طراحي مفهومي سامانه‌ي تعيين موقعيت هدف براي هواپيماهاي بدون سرنشين

[nasirirani 4,493]

[b]چکیده [/b]
امروزه بحث رديابي (Tracking) و تعيين موقعيت اهداف (Target Acquisition) ثابت و متحرك, به طور گسترده‌اي در مأموريتهاي نظامي و غيرنظامي به چشم ميخورد. البته طبيعتاً اهميت اين بحث در مأموريتهاي نظامي بيش از مأموريتهاي غيرنظامي است. چرا كه در مأموريتهاي نظامي, محدوديتهاي خاصي براي فعاليت سامانه‌ وجود داردكه طراحي و ساخت سامانه‌ي رديابي و تعيين موقعيت را دشوار مي‌كند.


طراحي مفهومي سامانه‌ي تعيين موقعيت هدف براي هواپيماهاي بدون سرنشين
چکیده
امروزه بحث رديابي (Tracking) و تعيين موقعيت اهداف (Target Acquisition) ثابت و متحرك, به طور گسترده‌اي در مأموريتهاي نظامي و غيرنظامي به چشم ميخورد. البته طبيعتاً اهميت اين بحث در مأموريتهاي نظامي بيش از مأموريتهاي غيرنظامي است. چرا كه در مأموريتهاي نظامي, محدوديتهاي خاصي براي فعاليت سامانه‌ وجود داردكه طراحي و ساخت سامانه‌ي رديابي و تعيين موقعيت را دشوار مي‌كند.

[b]1- مقدمه[/b]

[b]1-1- اشاره[/b]

امروزه بحث رديابي (Tracking) و تعيين موقعيت اهداف (Target Acquisition) ثابت و متحرك, به طور گسترده‌اي در مأموريتهاي نظامي و غيرنظامي به چشم ميخورد. البته طبيعتاً اهميت اين بحث در مأموريتهاي نظامي بيش از مأموريتهاي غيرنظامي است. چرا كه در مأموريتهاي نظامي, محدوديتهاي خاصي براي فعاليت سامانه‌ وجود داردكه طراحي و ساخت سامانه‌ي رديابي و تعيين موقعيت را دشوار مي‌كند.

مسأله‌ي رديابي و تعيين موقعيت هدف, به طور عمده براي هدايت آتش توپخانه به سمت اهداف مورد نظر كاربرد دارد .به عبارت ديگر به دليل عدم اطلاع توپخانه و يا ديگر تجهيزات مخرب خودي از وضعيت و موقعيت دقيق هدف, عمدتاً از تجهيزات جانبي استفاده مي شود كه بتواند هدف مورد نظر را تشخيص دهد و موقعيت دقيق آن را اندازه‌گيري و محاسبه كند. پس از محاسبه‌ي موقعيت هدف, اطلاعات لازم به توپخانه ارسال مي‌شود و توپخانه بر اساس اين اطلاعات آتش خود را تنظيم مي‌كند.

يكي از مأموريتهاي مهم و پركاربرد هواپيماهاي بدون سرنشين نيز بحث رديابي و تعيين موقعيت هدف مي‌باشد. از آنجايي كه اين هواپيماها فاقد سرنشين مي‌باشند و توانايي انجام پروازهاي با مداومت طولاني را دارند, مي‌توانند در مناطقي كه داراي حساسيت خاصي مي‌باشند براي مدت طولاني به پرواز درآيند و در صورت ورود عناصر خارجي, با ارسال موقعيت آنها به توپخانه, امنيت منطقه را حفظ كنند.

همچنين مي‌توان از اين پرنده‌ها در تعيين موقعيت دقيق اهدافي كه در مناطق خاصي هستند استفاده كرد. به اين ترتيب كه با فرستادن پرنده به حوالي منطقه‌اي كه هدف مورد نظر درآن قرار دارد, مي‌توان موقعيت هدف را اندازه‌گيري كرد. البته واضح است كه به دليل نبود سرنشين و نيروي انساني درهواپيما, در صورت بروز مشكل و يا مورد هدف قرار گرفتن هواپيما, خطر جاني براي نيروهاي خودي ايجاد نمي‌شود.

[b]1-2- هدف از انجام اين پروژه[/b]

به طور خاص آنچه در اين پروژه به عنوان موضوع اصلي رديابي و تعيين موقعيت هدف مورد نظر است عبارت است از تعيين موقعيت يك كشتي توسط يك هواپيماي بدون سرنشين كه حداكثر مي‌تواند به اندازه‌ي 5 كيلومتر به كشتي نزديك شود. اطلاعات موجود و مجهولات مورد نظر نيز عبارتند از:

[b]اطلاعات موجود[/b]

ارتفاع پرنده از سطح دريا؛
سرعت پرواز پرنده؛
جهت حركت پرنده؛
موقعيت جغرافيايي پرنده در هر لحظه؛
زاويه ديد حول محور عمودي (Elevation) و حول محور افقي (Azimuth) ؛
ميزان بزرگنمايي دوربين.

[b]مجهولات مسأله[/b]

موقعيت جغرافيايي هدف؛
سرعت و جهت حركت هدف؛
لازم به ذكر است كه در اين مسأله از سامانه‌هاي فعال مانند فاصله‌ياب ليزري نمي‌توان استفاده كرد.

[b]2- معرفي هواپيماها و سامانه‌هاي رديابي مورد استفاده[/b]

[b]2-1- معرفي هواپيماها[/b]

در اين بخش تنها اشاره‌اي به نام هواپيماهايي كه به طور معمول به منظور رديابي و تعيين موقعيت هدف در دنيا مورد استفاده قرار مي‌گيرند، مي‌شود.

هواپيماي بدون سرنشين SAGEM crecerelle محصول فرانسه
هواپيماي بدون سرنشين SAGEM Sperwer محصول فرانسه
هواپيماي بدون سرنشين Dornier DAR محصول آلمان
هواپيماي بدون سرنشين Dornier Seamos LV محصول آلمان
هواپيماي بدون سرنشين ADE Nishant محصول هندوستان
هواپيماي بدون سرنشين Eurodrone Brevel محصول مشترك آلمان و فرانسه
هواپيماي بدون سرنشين TRW/IAI BQM-155A Hunter محصول مشترك آمريكا و رژيم صهيونيستي
هواپيماي بدون سرنشين Kentron RPV-2 Seeker محصول آفريقاي جنوبي
هواپيماي بدون سرنشين Oerlikon contrares ADs 95 Ranger محصول سوئيس
هواپيماي بدون سرنشين Dera Oberver CA3 محصول انگلستان
هواپيماي بدون سرنشين Marconi phoenix محصول انگلستان
هواپيماي بدون سرنشين AAI shadow 200 محصول آمريكا
هواپيماي بدون سرنشين Alliant Techsystems outrider محصول آمريكا
هواپيماي بدون سرنشين Northrop Grumman Sea Ferret محصول آمريكا
هواپيماي بدون سرنشين General Atomics RQ-1A Predator محصول آمريكا
هواپيماي بدون سرنشين BTA canard محصول رژيم صهيونيستي
هواپيماي بدون سرنشين EMIT Sting & Blue Horizon محصول رژيم صهيونيستي
هواپيماي بدون سرنشين IAI Heron محصول رژيم صهيونيستي
هواپيماي بدون سرنشين IAI Scout محصول رژيم صهيونيستي
هواپيماي بدون سرنشين IAI Searcher محصول رژيم صهيونيستي
هواپيماي بدون سرنشين Silver Arrow Darter محصول رژيم صهيونيستي

[b] 2-2- معرفي سامانه‌هاي رديابي و تعيين موقعيت هدف[/b]
در اين قسمت به ارزيابي محموله‌هاي مورد استفاده در هريك از هواپيماهاي نامبرده شده مي‌پردازيم.

[b]1. هواپيماي بدون سرنشين SAGEM crecerelle[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-1.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين SAGEM crecerelle[/b]

اين هواپيماي بدون سرنشين ساخت كشور فرانسه مي‌باشد. محموله‌هاي مورد استفاده در اين هواپيما جهت تأمين قابليت رديابي و تعيين موقعيت اهداف متحرك و ثابت عبارتند از:

خط ديد ويديويي (TV LoS)
ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR)
سامانه‌ي‌ Cyclope 2000 IRLS

مشخصات سامانه‌ي Cyclope 2000 IRLS در ادامه آمده است.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-2.jpg[/img]
[b]محموله Cyclope 2000 IRLS[/b]

حسگر از نوع اسكن خطي مادون قرمز (IRLS)؛
در حالت پايه اين سامانه‌ داراي يك اسكن‌كننده‌ي خطي مادون قرمز (IRLS) است كه در طول موج 8 تا 12 ميكرومتر, با عملكرد بالا و با حساسيت حرارتي 1/0 درجه سانتيگراد عمل مي‌كند و مي‌تواند با استفاده از كارتهاي الكترونيكي به روز شود. همچنين اين سامانه‌ قابليت پردازش اطلاعات, پخش داده‌ها به طور مستقيم و يا ضبط داده‌ها را بر روي يك فيلم ويديويي يا روي فيلم خيس (Wet Film) را دارد. ضمناً اين سامانه‌ مي‌تواند هم از سيكل بسته‌ي استرلينگ و هم از سيكل باز ژول-تامسون جهت خنك كاري استفاده كند؛
محصول كشور فرانسه.

[b]2. هواپيماي بدون سرنشين SAGEM Sperwer[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-4%7E0.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين SAGEM Sperwer[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول كشور فرانسه مي‌باشد و مي‌تواند به يكي از سه نوع سامانه‌ي رديابي و تعيين موقعيت هدف به شرح زير مجهز شود:

سامانه‌ي اسكن خطي مادون قرمز (SAGEM IR Line Scan)كه مي‌تواند مجهز به هر دو نوع حسگر الكترواپتيكال (E-O) و مادون قرمز (IR) شود؛
سامانه‌ي(Synthetic Aperture Radar) SAR و اندازه‌گيرهاي الكتريكي (ESM)؛
سامانه‌ي Cumulus Goshawk

مشخصات سامانه‌ي Cumulus Goshawk در ادامه آمده است.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-5.jpg[/img]
[b]محموله Cumulus Goshawk[/b]
حسگرهاي اين سامانه‌ هم از نوع ديد تلويزيوني (TV) و هم از نوع ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR) مي‌باشد؛
اين محموله ساخت كشور آفريقاي جنوبي است؛
اين سامانه‌ قابليت رديابي و شناسايي اهداف روي خشكي و آب را هم در روز هم شب دارد و مجهز به يك سامانه‌ي ردياب اتوماتيك ويديويي هم مي‌باشد. متصدي امر كنترل مي‌تواند به كمك بخش كنترلي (Control Panel), يك مانيتور و يك ضبط‌كننده‌ي ويديويي كه در سامانه‌ي‌ كنترل زميني (GCS) قرار دارد محموله را كنترل كند. انواع حسگرهايي كه اين سامانه‌ استفاده مي‌كند عبارتند از:

الف) (MSP (Multi Sensor Payload

اين محموله شامل يك دوربين تلويزيوني (CCD) رنگي با بزرگنمايي 15 برابر كه داراي 625 خط خروجي ويديويي و كيفيت تصوير (Resolution) 450*450 پيكسل و يك دوربين ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR) با طول موج 8 تا 12 ميكرومتر مي‌باشد.

ب) SCP (Super Color Payload)

اين محموله فوق رنگي شامل يك دوربين تلويزيوني با بزرگنمايي 36 برابر و يك دوربين تكرنگ تلويزيوني مي‌باشد.

[b]3. هواپيماي بدون سرنشين Dornier DAR[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-7.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Dornier DAR[/b]

اين پرنده بدون سرنشين ساخت كشور آلمان است و مي‌توان روي آن هم محموله‌هايي مجهز به سامانه‌ي فعال (Active) با امواج ميليمتري (MMW) و هم محموله‌هايي مجهز به سامانه‌ي غيرفعال (Passive) ضد رادار نصب كرد. اين سامانه‌ قابليت استفاده از حسگرهاي ليزري به جاي حسگرهاي مادون قرمز را دارد.

[b]4. هلي‌كوپتر بدون سرنشين Dornier Seamos LV[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-8.jpg[/img]
[b]هلي‌كوپتر بدون سرنشين Dornier Seamos LV[/b]
اين هلي‌كوپتر بدون سرنشين (RPH) ساخت كشور آلمان است كه محموله اصلي‌اش معمولاً تركيبي از رادارهاي مراقبت دريايي (معمولاً يكي از انواع مختلفي كه روي هلي‌كوپتر NH90 نصب مي‌شود) به همراه يك سامانه‌ي ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR) مي‌باشد.

[b]5. هواپيماي بدون سرنشين ADE Nishant[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-9.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين ADE Nishant[/b]
اين پرنده بدون سرنشين ساخت كشور هند است كه محموله‌اش به طور معمول دوربين الكترواپتيك است كه تصاوير را به صورت مستقيم ارسال مي‌كند و قابل استفاده هم در روز و هم در شب مي‌باشد. در بعضي از مأموريتها از حسگرهاي مادون قرمز هم استفاده مي‌كند.

[b]6. هواپيماي بدون سرنشين Eurodrone Brevel[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-10.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Eurodrone Brevel[/b]
اين پرنده‌ي بدون سرنشين محصول مشترك كشورهاي آلمان و فرانسه بوده و محموله‌ي آن از نوع (Ziess WBG 96*4) مي‌باشد و داراي حسگرهايي است كه توانايي ديد در روز و شب را به آن مي‌دهد. اين پرنده در شب براي شناسايي از ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR) استفاده مي‌كند. اين سامانه‌ هم قابليت ضبط تصاوير و هم پخش مستقيم آنها را دارد. اين حسگرها در دماغه‌ي هواپيما نصب مي‌شود. خصوصيات اين سامانه عبارتند از:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-11.jpg[/img]
[b]محموله Ziess WBG 96*4[/b]
اين سامانه‌ يك تصويربردار حرارتي (Thermal Imager) مي‌باشد؛
اين محموله ساخت كشور آفريقاي جنوبي است؛
اين محموله مجهز به يك دوربين (CCD) مادون قرمز (IR) است كه داراي 4*96 عنصر است كه در طول موج 5/7 تا 5/10 ميكرومتر و حداكثر بزرگنمايي 8 برابر با عملكرد بالا كار مي‌كند.

[b]7. هواپيماي بدون سرنشين TRW/IAI BQM-155A Hunter[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-13.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين TRW/IAI BQM-155A Hunter[/b]
اين پرنده‌ي بدون سرنشين محصول مشترك كشورهاي ايالات متحده و رژيم صهيونيستي است. محموله‌ي اصلي اين هواپيما (IAI Tamam MOSP) مي‌باشد كه مي‌تواند هم به حسگرهاي ديد تلويزيوني (TV) و هم به حسگرهاي ديد مستقيم مادون قرمز(FLIR) مجهز شود و داده‌ها توسط يك رله هوابرد (IAI Elta) منتقل مي‌شود. خصوصيات سامانه‌(IAI Tamam MOSP) عبارتند از:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-15.jpg[/img]
[b]محموله IAI Tamam MOSP[/b]
اين محموله ساخت رژيم صهيونيستي است؛
اين سامانه‌ از حسگرهاي الكترواپتيك استفاده مي‌كند؛
اين سامانه‌ از تركيبهاي مختلفي از دوربينها استفاده مي‌كند كه عبارتند از:

الف) دوربين تلويزيوني (TV) به همراه يك فاصله‌ياب يا هدايت‌كننده‌ي ليزري (Laser designator/Rangefinder) كه داراي طول موج06/1 ميكرومتر است.

ب) دوربين ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR) به همراه يك فاصله‌ياب يا هدايت‌كننده‌ي ليزري؛

ج) تركيبي از يك دوربين تلويزيوني (TV) و يك دوربين ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR)

د) دو دوربين تلويزيوني (TV) تك رنگ يا دو دوربين (CCD) تك رنگ يا سه رنگ و يا تركيبي از اينها كه يا با فاصله كانوني ثابت حداكثر تا 1000 ميليمتر است يا با فاصله كانوني متغير از 20 تا 280 ميليمتر و با حداكثر بزرگنمايي 14 برابر مي‌باشد.

اين سامانه‌ بنا به انواع مختلف حسگرهايي كه مي‌تواند استفاده كند داراي سري‌هاي زير مي‌باشد:

1000 Series داراي حسگر الكترواپتيك ديد در روز
2000 Series داراي حسگر مادون قرمز ديد در شب
3000 Series تركيبي از حسگرهاي الكترواپتيك و مادون قرمز
4000 Series فاصله‌ياب يا هدايت كننده‌ي ليزري با حسگر الكترواپتيك
5000 Series فاصله‌ياب يا هدايت كننده ليزري با حسگر مادون قرمز

[b]8. هواپيماي بدون سرنشين Kentron RPV-2 Seeker[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-16.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين kentron RPV-2 Seeker[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول كشور آفريقاي جنوبي است و محموله‌هايش به طور كامل قابل هدايت مي‌باشند كه شامل يك دوربين رنگي, با كيفيت بالا و حداكثر بزرگنمايي 36 برابر است كه به منظور شناسايي هدف از يك سامانه‌ي Eleptro TIM استفاده مي‌كند. خصوصيات اين سامانه عبارتند از:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-17.jpg[/img]
[b]محموله Eleptro TIM[/b]
اين محموله ساخت رژيم صهيونيستي است؛
اين سامانه‌ يك تصويربردار حرارتي مي‌باشد؛
يك سامانه‌ي‌ سبك وزن و كم هزينه است و در سلاحهاي ضد هوايي, ضد تانك, هلي‌كوپترهاي سبك, پرنده‌هاي بدون سرنشين و كشتيهاي جنگي كوچك استفاده مي‌شود. اين سامانه‌ از يك آشكارساز (Indicator) كادميم-مركوري تلورايد (CMT-PV) برخوردار است و مجهز به سامانه‌ي‌ خنك‌كننده با سيكل بسته است.

[b]9. هواپيماي بدون سرنشين Oerlikon Contrares ADs 95 Ranger[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-19.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Oerlikon contrares ADs 95 Ranger[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول كشور سوئيس است و محموله‌هاي قابل تعويض آن به شكل يك نيم‌كره در زير آن قرار گرفته است كه در هنگام نشستن براي اينكه آسيب نبيند به داخل هواپيما جمع مي‌شود. حسگرهاي استاندارد آن از نوع IAI Tamam MOSP است كه توضيح آن در پرنده‌ي بدون سرنشين شماره‌ي 7 آمده است. علاوه بر اين از حسگرهاي ديد مستقيم مادون قرمز نيز مي‌تواند استفاده كند.

[b]10. هواپيماي بدون سرنشين Dera Oberver CA3[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-20.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Dera Oberver CA3[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول كشور انگليس است و داراي محموله‌اي شامل چهار دوربين (CCD), تلويزيوني, مينياتوري و حالت جامد (Solid State) در دماغه مي‌باشد. سه تا از دوربينها به طور ثابت با زاويه‌ي 30, 60 و 90 درجه نسبت به محور هواپيما نصب شده‌اند كه به صورت الكترونيكي به هم متصل بوده و يك تصوير پيوسته را توليد مي‌كنند. دوربين چهارم به منظور بزرگنمايي تصوير براي بررسي دقيقتر هدف استفاده مي‌شود. لازم به ذكر است كه اين دوربينها محصول كارخانه‌ي سوني كشور ژاپن هستند.

[b]11. هواپيماي بدون سرنشين Marconi Phoenix[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-21.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Marconi Phoenix[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول كشور انگليس است و محموله‌ي آن داراي يك حسگر مادون قرمز كه بر پايه مدلهاي عمومي تصويربرداري حرارتي (TICM) كشور بريتانيا قرار دارد. اين سامانه قابليت اسكن افق (Azimuth) تا 360 درجه و امكان چرخش در جهت عمودي (Elevation) تا 70 درجه را داراست و قدرت بزرگنمايي آن بين 10 تا 25 برابر متغير است. اين دوربين در جهت جلو يا عقب هواپيماي بدون سرنشين قفل مي شود و در پرواز كروز و در ارتفاع مشخص براي جستجوي يك منطقه (Area Search) مي‌تواند از اسكن قطاعي (Sector Scan) استفاده كند. همچنين خط ديد اين دوربين مي‌تواند به طور اتوماتيك همتراز با هدفي بماند كه در اطراف هواپيماي بدون سرنشين مي‌چرخد. اين محموله در آينده از سامانه‌ (SAR) هم استفاده خواهد كرد.

[b]12. هواپيماي بدون سرنشين AAI shadow 200[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-22.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين AAI shadow 200[/b]
اين پرنده‌ي بدون سرنشين ساخت كشور ايالات متحده آمريكا است و محموله استاندارد آن از نوع دوربينهاي تلويزيوني (TV) يا الكترواپتيك(EO) و يا حسگرهاي مادون قرمز (IR) مي‌باشد. معمولاً اين پرنده مانند هواپيماي بدون سرنشين AAI shadow 600 از چهار نوع حسگر استفاده مي‌كند كه عبارتند از:

دوربين ديد در روز (CCD) با كيفيت تصوير بالا و بزرگنمايي پيوسته از 1 تا 10 برابر؛
دوربين تلويزيوني (CCD) ديد در نور كم (LLTV) با بزرگنمايي پيوسته از 1 تا 10 برابر؛
دوربين ديد مستقيم مادون قرمز (FLIR) با كيفيت تصوير بالا از نوع Kollmorgen؛
دوربين ديد مستقيم مادون قرمز از نوع FLIR System 2000 Series كه خصوصيات آن به شرح زير است.

[b][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-23.jpg[/img][/b]
[b]محموله FLIR system 2000 series[/b]
اين محموله ساخت كشور ايالات متحده آمريكا است؛
اين سامانه‌ يك تصوير بردار حرارتي مي‌باشد؛
اين دوربين داراي دو ميدان ديد كروي است و قابليت چرخش با سرعت 60 درجه بر ثانيه را داراست. اين سامانه‌ از آشكارساز كادميم-مركوري تلورايد (CMT) و از سيكل بسته‌ي استرلينگ جهت خنك‌كاري استفاده مي‌كند. در طراحي آن يك خروجي ويديويي پخش مستقيم با يك فرمت استاندارد قرار دارد كه امكان انتقال مستقيم داده‌ها يا ضبط آنها روي نوار ويديويي را فراهم مي‌كند. البته اين سامانه‌ به يك خروجي دومي هم براي ضبط همزمان تصاويري كه توسط خروجي اول ارسال مي‌شود و يا استفاده از يك مونيتور ديگر مجهز است. همچنين اين سامانه‌ از يك ردياب خودكار ليزري نيز بهره مي‌برد. حال به بررسي خصوصيات دو مدل مختلف اين سامانه‌ مي‌پردازيم:

[b] الف) 2000 A/B[/b]

اين مدل داراي دو ميدان ديد است كه كيفيت تصوير آن در ميدان ديد وسيع 1.4 ميلي راديان و در ميدان ديد باريك 0.35 ميلي راديان است.

[b] ب) 2000 G[/b]

اين مدل هم داراي دو ميدان ديد است ولي كيفيت تصوير بالاتري نسبت به مدل قبل دارد چون ميدان ديد وسيع آن 4/1 ميلي راديان و ميدان ديد باريكش 25/0 ميلي راديان است. همچنين اين مدل مجهز به سامانه‌ي‌ نشانگر اينرسي (Inertia Pointing) مي‌باشد كه به منظور كمك به رديابي، روي يك مختصات ثابت نسبت به محور پرنده قفل مي شود. (وقتي پرنده در جهت هدف قرار گرفت سامانه‌ي‌ ناوبري اينرسي روشن مي‌شود و همواره در جهت هدف باقي مي‌ماند. از اين طريق جهت هدف همواره حفظ مي‌شود.)

به همراه اين محموله‌ها مي‌توان از حسگرهايي جهت جمع‌آوري اطلاعات هواشناسي و ردياب هسته‌اي, بيولوژيك و شيميايي (NBC detection) استفاده كرد.

[b]13. هواپيماي بدون سرنشين Alliant Techsystems Outrider[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-25.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Alliant Techsystems Outrider[/b]
اين پرنده بدون سرنشين ساخت كشور ايالات متحده آمريكا است و محموله‌ي اصلي آن از نوع IAI Tamam POP است كه به هر دو نوع حسگر الكترواپتيك (E-O) و مادون قرمز (IR) مجهز است. البته در آينده روي آن سامانه‌‌هايي مثل SAR و سامانه‌ي شناساگر اهداف متحرك نصب خواهد شد. خصوصيات سامانه‌ي IAI Tamam POP در ادامه آمده است.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-26.jpg[/img]
[b]محموله IAI Tamam POP[/b]
اين محموله ساخت رژيم صهيونيستي است؛
اين سامانه‌ داراي هر دو نوع حسگر الكترواپتيك و مادون قرمز است؛
اين سامانه‌ يك محموله‌ي فشرده و سبك وزن است كه به منظور رديابي و تعيين موقعيت هدف هم در روز و هم در شب به كار مي‌رود و روي هواپيماهاي سبك, هلي‌كوپترها و پرنده‌هاي بدون سرنشين نصب مي‌شود. اين سامانه داراي انواع مختلفي از حسگرها از قبيل: حسگر مادون قرمز با بزرگنمايي حداكثر 4 برابر و طول موج 3 تا 5 ميكرومتر, دوربين تلويزيوني (CCD TV) با برد زياد و بزرگ‌نمايي حداكثر 14 برابر و يا تركيبي از اين دو نوع كه در عرض چند دقيقه قابل تعويض هستند, مي‌باشد. اين سامانه‌ امكان انتقال تصاوير را از طريق دو كانالPAL و NTSC به طور مستقيم و همزمان داراست. از موارد انتخابي اين سامانه مي‌توان به ردياب خودكار (Auto Tracker) و رادار يا سامانه‌ي ناوبري مرتبط با مركز زميني (RADAR/Navigation Interface) اشاره كرد.

[b]14. هواپيماي بدون سرنشين Northrop Grumman Sea Ferret[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-28.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Northrop Grumman Sea Ferret[/b]
اين پرنده بدون سرنشين ساخت كشور ايالات متحده آمريكا است و محموله آن يك دوربين تلويزيوني ديد در روز است كه اطلاعات را به صورت مستقيم مخابره مي‌كند.

[b]15. هواپيماي بدون سرنشين General Atomics RQ-1A Predator[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-29.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين General Atomics RQ-1A Predator[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول كشور ايالات متحده آمريكا است و يك پرنده‌ي چند منظوره مي‌باشد. يكي از مأموريتهاي اين پرنده شناسايي و رديابي هدف است. اين پرنده به طور معمول براي تعيين موقعيت اهداف از دو نوع محموله زير استفاده مي‌كند:
1. محموله Verstaron Skyball
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-30.jpg[/img]
اين محموله ساخت كشور ايالات متحده آمريكا است؛
اين سامانه‌ داراي هر دو نوع حسگر الكترواپتيك و مادون قرمز است؛
اين سامانه‌ روي يك Gimball (دستگاهي است به منظور جلوگيري از لرزش دوربين و ثابت نگه داشتن آن) چهار محوره با توان اسمي 10 آمپر و 28 ولت مستقيم نصب مي‌شود. اين محموله داراي دو مدل مي‌باشد كه عبارتند از:

[b] الف) ( Model 14TS (Tri-Sensor[/b]

اين مدل براي هواپيماي بدون سرنشين (RQ-1A Predator) استفاده مي‌شود و داراي سه نوع حسگر مختلف مي‌باشد كه شامل يك دوربين ديد در روز Sony XC-999 با حداكثر بزرگنمايي 10 برابر و فاصله‌ي كانوني متغير بين 16 تا 160 ميليمتر، يك دوربين ديد در روز0/995 ميليمتري براي هدف‌يابي دور برد و يك تصويربردار حرارتي با آشكارساز پلاتين سيليسيد (Pt Si) با طول موج 3 تا 5 ميكرومتر و كيفيت تصوير (Resolution) 512*512 مي‌شود. از امكانات اضافي و انتخابي مي‌توان به آشكارساز آنتيمونايد اينديم (In Sb) و كيفيت تصوير 256*256 و با بزرگنمايي الكترونيكي و قابليت ثابت نگه داشتن تصوير (Image Freezing) نام برد.

[b] ب) ( Model 14QS(Quad-Sensor[/b]

اين مدل اولين نمونه‌ي عملي از سامانه‌هايي است كه از طريق ژيروسكوپ پايدار مي‌شوند (Gyrostabilised) و قابليت سازگارسازي 4 نوع حسگر را براي تصويربرداري نهايي دارد. اين مدل امكان رديابي هدف را از طريق اضافه كردن يك فاصله‌ياب ليزري (LRF) به سه حسگر مدل قبل بدست آورده است. از امكانات اضافي و انتخابي اين مدل مي‌توان به ردياب خودكار, سامانه‌ي GPS مجهز به مونيتورهاي كريستال مايع (LCD) يا مونيتورهاي معمولي (CRT), ضبط كننده‌ي ويديويي (BetaCam) و نوار ويديويي 8 ميليمتري اشاره كرد.

[b]2. محموله Northrop Grumman AN/ZPQ-1 TESAR[/b]

اين محموله ساخت كشور ايالات متحده آمريكاست؛
اين محموله از نوع رادار با دهانه‌ي تركيبي (SAR) (Synthetic Aperture Radar) است.
اين سامانه‌ داراي عملكرد بالا, وزن كم, رادار ديده‌باني J-band با فركانس 4/16 گيگا هرتز و قابليت اتصال به سامانه‌ي كنترل زميني مي‌باشد. و به منظور تصويربرداري پيوسته براي هواپيماي بدون سرنشينRQ-1A Predator با 40 ساعت پرواز و در شرايط بد آب و هوايي طراحي شده است. اين رادار در دو مد SAR و مد شناسايي هدف متحرك MTI مي‌تواند كار كند. در مد SAR دو نقشه‌ي نواري (Strip Map) و يك نقشه‌ي نقطه‌اي (Spot Map) تهيه مي‌شود. نقشه‌هاي نواري موازي با مسير پرواز پرنده يا موازي با يك مسير مشخص شده زميني به صورت شبيه‌سازي شده, پيوسته و كاملاً متمركز, با كيفيت تصوير بالايي بين 3/0 تا 1 متر و با ارسال تقريباً مستقيم (Real Time) در طرفين هواپيما تشكيل مي‌يابند. اين نقشه‌ها توسط سامانه‌ي P-code GPS با خطاي احتمالي 25 متر هماهنگ و سازگار مي‌شوند. در مد شناسايي هدف متحرك، رادار، اطلاعاتي را كه از هدف دريافت مي‌كند به منظور توليد يك نقشه‌ي ديجيتالي به كار مي‌برد. اين سامانه‌ به وسيله‌ي يك آنتن مستطيلي با ميدان ديد وسيع حول محور عمودي (آزيموت 135 درجه) محيط اطراف را اسكن الكترونيكي مي‌كند. براي اسكن كردن در جهت عمودي هم روي يك Gimball مكانيكي دو محوره نصب شده است. اين سامانه‌امكان اسكن كردن قطاعي (Sector Scan) را به صورت انتخابي در زواياي 5/22، 45، 60، 90 و 135 درجه در برد بين 5 تا 25 كيلومتر داراست.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-31.jpg[/img]

[b]16. هواپيماي بدون سرنشين BTA canard[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-32.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين BTA canard[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول رژيم صهيونيستي است و محموله‌اش به طور استاندارد شامل يك دوربين تلويزيوني (TV Camera) براي ديد در روز است و مي‌توان آن را به حسگرهاي ديد در روز هم مجهز كرد.

[b]17. هواپيماي بدون سرنشين EMIT Sting & Blue Horizon[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-33.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين EMIT Sting & Blue Horizon[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين محصول رژيم صهيونيستي است و محموله‌اش از نوع IAI Tamam POP است كه خصوصيات آن در توضيحات پرنده‌ي بدون سرنشين شماره 13 آمده است.

[b]18. هواپيماي بدون سرنشين IAI Heron[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-34.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين IAI Heron[/b]
اين پرنده‌ي بدون سرنشين محصول رژيم صهيونيستي است. به طور كلي اين پرنده بدون سرنشين مجهز به يك سامانه‌‌ي پخش مستقيم اطلاعات و تصاوير به منظور رديابي و تعيين موقعيت اهداف مي‌باشد. البته اين پرنده‌ي بدون سرنشين مي‌تواند به رادار تعيين موقعيت اهداف دريايي از نوع Elta EL/M-2022U نيز مجهز شود كه قابليت رديابي حداكثر 32 هدف را در موقع اسكن كردن منطقه داراست. اين رادار كه حدود 40 كيلوگرم وزن دارد مي‌تواند كشتيهاي كوچك را تا فاصله‌ي حداكثر 120 كيلومتر رديابي كند.

[b]19. هواپيماي بدون سرنشين IAI Scout[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-35.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين IAI Scout[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين ساخت رژيم صهيونيستي است و حسگرهاي استاندارد ديد در روز آن از نوع دوربين‌هاي تلويزيوني سري Tamam كه تصاوير را به صورت زنده به مركز كنترل زميني مخابره مي‌كنند، مي‌باشد. آزيموت اين دوربين‌ها 360 درجه است و قابليت حركت در جهت عمودي را تا 90 درجه دارند. حال اگر از نوع MK 1 باشد ميدان ديدي بين 4/3 تا 5/47 درجه دارد و اگر از نوع MK 2 باشد ميدان ديدي بين 7/1 تا 8/23 درجه خواهد داشت. اما اگر از دوربين با ديد وسيع (Panoramic Camera) استفاده شود ميدان ديد از هر طرف مسير پرواز برابر با 60 درجه خواهد شد. همچنين اين پرنده‌ي بدون سرنشين در موقع عمليات از محموله ديد مستقيم مادون قرمز Tadrian Moked 400 FLIR نيز استفاده مي‌كند كه خصوصيات آن در ادامه آمده است.
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-36.jpg[/img]
اين محموله ساخت رژيم صهيونيستي است؛
اين سامانه‌ داراي هر دو نوع حسگر الكترواپتيك و مادون قرمز است؛
حسگر الكترواپتيك اين سامانه‌ از نوع دوربينهاي با طول موج بين 4/0 تا 75/0 ميكرومتر و با بزرگنمايي حداكثر 6 برابر و ميدان ديد باريك (8/1 * 4/1 درجه) و ميدان ديد وسيع (11*2/8 درجه) مي‌باشد. حسگر مادون قرمز آن هم در طول موجي بين 5/7 تا 5/12 ميكرومتر و با ميدان ديد باريك (5/3*5/2 درجه) و ميدان ديد وسيع (20*15درجه) كار مي‌كند. اين محموله به دليل داشتن اين دو نوع حسگر قابليت ديد در روز و شب را داراست. آزيموت اين محموله 360 درجه و ميزان چرخش آن حول محور افقي (Elevation) بين 1+ تا 80- درجه است. وزن اين سامانه‌ حدود 34 كيلوگرم مي‌باشد.

[b]20. هواپيماي بدون سرنشين IAI Searcher[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-37.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين IAI Searcher[/b]
اين هواپيماي بدون سرنشين ساخت رژيم صهيونيستي است. به طور معمول محموله‌ي اين هواپيماي بدون سرنشين يا از نوع IAI Tamam MOSP است و يا از نوع دوربين ديد مستقيم مادون قرمز كه داده‌ها را نيز معمولاً به صورت مستقيم ارسال مي‌كند.خصوصيات محموله‌ي IAI Tamam MOSP در توضيحات پرنده‌ي بدون سرنشين شماره 7 آمده است.

[b]21. هواپيماي بدون سرنشين Silver Arrow Darter[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-38.jpg[/img]
[b]هواپيماي بدون سرنشين Silver Arrow Darter[/b]

اين هواپيماي بدون سرنشين ساخت رژيم صهيونيستي است و مي‌تواند به 5 نوع محموله مجهز شود كه در ادامه آمده است.

[b]1[/b]. محموله‌ي Tadiran MKD 2000 كه هم داراي دوربينهاي تلويزيوني و هم داراي حسگرهاي ديد مستقيم مادون قرمز مي‌باشد؛

[b]2[/b]. سامانه‌هاي الكترواپتيك با عدسيهايي به منظور افزايش بزرگنمايي و دوربينهايي با زاويه‌ي ديد وسيع از نوع Controp ESP-1H كه خصوصيات آن عبارتند از:

اين محموله ساخت رژيم صهيونيستي است؛
اين محموله‌ي‌ سبك وزن مجهز به حسگر الكترواپتيك ديد در روز مي‌باشد؛
اين محموله براي استفاده در هواپيماهاي سبك, پرنده‌هاي بدون سرنشين و بالونهاي ديده‌باني استفاده مي‌شود. اين محموله قدرت رديابي هدفي به اندازه‌ي كاميون را از 20 كيلومتري و امكان شناسايي آن را از فاصله‌ي 7 كيلومتري دارد. اين محموله به منظور جلوگيري از لرزش دوربينها از يك Gimball سه محوره بهره مي‌برد. در ضمن اين محموله‌ از دو نوع دوربين استفاده مي‌كند:
دوربين سياه و سفيد با كيفيت تصوير بالا؛
يك دوربين CCD رنگي با بزرگ‌نمايي 6 برابر و يك دوربين ديگر با زاويه‌ي ديد زياد و فاصله‌ي كانوني ثابت 16 ميليمتر.

[b]3[/b]. محموله‌اي از نوع Controp ESP-600C كه داراي خصوصيات زير است:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-39.jpg[/img]
[b]محموله Controp ESP-600C [/b]
اين محموله ساخت رژيم صهيونيستي است؛
اين محموله‌ مجهز به حسگر الكترواپتيك است؛
اين محموله‌ داراي يك دوربين رنگي CCD با كيفيت تصوير بالا است. همچنين مي‌تواند يك حسگر ديد مستقيم مادون قرمز يا يك حسگر الكترواپتيك ليزري نيز حمل كند. اين محموله قدرت رديابي هدفي به اندازه كاميون را از فاصله‌ي 30 كيلومتري و امكان شناسايي آن را از فاصله‌ي 12 كيلومتري دارد.

[b]4[/b]. محموله‌ي Controp FSP-1 FLIR كه داراي خصوصيات زير است:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-40.jpg[/img]
[b]محموله Controp FSP-1 FLIR[/b]

اين محموله ساخت رژيم صهيونيستي است؛
اين محموله‌ مجهز به حسگر ديد مستقيم مادون قرمزمي‌باشد؛
اين سامانه‌ داراي يك حسگر ديد مستقيم مادون قرمز براي ديد در شب و روز مي‌باشد و امكان ارسال تصاوير با كيفيت بالا را دارد. اين محموله‌ مي‌تواند هدفهايي با فاصله‌ي زياد را تعيين موقعيت كند و اهدافي با فاصله‌ي نزديك را با جزييات كامل شناسايي نمايد. به منظور محافظت آن در مقابل رطوبت و گرد و خاك، يك محافظ چرخان روي پنجره نوري آن سوار شده است. حسگر استاندارد ديد مستقيم مادون قرمزآن از نوع EI-OP MLFS مي‌باشد ولي از حسگرهايي از قبيل دوربيني با آرايه صفحه كانوني 3 تا 5 ميكرومتر همراه با يك دوربين CCD يا يك دوربين ديد در نور كم (LLLTV) با يك دوربين تلويزيوني كوچك و سبك و يا همراه با يك ردياب خودكار نيز استفاده مي‌شود.

[b]5[/b]. همچنين از دوربين ويديويي ESWS با ميدان ديد تركيبي كه به منظور تصويربرداري براي بررسي وسيع منطقه (Wide-Scan Image) مي‌باشد هم استفاده مي‌شود.


[b]3- روند تعيين موقعيت و سرعت هدف[/b]

در قسمت قبل تعدادي از مهمترين هواپيماهاي بدون سرنشين با مأموريت هدف‌يابي و تعيين موقعيت هدف معرفي شدند. در اين بخش به بررسي مجهول اول يعني تعيين موقعيت هدف مي‌پردازيم. البته با توجه به موضوع مسأله و محدوديتهاي آن، عمدتاً سامانه‌هاي غير فعال مد نظر قرار مي‌گيرند. در ادامه روند تعيين موقعيت هدف براي سامانه‌هاي غير فعال آمده است. اين روند به طور خلاصه شامل مراحل زير مي‌باشد:

[b] اسكن كردن منطقه[/b]: در اين مرحله از منطقه‌اي كه هدف در آن واقع شده تصاوير ويديويي يا مادون قرمز گرفته مي‌شود؛
[b] تهيه‌ي نقشه‌ي ديجيتالي[/b]: در اين مرحله با توجه به اسكن مادون قرمزي كه از منطقه گرفته شده، نقشه‌اي تهيه مي‌شود كه پستي و بلنديهاي منطقه را با رنگهاي مختلف نشان مي‌دهد؛
[b]يافتن هدف در نقشه‌ي ديجيتالي[/b]: در اين مرحله هدف (Target) در نقشه‌ي تهيه شده توسط تكنيك‌هاي موجود، شناسايي مي‌‌گردد؛
[b]محاسبه‌ي مختصات هدف[/b]: در مرحله‌ي آخر پس از شناسايي هدف مختصات آن را در يك دستگاه مختصات خاص مي‌يابيم.

محاسبه‌ي سرعت هدف نيز در شرايطي كه سرعت آن كم باشد از طريق محاسبه و اندازه‌گيري موقعيت هدف در دو زمان مختلف صورت مي‌گيرد. با دانستن موقعيت هدف در دو زمان مختلف و نيز فاصله‌ي زماني اخذ تصاوير، سرعت و جهت حركت هدف قابل محاسبه است.

لازم به ذكر است كه نقشه‌ي ديجيتالي داراي كاربردهاي گسترده‌اي است و اگر هدف از تصويربرداري فقط يافتن موقعيت هدف در يك منطقه‌ي خاص باشد مي‌توان بدون تهيه‌ي اين نقشه، از همان تصاوير گرفته شده از منطقه استفاده كرد و با تشخيص هدف در آن، با استفاده از يك سري محاسبات، مختصات هدف را تعيين كرد.

در ادامه توضيحات بيشتر در مورد مراحل كار آمده است.

[b]3-1- اسكن كردن منطقه[/b]

روشهاي مختلفي براي اسكن (Scan) ‌كردن و بررسي كلي منطقه‌اي كه هدف در آن واقع شده است وجود دارد كه به چند نمونه از آن اشاره مي‌كنيم:

اسكن‌كردن منطقه به وسيله‌ي تصويربردارهاي حرارتي و مادون قرمز كه در پرنده‌هاي زير استفاده شده است:
پرنده شماره 6 (Eurodrone Brevel) محصول مشترك آلمان و فرانسه كه محموله‌ي
Ziess WBG 96*4 مورد استفاده در آن داراي اين خاصيت مي‌باشد؛
پرنده شماره 11 (Marconi Phoenix) ساخت كشور انگليس كه محموله‌ي آن قابليت اسكن مادون قرمز منطقه را جهت تهيه‌ي يك نقشه‌ي ديجيتالي دارد.

تصويربرداري از منطقه به وسيله‌ي دوربين‌هاي ويديويي معمولي و الكترواپتيك كه در پرنده‌هاي زير استفاده شده است:
پرنده شماره 2 (SAGEM Sperwer) محصول كشور فرانسه كه محموله‌ي
Cumulus Goshawk آن از اين نوع است؛
پرنده شماره 10 (Dera Obsever) ساخت كشور انگليس و پرنده شماره 13 (AlliantTechsystems Outrider) ساخت كشور ايالات متحده آمريكا كه محموله‌ي آنها قابليت تصويربرداري وسيع ويديويي را به منظور شناسايي هدف دارد.

لازم به ذكر است كه براي اسكن‌كردن منطقه و شناسايي هدف از سامانه‌هاي فعالي مانند انواع رادارها و هدايت كننده‌هاي ليزري جهت تنظيم دوربين به سوي هدف نيز استفاده مي‌شود. اما چون در اين مسأله محدوديت در استفاده از سامانه‌ي‌فعال وجود دارد، تنها به نمونه‌هايي از آن اشاره مي‌شود. اين نمونه‌ها عبارتند از:
پرنده شماره 3 (Dornier DAR) محصول كشور آلمان كه به منظور رديابي هدف يا از رادارهاي معمولي و يا از حسگرهاي ليزري استفاده مي‌كند؛
پرنده شماره 5 (ADE Nishant) ساخت كشور هند و پرنده شماره 9
(Oerlikon contrares ADs 95 Ranger) محصول كشور سوئيس كه هردو مجهز به هدايت كننده‌هاي ليزري هستند.

[b]3-2- تهيه‌ي نقشه‌ي ديجيتالي[/b]

اين مرحله شامل تهيه‌ي نقشه‌ي ديجيتالي (Digital Map) از منطقه‌اي است كه هدف در آن قرار دارد. معمولاً سامانه‌هايي كه داراي اسكن حرارتي و مادون قرمز هستند نقشه‌هاي ديجيتالي از منطقه تهيه مي‌كنند كه اين نقشه‌ها ارتفاع نقاط مختلف منطقه را با رنگهاي متفاوتي مشخص مي‌كند و بنابراين براي محيط‌هايي كه داراي پستي و بلندي باشند كاربرد دارد. لازم به ذكر است كه ارتفاع نقاط مختلف منطقه در مرحله‌ي بعد كه يافتن هدف است استفاده مي‌شود. (در اين مسأله كه منطقه‌ي مورد نظر در سطح دريا مي‌باشد و فاقد پستي و بلندي است اصولاً تهيه‌ي نقشه‌ي ديجيتالي كاربردي ندارد.)


[b]3-3- يافتن هدف[/b]

مرحله‌ي يافتن هدف يكي از مهمترين مراحل انجام اين پروژه مي‌باشد. در اين مرحله يا از طريق پردازش تصوير (Image Processing) به صورت خودكار و يا توسط نيروي زميني، هدف مورد نظر در تصوير (و يا نقشه‌ي ديجيتالي) مشخص مي‌شود.

در حالت پردازش تصوير، "هدف" در تصاوير و اسكنهايي كه از منطقه گرفته شده است به وسيله‌ي سامانه‌اي كه روي پرنده و يا در مركز كنترل زميني قرار دارد، به صورت كاملاً خودكار و بدون دخالت نيروي انساني تشخيص داده مي‌شود.

يافتن هدف توسط نيروي زميني نيز به اين صورت انجام مي‌شود كه تصاوير گرفته شده از منطقه‌ي مورد نظر به مركز زميني ارسال شده و سپس توسط پرسنل مركز زميني مورد بررسي و بازبيني قرار گرفته و هدف در آنها شناسايي مي‌گردد.

[b]3-4- تعيين مختصات هدف[/b]

پس از تشخيص هدف در تصاوير (و يا نقشه‌ي ديجيتالي) روشهاي مختلفي براي تعيين مختصات هدف وجود دارد كه در ادامه به اختصار اشاره شده است.

[b]3-4-1- تهيه‌ي نقشه‌ي تاكتيكي[/b]

در اين روش با توجه به تصاوير ويديويي بدست آمده و استفاده از سنسور‌هايي جهت شناسايي اهداف متحرك (Moving Target Indicator (MTI)) و پردازش اطلاعات بدست آمده از آنها، مكان و موقعيت اهداف ثابت و متحرك در نقشه‌ي ديجيتالي قبلي مشخص مي‌شود كه اين نقشه را از اين پس نقشه‌ي تاكتيكي (Tactical Map) مي‌نامند.

بعد از اينكه نقشه‌ي تاكتيكي منطقه تهيه شد از طريق طول خطي كه مسير پرواز پرنده را روي نقشه‌ي تاكتيكي نشان مي‌دهد و با دانستن سرعت پرنده، نقشه‌ي تاكتيكي مقياس‌بندي (Scale) مي‌شود. پس از مقياس‌بندي نقشه، مي‌توان موقعيت اهداف را كه قبلاً تشخيص داده شده‌اند به دست آورد. دقت نتايج در اين روش، به دقت مقياس‌بندي نقشه‌ي تاكتيكي بستگي دارد.

[b]3-4-2- پرواز روي هدف[/b]

در اين روش پس از تشخيص هدف در تصاوير بدست آمده، پرنده به سمت هدف پرواز مي‌كند و پس از رسيدن به هدف روي آن گشت‌زني (Loitering) مي‌نمايد و اطلاعات موقعيت خود را به مركز زميني ارسال مي‌نمايد. اين روش عموماً براي شناسايي اهداف غيرنظامي كه نزديك شدن به آنها خطري در پيش ندارد مناسب است.

[b]3-4-3- محاسبه‌ي موقعيت هدف با توجه به زاويه‌ي ديد[/b]

در اين روش كه براي دوربينهاي متحرك قابل استفاده است، پس از تشخيص هدف در تصوير عريض (Wide) دوربين به گونه‌اي مي‌چرخد كه هدف در مركز تصوير قرار بگيرد. اين كار ممكن است توسط نيروي زميني و يا به صورت خودكار صورت گيرد. سپس دوربين به تدريج روي هدف تمركز (Zoom) مي‌كند و هر لحظه كنترل مي‌كند كه هدف داخل تصوير باشد و اگر هدف از تصوير بيرون افتاد با تغيير زواياي تنظيمي دوربين دوباره هدف را به داخل تصوير برمي‌گرداند و تا جاي ممكن تصوير بزرگي از آن تهيه مي‌كند. در هنگام تمركز روي هدف نيز فرايند تثبيت تصوير و خنثي‌سازي لرزشها (عموماً با استفاده از ژيروسكوپ) صورت مي‌گيرد.

در نهايت نيز زاويه‌ي ديد دوربين (زاويه‌ي هدف نسبت به پرنده) اندازه‌گيري شده و مختصات هدف با توجه به اين زاويه و نيز ارتفاع و جهت (Attitude) هواپيما تعيين مي‌شود. در اين محاسبات ارتفاع هدف از سطح دريا نيز لازم است كه مي‌بايد آن را از پيش تعيين كرد. (اين كار ممكن است با توجه به نقشه‌ي ديجيتالي انجام شود.)

لازم به ذكر است كه به دليل اينكه حركت پرنده در فرايند تمركز روي هدف (خصوصاً وقتي فاصله‌ي هدف تا پرنده كم باشد) مشكل ايجاد مي‌كند اين روش عموماً در بالگردهاي بدون سرنشين مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

همانطور كه اشاره شد در اين روش، براي حذف لرزشها و اثرات بد آب و هوايي مانند باد و ثابت كردن جهت دوربين از ژيروسكوپ چندمحوره استفاده مي‌شود. لازم به ذكر است كه معمولاً در ايران از ژيروسكوپ‌هاي سه‌محوره به منظور ثابت نگهداشتن دوربين بر روي پرنده استفاده مي‌شود.

[b]3-4-4- محاسبه‌ي موقعيت هدف با استفاده از تصوير عريض[/b]

در اين روش به جاي تمركز روي هدف از تصوير عريضي كه از يك محدوده‌ي وسيع گرفته شده است مي‌توان موقعيت هدف را تعيين كرد.

پس از اخذ تصوير عريض از منطقه و تشخيص هدف مورد نظر در تصوير، محاسباتي بر اساس موقعيت هدف در تصوير (موقعيت پيكسلهاي تصوير) صورت مي‌گيرد. ورودي اين محاسبات زاويه‌ي ديد دوربين هنگام اخذ تصوير، ارتفاع و وضعيت هواپيما و همچنين ارتفاع هدف از سطح دريا بوده و خروجي آن موقعيت نسبي هدف به پرنده و همچنين موقعيت مطلق آن مي‌باشد.

اين روش براي هواپيما و بالگرد قابل استفاده است و مشكل پايدارسازي دوربين و جبران لرزش را ندارد.

[nasirirani 4,493]

[b]4- طراحي مفهومي و اوليه‌ي سامانه‌تعيين موقعيت هدف براي مسأله موجود[/b]

مسأله‌ي مورد نظر داراي ويژگي‌هاي خاصي است كه به طور خلاصه عبارتند از:

هدف مورد نظر (كشتي) عمدتاً داراي سرعت كمي است؛
هدف مورد نظر در سطح دريا حركت مي‌كند و طبيعتاً ارتفاع آن مشخص است؛
در فضاي اطراف هدف، موانع و اجسام ديگري وجود ندارند.

با توجه به ويژگي‌هاي اين مسأله و همچنين روندي كه براي تعيين موقعيت و سرعت هدف در قسمت قبل ارائه شد، طراحي مفهومي اين سامانه به صورت زير است:

استفاده از دوربين متحرك جهت اسكن كردن منطقه؛
به دليل عدم وجود پستي و بلندي در منطقه، نيازي به نقشه‌ي ديجيتالي نيست؛
تشخيص هدف در تصاوير با استفاده از پردازش تصوير؛
تعيين موقعيت و سرعت هدف با استفاده از تصوير عريض.



بعد از مقدمه‌اي كه ذكر شد نوبت به ذكر مراحل طراحي و شرح آنها مي‌رسد:

[b]1[/b]. ابتدا براي حذف لرزش ها و اثرات بد آب و هوايي مانند باد از يك ژيروسكوپ چند محوره به منظور پايدار‌كردن دوربين بر روي پرنده استفاده مي‌كنيم. لازم به ذكر است كه معمولاً در ايران از ژيروسكوپ‌هاي سه‌محوره به منظور ثابت‌نگهداشتن دوربين بر روي پرنده استفاده مي‌شود.اين امر به ثابت‌كردن تصوير گرفته‌شده توسط دوربين نيز كمك مي‌كند كه در اين مسأله براي رسيدن به دقت بالا در يافتن مختصات هدف بسيار حائز اهميت است .

[b]2[/b]. در اين مرحله از دو طريق متفاوت به شناسايي هدف در تصاوير گرفته‌شده از منطقه مي‌پردازيم كه اين دو طريق عبارتند از :

a) در راه اول با توجه به تصاوير گرفته‌شده از منطقه و با استفاده از تكنيك‌هاي پردازش تصوير هدف مورد نظر جستجو شده و شناسايي مي‌گردد كه در ادامه دو روش مرسوم پردازش تصوير به منظور شناسايي هدف را به طور مختصر توضيح مي‌دهم . لازم به ذكر است كه در اين روش‌ها كليه مراحل به صورت خودكار و توسط كامپيوتر صورت مي‌گيرد:

روش اول كه ساده‌ترين روش نيز مي باشد در مناطقي كه خلوت هستند و تعداد اجسام شبيه به هدف مذكور كم است كاربرد دارد . در اين روش با توجه به تغييرات ناگهاني رنگ زمينه هدف شناسايي مي‌شود البته لازم به ذكر است كه با توجه به محدوديت‌هاي اين روش و احتمال بروز اشتباه ، اين روش تنها در موارد خاص استفاده مي‌شود . از آنجا كه در مسأله موجود زمينه سطح درياست كه عاري از هر‌گونه پستي و بلندي مي‌باشد و در نتيجه تغييراتي در رنگ زمينه وجود ندارد ومعمولاً منطقه اطراف يك ناو جنگي محيطي خلوت مي‌باشد، به نظر مي‌رسد كه براي اين مسأله مي‌توان اين روش را پيشنهاد كرد .
در روش دوم به منظور بالا بردن دقت شناسايي‌هدف و قابل‌استفاده‌بودن در مناطق شلوغ علاوه بر استفاده از تغييرات ناگهاني رنگ زمينه ، الگوي (Pattern) هدف كه محيط اطراف هدف را مشخص مي‌كند نيز به عنوان شاخص دوم در شناسايي هدف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در اين روش ابتدا توسط تغييرات ناگهاني رنگ زمينه اجسامي كه در آن محيط قرار‌دارند شناسايي مي‌شوند و در مرحله بعد از طريق تطابق الگوي آنها با الگوي هدف در ميان اين اجسام هدف مورد نظر شناسايي مي‌گردد. پياده‌سازي اين روش مشكل‌تر از روش اول است اما بدليل دقت بالاي آن و قابل‌استفاده‌بودن در هر دو محيط شلوغ و خلوت مي‌تواند پيشنهاد خوبي براي مسأله موجود باشد.

در راه وطريق دوم تصاوير گرفته‌شده از منطقه توسط نيروي زميني به طور مستقيم مورد بررسي قرارمي‌گيرند واز ميان اين تصاوير هدف مورد نظر شناسايي مي‌گردد. اگر نيروي زميني در اين مورد داراي مهارت باشد اين روش مي‌تواند به عنوان يك روش مؤثر پيشنهاد شود.

3. در اين مرحله پس از شناسايي هدف نوبت به يافتن مختصات آن مي‌رسد. همان‌طور كه عنوان شده‌بود به خاطر محدوديت‌هايي كه در ايجاد نقشه تاكتيكي وجود دارد از آن صرف نظر‌كرديم و به طور‌مستقيم از طريق پردازش تصاوير گرفته‌شده از محيط مختصات هدف را مي‌يابيم . در اين روش مختصات هدف با توجه به مختصات پرنده در لحظه‌اي كه تصوير را گرفته است و نوع مقياس بندي تصوير روي مانيتور و استفاده از يك سري محاسبات رياضي و روابط هندسي، مشخص مي‌شود. لازم به ذكر است كه كليه اندازه‌هاي معلوم در اين محاسبات از طريق روابط موجود بين زاويه نصب دوربين ، زواياي پرنده حول سه محورش و ارتفاع پرنده از سطح دريا قابل محاسبه مي‌باشد . اين مرحله داراي بخش‌هاي زير مي‌باشد:

a) بخش اول شامل محاسبه ابعاد منطقه‌اي مي‌شود كه دوربين مي‌تواند ببيند:

ابتدا فرض مي‌كنيم كه منطقه‌اي كه توسط دوربين ديده مي‌شود يك ذوزنقه متساوي‌الساقين باشد . اما لازم به ذكر است كه اين تصوير روي مانيتور به صورت مستطيلي ديده مي‌شود كه فاصله پيكسل‌هايش (Pixel) در بالا و پايين و در اين راستا يكسان نيست.

فاصله دو قاعده ذوزنقه: a

طول قاعده كوچك ذوزنقه: b1

طول قاعده بزرگ ذوزنقه: b2

تعداد پيكسل ها در فاصله دو قاعده: P1

تعداد پيكسل ها در جهت دو قاعده: P2

[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-41.jpg[/img]
[b]شكل1. منطقه تصوير برداري شده توسط دوربين[/b]

در اين قسمت به محاسبه طول‌هاي مجهول a ، b1 و b2 مي پردازيم . اگر داشته باشيم:

ارتفاع پرنده از سطح دريا: h

زاويه نصب دوربين: mu

زاويه ديد دوربين: etha

حال با توجه به مقادير معلوم بالا ، تصاوير و محاسباتي كه در ادامه مي‌آيند مي‌توان مقادير مجهول را پيدا كرد:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-42.jpg[/img]
[b]شكل2. ديد از پشت پرنده[/b]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-43.jpg[/img]
[b]شكل 3. ديد از بالاي پرنده [/b]
با توجه به شكل (2) داريم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-1.jpg[/img]
و از شكل (3) هم داريم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-2.jpg[/img]
حال مجهولات را با توجه به مقادير بدست آمده ، محاسبه مي‌كنيم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-3.jpg[/img]
بعد از مشخص شدن اندازه‌هاي واقعي تصوير گرفته شده از منطقه نوبت به يافتن مختصات آن مي‌رسد. با توجه به شكل‌ها و محاسباتي كه در ادامه مي‌آيند مي‌توان مختصات هدف در يك دستگاه مختصات مشخص كرد. نقطه A را به عنوان هدف در نظر مي‌گيريم كه شماره پيكسل آن را در دو جهت پس از شناسايي بدست آورده‌ايم بنابراين داريم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-44.jpg[/img]
[b]شكل 4. نمايش تصوير گرفته شده از منطقه[/b]

حال با توجه به شكل (4) داريم :
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-4.jpg[/img]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/Pic-45.jpg[/img]
[b]شكل 5. شماي پشتي پرنده و زواياي مربوطه[/b]

در اينجا با توجه به دانستن اين مطلب كه زواياي يكسان در ديد دوربين مقدار يكساني از پيكسل ها را به خود اختصاص مي‌دهند، داريم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-5.jpg[/img]
حال با توجه به محاسبات بالا مجهول (la) را مي‌يابيم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-6.jpg[/img]
بنابراين مي‌توانيم مختصات نقطه‌ي A را در جهت y محاسبه كنيم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-7.jpg[/img]
حال براي بدست آوردن مختصات نقطه A درجهت x فرض مي‌كنيم توزيع پيكسل‌ها روي خطوط هم‌پيكسل (y=const) يكنواخت است . با توجه به شكل (4) و محل قرار‌گرفتن نقطه‌ي B داريم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-8.jpg[/img]
لازم به ذكر است كه P2 تعداد كل پيكسل‌ها روي خطوط هم‌پيكسل (y=const) است اما مثلاً pp2 شماره پيكسل نقطه مورد نظر است كه مبدأ آن خط (x=0) است و جهت مثبت شماره پيكسل‌ها در جهت مثبت محور x هاست.
از آنجا كه مي‌دانيم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-9.jpg[/img]
و اينكه نقاط A و B هر دو روي خط y=mx قرار دارند، خواهيم داشت:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-10.jpg[/img]
با توجه به اينكه نقطه‌ي A نيز روي اين خط قرار دارد نتيجه مي‌گيريم:
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-11.jpg[/img]

از آنجا كه yA و m از طريق محاسبات قبلي معلوم گرديده‌اند پس xA نيز بنابه رابطه بالا مشخص مي‌شود.

در اين مرحله همان طور كه توضيح داده شد پس از شناسايي هدف و با استفاده از يك سري روابط هندسي و محاسبات رياضي مختصات هدف را در يك دستگاه مختصات خاص پيداكرديم . اين بدين معناست كه پس از شناسايي هدف شماره پيكسل آن در دو جهت روي مانيتور معلوم مي گردد و سپس با توجه به توضيحاتي كه در اين مرحله داده شد از روي اين شماره پيكسل‌ها مختصات هدف مشخص مي‌گردد. لازم به ذكر است كه اگر مختصات هدف در هر دستگاه مختصات ديگري مد نظر باشد با يك انتقال ساده مي توان مختصات هدف را در آن دستگاه بدست آورد.

به نظر مي‌رسد كه طراحي مفهومي اين سامانه‌تقريبا به پايان رسيده است، فقط در پايان شايان ذكر است كه راه حل اشاره شده در اين قسمت براي كلي‌ترين حالت اين مسأله نمي‌باشد. زيرا كلي‌ترين و در عين حال متغيرترين حالت اين مسأله وقتي است كه پرنده حول محور طولي زاويه phi، حول محور عرضي زاويه theta و حول محور عمودي زاويه psi را داشته باشد و دوربين هم به منظور شناسايي سريع‌تر، متحرك باشد يعني حول محور عمودي (Azimuth) زاويه alfa و در جهت محور عمودي (Elevation) زاويه beta را داشته باشد. براي يافتن راه حل اين حالت استفاده از هندسه تحليلي و فضايي توصيه مي‌شود.


پيمان خياط‌زاده، امير توكلي كاشي (ceo@raha.co.ir)

شركت مهندسي هوافضاي رها


[url=http://www.raha.co.ir/ProjectDetails.aspx?section=engineering&Id=90]منبع[/url]

[xx222ir 23]

به به

ب ب به به

ممنون ! اي خدا ! چه چيزهايي پيدا ميشه توي ميليتاري !

[m_h8807 484]

دمتون گرم خيلي باحال بود

[king-kaveh 487]

من هنوز کامل نخوندم، اما تا همینجا هم میتونم بگم مفید ترین مقاله ای بود که تو این 2 3 سال دیدم.
درجه یک
بیست
عالی



و یه سوال تو روش آخر موقعیت خود پهباد از چه طریقی تشخیص داده میشه؟ ( اشاره شده که در دریا نمیشه از نقشه دیجیتالی استفاده کرد)
در ضمن اون قسمت که دوربین حرارتی میتونه پستی بلندی ها رو مشخص کنه هم نفهمیدم یعنی چی!

[asori 184]

مقاله جالب و مفصلی بود دستتون درد نکنه
توجنگ های آینده پهبادها نقش تعیین کننده ای دارند
باید یه فکری واسشون بکنیم مخصوصا تو جنگهای شهری
فکرشو بکنین یه پهباد از بالا همیشه منطقه درگیریو تحت نظر داشته باشه

[mit 0]

مقاله مفيدي بود ممنون از زحمتي كه كشيديد

[abijoon1 1]

بسيار جالب و جامع و كامل. ممنون

[ali666 0]

مقاله خیلی خوبی بود فقط یه سوال به ذهنم رسید آیا هواپیمای بدون سرنشینی داریم که سرعت مافوق صوت رو داشته باشه؟

[master1986 135]

nasirirani عزیز سلام.
خسته نباشی اخوی. وقعا عالی و بی نقص بود.

[quote]سوال به ذهنم رسید آیا هواپیمای بدون سرنشینی داریم که سرعت مافوق صوت رو داشته باشه؟[/quote]

ali666 عزیز - بستگی به ماموریت پرنده بی سرنشین داره- بله داریم ولی تحقیقاتیه ومن فکر کنم که بی سرنشینی که برای موقعیت یابی و تجسس استفاده بشه تو اون سرعت دیگه از انجام ماموریت اولیه خودش عاجز میمونه و کلا موتور این قسم پرنده ها همچین اقتضایی رو نداره و چندین و چند دلیل دیگه . . .

اساتید بهتر مستحضرند.