, создаваемых ветром, или рыб вблизи поверхности моря. . [28] Пузырьки также могут образовывать шлейфы , которые поглощают часть инцидентов и рассеянного звука, а также рассеивают часть звука сами. . [29]
Эта проблема отличается от биологической интерференции, вызванной акустической энергией, генерируемой морской жизнью, такой как писк морских свиней и других китообразных , и измеряемой акустическими приемниками. Сигнатуры биологических звуковых генераторов необходимо отличать от более смертоносных обитателей глубин. Классификация биопрепаратов является очень хорошим примером акустического процесса MASINT.
Современные надводные корабли, выполняющие противолодочные задачи, будут иметь различные активные системы с антенной решеткой, установленной на корпусе или носу, защищенной от воды резиновым куполом; погружной гидролокатор «переменной глубины» на кабеле и, особенно на небольших судах, стационарный акустический генератор и приемник.
Некоторые, но не все, суда несут пассивные буксируемые массивы или комбинированные активно-пассивные массивы. Они зависят от шума цели, который в комбинированной прибрежной среде сверхтихих подводных лодок при наличии большого количества окружающего шума. Суда, которые развернули буксируемые массивы, не могут совершать радикальные маневры курса. Особенно, когда включены активные возможности, массив может рассматриваться как бистатический или мультистатический датчик и действовать как гидролокатор с синтезированной апертурой (SAS)
Для кораблей, взаимодействующих с самолетами, потребуется канал передачи данных к гидроакустическим буям и процессор сигналов гидроакустических буев, если только самолет не обладает обширными возможностями обработки и не может отправлять информацию, которая может быть напрямую принята тактическими компьютерами и дисплеями.
Сигнальные процессоры не только анализируют сигналы, но и постоянно отслеживают условия распространения. Первый обычно считается частью конкретного сонара, но у ВМС США есть отдельный предсказатель распространения, называемый AN/UYQ-25B(V) Sonar in situ Mode Assessment System (SIMAS)
Классификаторы эхолокаторов (ETC) являются дополнениями, с явным привкусом MASINT, к существующим гидролокаторам надводных кораблей. [30] ETC — это применение гидролокатора с синтезированной апертурой (SAS). SAS уже используется для поиска мин, но может помочь существующим надводным кораблям, а также будущим судам и беспилотным надводным аппаратам (USV) обнаруживать угрозы, такие как очень тихие неатомные подводные лодки с воздухонезависимым двигателем, за пределами дальности торпеды. Дальность торпеды, особенно на мелководье, считается любой, превышающей 10 морских миль.
Обычные активные сонары могут быть более эффективными, чем буксируемые массивы, но небольшой размер современных прибрежных подводных лодок делает их сложными угрозами. Высоко изменчивые донные пути, биопрепараты и другие факторы усложняют обнаружение сонаром. Если цель движется медленно или ждет на дне, у них мало или совсем нет эффекта Доплера , который современные сонары используют для распознавания угроз.
Постоянное активное отслеживание измерений всех акустически обнаруженных объектов с распознаванием сигнатур как отклонений от окружающего шума все еще дает высокий уровень ложных тревог (FAR) с обычным сонаром. Однако обработка SAS улучшает разрешение, особенно азимутальных измерений, путем объединения данных из нескольких пингов в синтетический луч, который дает эффект гораздо большего приемника.
SAS, ориентированная на MASINT, измеряет характеристики формы и устраняет акустически обнаруженные объекты, которые не соответствуют сигнатуре угроз. Распознавание формы — это только одна из частей сигнатуры, которая включает курс и Допплер, когда они доступны.
Активные гидроакустические буи, содержащие передатчик и приемник гидролокатора, могут сбрасываться с самолетов морской патрульной авиации с фиксированным крылом (например, P-3 , Nimrod , китайский Y-8, российские и индийские варианты Bear ASW), противолодочных вертолетов и палубных противолодочных самолетов (например, S-3 ). Хотя были некоторые попытки использовать другие самолеты просто в качестве носителей гидроакустических буев, общее предположение заключается в том, что самолет, несущий гидроакустические буи, может отдавать команды гидроакустическим буям и принимать, а в некоторой степени и обрабатывать их сигналы.
Система направленного гидрофонного командного активируемого гидроакустического буя (DICASS) одновременно генерирует звук и слушает его. Типичный современный активный гидроакустический буй, такой как AN/SSQ 963D, генерирует несколько акустических частот. [10] Другие активные гидроакустические буи, такие как AN/SSQ 110B, генерируют небольшие взрывы в качестве источников акустической энергии.
Противолодочные вертолеты могут нести «погружающуюся» гидроакустическую головку на конце кабеля, которую вертолет может поднимать из воды или опускать в нее. Вертолет обычно опускает гидроакустическую головку при попытке локализовать целевую подводную лодку, обычно в сотрудничестве с другими платформами ПЛО или с гидроакустическими буями. Обычно вертолет поднимает головку после сброса противолодочного оружия, чтобы не повредить чувствительный приемник. Не все варианты одного и того же базового вертолета, даже назначенные на ПЛО, несут погружающийся гидроакустический сонар; некоторые могут пожертвовать весом гидроакустического буя или боезапаса.
Вертолет EH101, используемый рядом стран, имеет ряд погружных сонаров. Версия (британского) Королевского флота имеет сонар Ferranti/Thomson-CSF (теперь Thales), в то время как итальянская версия использует HELRAS . Российские вертолеты Ка-25 оснащены погружным сонаром, как и американский LAMPS , американский вертолет MH-60R, который оснащен погружным сонаром Thales AQS-22. Более старый вертолет SH-60 F оснащен погружным сонаром AQS-13 F.
Новейшие системы Low-Frequency Active (LFA) являются спорными, поскольку их очень высокое звуковое давление может быть опасным для китов и других морских животных. [31] 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 высокого риска для морской жизни, это будет безопасно при использовании с движущегося судна. Движение судна и изменчивость сигнала LFA ограничат воздействие на отдельных морских животных. [32] LFA работает в низкочастотном (НЧ) акустическом диапазоне 100–500 Гц. Он имеет активный компонент, собственно LFA, и пассивную гидрофонную решетку SURTASS. «Активный компонент системы, LFA, представляет собой набор из 18 НЧ-акустических передающих элементов (называемых проекторами), подвешенных на тросе снизу судна океанографического наблюдения, такого как научно-исследовательское судно (НИС) Cory Chouest, USNS Impeccable (T-AGOS 23) и судно класса Victorious (класс TAGOS 19).
«Уровень источника отдельного проектора составляет 215 дБ. Эти проекторы производят активный гидроакустический сигнал или «пинг». «Пинг», или передача, может длиться от 6 до 100 секунд. Время между передачами обычно составляет от 6 до 15 минут, при этом средняя длительность передачи составляет 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 (2003–2007 гг.), обычно составляет от 7,5 до 10 процентов».
Этот сигнал «...не является непрерывным тоном, а представляет собой передачу волновых форм, которые различаются по частоте и длительности. Длительность каждой передачи звука непрерывной частоты обычно составляет 10 секунд или меньше. Сигналы громкие у источника, но их уровень быстро уменьшается на протяжении первого километра».
Основной тактический активный сонар подводной лодки обычно находится в носовой части, прикрытый 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 в целом были предназначены для зон конвергенции и сред с отскоком от одного дна.
Подводные лодки, работающие в Арктике, также оснащены специализированным гидролокатором для работы подо льдом; представьте себе перевернутый эхолот.
Подводные лодки также могут иметь гидролокатор для поиска мин. Использование измерений для различения биологических сигнатур и сигнатур объектов, которые навсегда потопят подлодку, является настолько важным приложением MASINT, насколько это можно себе представить.
Гидролокаторы, оптимизированные для обнаружения объектов, имеющих размер и форму мин, могут устанавливаться на подводных лодках, дистанционно управляемых аппаратах, надводных судах (часто на бонах или тросах) и специализированных вертолетах.
Классический акцент на тралении мин и подрыве мины, освобожденной от ее привязи, с помощью выстрелов, был заменен на систему нейтрализации мин AN/SLQ-48(V)2 (MNS)AN/SLQ-48 - (дистанционно управляемая) машина нейтрализации мин. Она хорошо подходит для обезвреживания мин на большой глубине, размещая взрывчатые заряды на мине и/или ее привязи. AN/SLQ-48 не очень хорошо подходит для нейтрализации мелководных мин. Машина, как правило, недостаточно мощная и может оставить на дне мину, которая выглядит как мина для любого последующего поиска гидролокатором, и взрывчатый заряд, подлежащий последующей детонации при надлежащих условиях воздействия.
На дистанционно управляемом аппарате имеется гидролокатор поиска мин, а также (электронно-оптическое) телевидение, а на судне — гидролокатор поиска мин AN/ SQQ-32 .
Ассортимент синхронизированных по времени датчиков может характеризовать обычные или ядерные взрывы. Одно пилотное исследование, Активный радиоинтерферометр для наблюдения за взрывами (ARIES). Эта технология реализует операционную систему для мониторинга волн ионосферного давления, возникающих в результате воздействия поверхностных или атмосферных ядерных или химических взрывчатых веществ. Взрывы создают волны давления, которые можно обнаружить путем измерения фазовых изменений между сигналами, генерируемыми наземными станциями по двум различным путям к спутнику. [22] Это очень модернизированная версия, в большем масштабе, звукового измерения дальности времен Первой мировой войны.
Как и многие другие датчики, ARIES может использоваться для дополнительных целей. Ведется сотрудничество с Центром космических прогнозов по использованию данных ARIES для измерения общего содержания электронов в глобальном масштабе, а также с сообществом метеорологов/глобальной окружающей среды по мониторингу глобального изменения климата (посредством измерений содержания водяного пара в тропосфере) и общим сообществом физиков ионосферы по изучению перемещающихся ионосферных возмущений. [33]
Датчики, расположенные относительно близко к ядерному событию или взрывному испытанию, имитирующему ядерное событие, могут обнаружить, используя акустические методы, давление, создаваемое взрывом. К ним относятся инфразвуковые микробарографы (датчики акустического давления), которые обнаруживают очень низкочастотные звуковые волны в атмосфере, создаваемые естественными и антропогенными событиями.
Тесно связаны с микробарографами, но обнаруживают волны давления в воде гидроакустические датчики, представляющие собой как подводные микрофоны, так и специализированные сейсмические датчики, обнаруживающие движение островов.
В полевом руководстве армии США 2-0 сейсмическая разведка определяется как «пассивный сбор и измерение сейсмических волн или колебаний на поверхности земли». [1] Одно из стратегических применений сейсмической разведки использует науку сейсмологии для определения местонахождения и характеристики ядерных испытаний, особенно подземных испытаний. Сейсмические датчики также могут определять характеристики крупных обычных взрывов, которые используются при испытании взрывчатых компонентов ядерного оружия. Сейсмическая разведка также может помочь определить местонахождение таких объектов, как крупные подземные строительные проекты.
Поскольку во многих регионах мира наблюдается высокая естественная сейсмическая активность, сейсмическое MASINT является одним из весомых аргументов в пользу необходимости долгосрочных измерений, даже в мирное время, чтобы признаки естественного поведения были известны до того, как возникнет необходимость в поиске отклонений от признаков.
Для обнаружения ядерных испытаний сейсмическая разведка ограничена «принципом порога», введенным в 1960 году Джорджем Кистяковским , который признавал, что, хотя технология обнаружения будет продолжать совершенствоваться, будет существовать порог, ниже которого небольшие взрывы не могут быть обнаружены. [34]
Самым распространенным датчиком в "линии Макнамары" времен Вьетнамской войны был ADSID (Air-Delivered Seismic Intrusion Detector), который улавливал 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). Проблема для сейсмических датчиков (и для аналитиков) заключалась не столько в обнаружении людей и грузовиков, сколько в разделении ложных тревог, вызванных ветром, громом, дождем, толчками земли и животными, особенно лягушками». [23]
Эта поддисциплина также называется пьезоэлектрическим MASINT по названию датчика, который чаще всего используется для обнаружения вибрации, но детекторы вибрации не обязательно должны быть пьезоэлектрическими. Обратите внимание, что в некоторых обсуждениях сейсмические и вибрационные датчики рассматриваются как подмножество акустического MASINT. Другими возможными детекторами могут быть подвижная катушка или поверхностная акустическая волна . [35] Вибрация как форма геофизической энергии, которую необходимо обнаружить, имеет сходство с акустическим и сейсмическим MASINT, но также имеет явные отличия, которые делают ее полезной, особенно в необслуживаемых наземных датчиках (UGS) . В приложении UGS одним из преимуществ пьезоэлектрического датчика является то, что он генерирует электричество при срабатывании, а не потребляет его, что является важным соображением для удаленных датчиков, срок службы которых может определяться емкостью их батареи.
В то время как акустические сигналы в море распространяются через воду, на суше можно предположить, что они распространяются по воздуху. Однако на суше вибрация передается через твердую среду. Она имеет более высокую частоту, чем типичная для сейсмических проводимых сигналов.
Типичный детектор вибрации Thales MA2772 представляет собой пьезоэлектрический кабель, неглубоко зарытый под поверхностью земли и вытянутый на 750 метров. Доступны два варианта: высокочувствительная версия для обнаружения персонала и версия с низкой чувствительностью для обнаружения транспортных средств. Использование двух или более датчиков позволит определить направление движения по последовательности срабатывания датчиков.
Помимо заглубления, пьезоэлектрические вибродатчики в кабельном форм-факторе также используются в качестве части ограждения с высокой степенью безопасности. [36] Их можно встраивать в стены или другие конструкции, требующие защиты.
Магнитометр — это научный прибор, используемый для измерения силы и/или направления магнитного поля в непосредственной близости от прибора. Измерения, которые они производят, можно сравнить с сигнатурами транспортных средств на суше, подводных лодок под водой и условиями распространения радиоволн в атмосфере. Они бывают двух основных типов:
Магнетизм Земли меняется от места к месту, и различия в магнитном поле Земли (магнитосфере) могут быть вызваны двумя причинами:
Металлоискатели используют электромагнитную индукцию для обнаружения металла. Они также могут определять изменения в существующих магнитных полях, вызванные металлическими предметами.
Одним из первых средств обнаружения подводных лодок, впервые установленных Королевским флотом в 1914 году, был эффект их прохождения над противолодочной индикаторной петлей на дне водоема. Металлический объект, проходящий над ней, например, подводная лодка, будет, даже если он размагничен, иметь достаточно магнитных свойств, чтобы индуцировать ток в кабеле петли. . [37] В этом случае движение металлической подводной лодки по индикаторной катушке действует как осциллятор, производя электрический ток.
Детектор магнитных аномалий (MAD) — это прибор, используемый для обнаружения мельчайших изменений в магнитном поле Земли . Этот термин относится конкретно к магнитометрам, используемым либо военными силами для обнаружения подводных лодок (масса ферромагнитного материала создает обнаруживаемое возмущение в магнитном поле ). Детекторы магнитных аномалий впервые были использованы для обнаружения подводных лодок во время Второй мировой войны. Оборудование MAD использовалось как японскими, так и американскими противолодочными силами, либо буксируемое кораблем, либо установленное на самолете для обнаружения мелководных подводных лодок противника. После войны ВМС США продолжили разработку оборудования MAD в качестве параллельной разработки с технологиями обнаружения гидролокаторов.
02.jpg/1280px-Lockheed_P-3C_(JMSDF)02.jpg)
Чтобы уменьшить помехи от электрооборудования или металла в фюзеляже самолета, датчик MAD размещается на конце стрелы или буксируемого аэродинамического устройства. Тем не менее, подводная лодка должна находиться очень близко к положению самолета и близко к поверхности моря для обнаружения изменения или аномалии. Дальность обнаружения обычно связана с расстоянием между датчиком и подводной лодкой . Размер подводной лодки и состав ее корпуса определяют дальность обнаружения. Устройства MAD обычно устанавливаются на самолетах или вертолетах .
Существует некоторое недопонимание механизма обнаружения подводных лодок в воде с помощью системы бонов MAD. Смещение магнитного момента , по-видимому, является основным возмущением, однако подводные лодки обнаруживаются даже при их ориентации параллельно магнитному полю Земли, несмотря на конструкцию с неферромагнитными корпусами.
Например, советско - российская подводная лодка класса «Альфа» была построена из титана . Этот легкий, прочный материал, а также уникальная ядерная энергетическая система позволили подводной лодке побить рекорды скорости и глубины для действующих лодок. Считалось, что цветной титан сможет победить магнитные датчики ПЛО, но это не так. для обеспечения впечатляющих подводных характеристик и защиты от обнаружения датчиками MAD, все еще обнаруживается.
Поскольку титановые структуры поддаются обнаружению, датчики MAD не обнаруживают напрямую отклонения в магнитном поле Земли. Вместо этого их можно описать как массивы детекторов электрического и электромагнитного поля дальнего действия с высокой чувствительностью.
Электрическое поле создается в проводниках, испытывающих изменение физических условий окружающей среды, при условии, что они смежны и обладают достаточной массой. В частности, в корпусах подводных лодок существует измеримая разница температур между нижней и верхней частью корпуса, что создает связанную с этим разницу солености , поскольку на соленость влияет температура воды. Разница в солености создает электрический потенциал по всему корпусу. Затем электрический ток протекает через корпус между слоями морской воды, разделенными глубиной и температурой. Результирующее динамическое электрическое поле создает собственное электромагнитное поле, и, таким образом, даже титановый корпус будет обнаружен на MAD-приборе, как и надводный корабль по той же причине.
Система дистанционного наблюдения за полем боя (REMBASS) — это программа армии США по обнаружению присутствия, скорости и направления движения железного объекта, например танка. В сочетании с акустическими датчиками, распознающими звуковую сигнатуру танка, она может обеспечить высокую точность. Она также собирает информацию о погоде. [38]
Армейская усовершенствованная система дистанционного боевого сенсора AN/GSQ-187 (I-REMBASS) включает в себя как магнитные, так и комбинированные пассивные инфракрасные/магнитные детекторы вторжения. Ручной датчик MAG DT-561/GSQ обнаруживает транспортные средства (гусеничные или колесные) и персонал, перевозящий черные металлы. Он также предоставляет информацию, на основе которой можно подсчитывать количество объектов, проходящих через его зону обнаружения, и сообщает направление их движения относительно их местоположения. Монитор использует два разных датчика (MAG и IR) и их идентификационные коды для определения направления движения. [38]
Магнитные датчики, гораздо более сложные, чем ранние индукционные петли, могут инициировать взрыв мин или торпед. В начале Второй мировой войны США пытались вывести магнитный взрыватель торпед далеко за пределы технологий того времени и были вынуждены отключить его, а затем работать над также ненадежным контактным взрывателем, чтобы сделать торпеды более тупыми предметами, чем врезающимися в корпуса.
Поскольку вода несжимаема, взрыв под килем судна гораздо более разрушителен, чем взрыв на границе раздела воздух-вода. Разработчики торпед и мин хотят разместить взрывы в этом уязвимом месте, а разработчики контрмер хотят скрыть магнитную сигнатуру судна. Сигнатура здесь особенно важна, поскольку мины могут быть сделаны селективными для военных кораблей, торговых судов, которые вряд ли будут защищены от подводных взрывов, или подводных лодок.
Основной мерой противодействия, начатой во время Второй мировой войны, было размагничивание, но полностью устранить все магнитные свойства невозможно.
Мины часто содержат достаточно черных металлов, чтобы их можно было обнаружить с помощью соответствующих магнитных датчиков. Однако сложные мины могут также обнаружить металлодетекторный осциллятор и, при заранее запрограммированных условиях, взорваться, чтобы отпугнуть персонал по разминированию.
Не все мины содержат достаточно металла для активации магнитного детектора. Хотя, к сожалению, наибольшее количество некартографированных минных полей находится в тех частях мира, которые не могут позволить себе высокие технологии, различные датчики MASINT могли бы помочь в разминировании. Они включают в себя радар для картографирования местности, тепловизионную и многоспектральную визуализацию и, возможно, радар с синтезированной апертурой для обнаружения нарушенной почвы.
Гравитация является функцией массы. Хотя среднее значение силы тяжести на поверхности Земли составляет приблизительно 9,8 метров в секунду в квадрате, при наличии достаточно чувствительного оборудования можно обнаружить локальные изменения силы тяжести из-за разной плотности природных материалов: значение силы тяжести будет больше на вершине гранитного монолита, чем над песчаным пляжем. Опять же, при наличии достаточно чувствительного оборудования можно обнаружить гравитационные различия между твердой породой и породой, выкопанной для скрытого объекта.
Стрелэнд 2003 указывает, что приборы действительно должны быть чувствительными: изменения силы тяжести на поверхности Земли составляют порядка 10 6 от среднего значения. Практический гравиметрический детектор заглубленных объектов должен был бы иметь возможность измерять «менее одной миллионной силы, которая заставила яблоко упасть на голову сэра Исаака Ньютона». Для практического использования необходимо, чтобы датчик можно было использовать во время движения, измеряя изменение силы тяжести между местоположениями. Это изменение с расстоянием называется градиентом силы тяжести , который можно измерить с помощью гравитационного градиометра. [5]
Разработка операционно полезного гравитационного градиометра является серьезной технической проблемой. Один тип, градиометр SQUID Superconducting Quantum Interference Device, может иметь достаточную чувствительность, но ему необходимо экстремальное криогенное охлаждение, даже если он находится в космосе, что является кошмаром с точки зрения логистики. Другой метод, гораздо более практичный в операционном плане, но не обладающий необходимой чувствительностью, — это метод Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), в настоящее время использующий радар для измерения расстояния между парами спутников, орбиты которых будут меняться в зависимости от гравитации. Замена радара лазерами сделает GRACE более чувствительным, но, вероятно, недостаточно чувствительным.
Более перспективной техникой, хотя пока еще находящейся в лабораторных условиях, является квантовая градиометрия, которая является расширением методов атомных часов, во многом похожих на те, что используются в GPS. Стандартные атомные часы измеряют изменения атомных волн с течением времени, а не пространственные изменения, измеряемые квантовым гравитационным градиометром. Одним из преимуществ использования GRACE в спутниках является то, что измерения можно проводить из нескольких точек с течением времени, что приводит к улучшению, как это видно в радаре с синтезированной апертурой и сонаре. Тем не менее, поиск глубоко зарытых структур человеческого масштаба является более сложной задачей, чем первоначальные цели поиска месторождений полезных ископаемых и океанских течений.
Чтобы сделать это операционно осуществимым, должна быть пусковая установка для вывода довольно тяжелых спутников на полярные орбиты и как можно больше наземных станций для уменьшения потребности в большом объеме бортового хранения больших объемов данных, которые будут производить датчики. Наконец, должен быть способ преобразовывать измерения в форму, которую можно сравнивать с имеющимися сигнатурами в геодезических базах данных. Эти базы данных потребуют значительного улучшения, на основе измеренных данных, чтобы стать достаточно точными, чтобы сигнатура зарытого объекта выделялась.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )