2.6 Показатели эффективности системы добывания.

Наиболее общим критерием эффективности системы добывания, включающий органы управления, добывания и обработки является степень выполнения поставленных перед нею задач. Но этот критерий неконструктивен и недостаточно эффективен, так как уровень соответствия добытой информации требуемой оценивается ее потребителем. Для более объективного определения возможностей используется группа общесистемных показателей качества и количества информации: полнота, своевременность, достоверность, точность измерения демаскирующих признаков, суммарные затраты на получение информации.

Полноту полученной информации можно определить через отношение числа положительных ответов на тематические вопросы к их общему количеству. Своевременность информации является важным показателем ее качества, так как она влияет на ценность информации. Для оценки достоверности используются следующие частные показатели: достоверность сообщения в смысле отсутствия ложных сведений и данных; разборчивость речи; вероятность ошибочного или неискаженного приема дискретной единицы. Для количественной оценки достоверности сообщений применяются различные качественно-количественные способы и шкалы, например, схема Кента:

• достоверная информация (вероятность отсутствия ложной информации близка к 1);

• почти определенно, что информация достоверна (9 шансов против 1);

• имеется много шансов, что информация достоверна (3 шанса против 1);

• шансы примерно равны (1 — за, 1 — против);

• имеется много шансов, что информация недостоверна (3 — за, 1 — против);

• почти определенно, что информация недостоверна (9 — за, 1 — против);

• недостоверная информация (вероятность ложной информации близка к 1);

Достоверность информации в смысле отсутствия в ней элементов дезинформации зависит от надежности источника, которая оценивается по шкале:

• совершенно надежный;

• обычно надежный;

• довольно надежный;

• не всегда надежный;

• ненадежный;

• надежность не может быть определена;

Кроме показателей количества и качества, информация на этапе поиска и обнаружения объектов для оценки возможностей средств добывания использует такие критерии, как вероятность обнаружения (выявления на фоне помех) объектов и их распознавание, определение по измеренным признакам принадлежности объекта, его назначения, функций и свойств. Вероятность обнаружения объекта определяется путем сравнения полученной признаковой структуры с эталонной.

2.7 Способы и средства наблюдения в оптическом диапазоне

В оптических каналах утечки информация разведкой добывается путем визуального, визуально-оптического, фото и видео съемки, телевизионного наблюдения и др.. Но, поскольку физическая природа носителей информации в этих каналах одинакова, то приемник (фотоприемник) имеет одинаковую общую структуру:

Оптическая система или объектив проецирует световой поток с информацией от объекта наблюдения на экране светоэлектрического преобразователя. Последний преобразует изображение на своем входе (экране) в параллельный или последовательный поток электрических сигналов, параметры которых соответствуют яркости и цвету каждой точки изображения. Размеры точки определяют разрешающую способность оптического приемника. Изменение вида носителя на выходе оптического приемника вызвано тем, что только электрические сигналы в качестве носителя информации обеспечивают возможность выполнения необходимых процедур сигналами (усиление, обработка, регистрация, и т. д) для предоставления информации в форме, доступной человеку. Возможности средств наблюдения определяются следующими характеристиками средств наблюдения:

• диапазоном частот и спектром световых лучей, воспринимаемые светоэлектрическими преобразователями;

• чувствительностью — минимальный уровень световой энергии, при которой обеспечивается требуемое качество изображения объекта наблюдения. Зависит от яркости и контрастности изображения и от помех.

• разрешающей способностью — минимальные линейные или угловые размеры между двумя соседними точками изображения, которые наблюдаются как отдельные.

• полем зрения оптической системы — часть пространства, изображение которого проецируется на экран оптического приемника. Угол, под которым средство «видит» предметное пространство, называется углом поля зрения.

Технические средства:

• объективы — оптическое устройство, проецирующее изображение на плоскость. Характеризуются фокусным расстоянием, уровнем и характером оптических искажений (аберрацией), светосилой, максимальным относительным отверстием, разрешающей способностью и диаметром резьбы для крепления к камере.

• вариообъективы — объектив с переменным фокусным расстоянием — это оптическая система, рассчитанное как единое целое с точки зрения аберраций. По сравнению с трансфокатором позволяет достичь лучшего исправления многих аберраций при меньшем числе линз и компонентов, а также добиться большей геометрической светосилы во всем диапазоне фокусных расстояний.

• тансфокаторы — объектив с переменным фокусным расстоянием — представляет собой оптическую систему, состоящую из афокальной панкратической насадки с переменным угловым увеличением и объектива с постоянным фокусным расстоянием. Исправление аберраций производится для обеих частей трансфокатора по отдельности. В такой системе трансфокатором могут называть только афокальную насадку.

• визуально-оптические приборы:

  • зрительные трубы и бинокли — оптический прибор из двух параллельно соединенных между собой зрительных труб. Состоит из объектива, системы призм и окуляра. Бывают призменные и обыкновенные. (Увеличение — 15, угол зрения — 4 градуса). При большом увеличении из-за тряски трудно удержать изображение, поэтому используются стабилизаторы изображения. Для увеличения видимости в дождь или туман применяют желто-зеленые светофильтры. Существуют панкратические бинокли, позволяющие плавно изменять увеличение в значительных пределах.

  • телескоп — имеет большие объективы и фокусное расстояние, но они и более габаритные.

  • перископы — оптический прибор для наблюдения из укрытия. Имеет систему зеркал. В более сложных вариантах используются призмы.

  • стереотрубы — это два соединенных перископа для наблюдения двумя глазами и получения стереоизображения, лучше чем в бинокле.

  • теодолиты — это геодезический инструмент для определения направлений и измерения горизонтальных и вертикальных углов при геодезических работах, топографических и маркшейдерских съёмках, в строительстве и т. п. Основной рабочей мерой в теодолите служат горизонтальный и вертикальный круги с градусными минутными и секундными делениями. Состоит из горизонтального и вертикального кругов с отсчетами и закрепленной на подставке зрительной трубы. Также есть отвес для более точного позиционирования.

  • эндоскопы — (с греческого «смотрю внутри»). Бывают гибкие (с оптоволокном) и жесткие (с линзовыми, градиентными или волоконными трансляторами изображения, или без них ).

• приборы ночного видения; Для визуально-оптического наблюдения в ИК-диапазоне необходимо невидимое для глаза человека в ИК-диапазоне изображение — более 0,76 мкМ переместить в видимый диапазон. Для этого применяются приборы ночного видения (ПНВ). Основу ПНВ составляет электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Физический принцип работы ЭОПа демонстрирует стакан Холста:

В настоящее время используются ЭОПы 4 поколения. ПНВ подразделяют на 3 группы: приборы малой дальности действия (ночные очки), позволяющие видеть фигуру человека на расстоянии 100 — 200 метров; ночные бинокли, трубы средней дальности — до 400 метров, наблюдение с помощью которых ведется с рук; приборы большой дальности действия — до 1000 метров — устанавливаются на подвижных носителях или стационарно.

По способу подсветки ПНВ условно можно разделить на 3 типа: объект наблюдения подсвечивается с помощью искусственного источника ИК-излучения, размещенного на ПНВ; с подсветкой от естественного освещения; принимающего собственное тепловое излучение объекта наблюдения.

Тепловизоры

Преграду для создания прибора наблюдения в полной темноте на принципах ПНВ создают тепловые шумы фотокатодов. Снижение уровня этих шумов достигается снижением температуры фотоприемника. Для достоверного выделения энергии теплового излучения на фоне собственных шумов фотоприемника последний нуждается в охлаждении до весьма низких температур в интервале от -70 до -200 С. Данный прибор называется тепловизор. Его схема:

В качестве электронно-оптических преобразователей в современных тепловизорах используются линейки с фотодиодами (200 — 400 штук), образующими строку кадра. Развертка по вертикали (сканирование) производится механическим способом путем качания с помощью сканера (зеркала) направляющего световые лучи от объектива к фотоприемнику. В охлаждении фотоприемников заложены принципы термоэлектрического охлаждения (поглощение теплоты при прохождении электрического тока через термоэлемент. Сущность Т. о. заключается в появлении разности температур в спаях термоэлемента; при этом на холодном спае происходит поглощение теплоты из охлаждаемого вещества, передача её к горячему спаю и далее в окружающую среду (см. Пельтье эффект). Одновременно с генерацией холода в цепи термоэлемента выделяется теплота (см. Джоуля — Ленца закон) и передаётся к холодному спаю путём теплопроводности).

Современные устройства потребляют 10 Вт при массе всего устройства 4 кг. Характеристики технических средств наблюдения в ИК-диапазоне, влияющие на их возможности: спектральный диапазон, пороговая чувствительность по температуре, фокусное расстояние объектива, диаметр входного отверстия объектива, угол поля зрения прибора, коэффициент усиления ЭОП и интегральная чувствительность фотокатода ЭОП.

Фото и видео аппаратура

Визуально-оптическое наблюдение, использующее такой совершенный оптический прибор, как глаз, является одним из наиболее эффективных способов добывания, прежде всего, информации о видовых признаках. Однако оно не позволяет регистрировать изображение для последующего изучения или документирования результатов наблюдения. Для этих целей применяют фотографирование и киносъемку с помощью фото- и киноаппаратов.

Классификация фотоаппаратов:

• по размерам получаемых негативов: микроформатные, полуформатные, мало-, средне- и крупноформатные;

• по назначению: общие и специальные;

• по способу обеспечения резкости:

  • с неподвижным встроенным объективом, сфокусированным на гиперфокальное расстояние;

  • с наводкой по монокулярному дальномерному устройству, механически связанному с объективом фотоаппарата;

  • с наводкой на резкость по изображению на экране фотоаппарата;

  • автофокусирующие: активные, пассивные;

• по технической оснащенности: простые, средние и высокие.

В качестве светочувствительного элемента выступает эмульсия, наиболее популярное сырье — галогенид серебра. В момент попадания света в микрокристаллах происходит образование металлического серебра. Получается скрытое изображение. Для превращения его в видимое необходима химическая обработка светочувствительного слоя: при проявлении восстанавливаются микрокристаллы галогенидов серебра до металлического серебра, после чего изображение становится видимым. После фиксирования не подвергшиеся действию света кристаллы превращаются в несветочувствительные и легко растворимые соединения. После промывки и просушки получается негативное изображение. Затем производят позитивную фотопечать через негатив, в результате чего получается нормальное изображение.

В цифровых фотоаппаратах используется малогабаритная камера на ПЗС-матрице, электрические сигналы с которых преобразуются в цифровой вид и запоминаются на носителях информации. Они пока уступают специализированным пленочным фотоаппаратам.

Параметры фотоаппаратов:

• чувствительность (измеряется в ISO);

• разрешающая способность;

• диапазон волн, формирующих видимое изображение;

• масса и размеры;

• бесшумность в работе.

Существует и спутниковая фотосъемка. Разрешение спутниковых фотографий различно в зависимости от инструмента фотографирования и высоты орбиты спутника. Коммерческие спутники серии QuickBird фирмы DigitalGlobe имеют самую высокую на сегодняшний день разрешающую способность — 60 см, то есть позволяют опознавать объекты на поверхности Земли размером менее полуметра. Спутниковая фотосъёмка часто дополняется аэрофотосъёмкой, которая позволяет получить более высокое разрешение, но имеет большую удельную стоимость (выражаемую в затратах денежных единиц на м²). Недостатком является большие объемы обрабатываемой информации, зависимость от погодных условий и нарушение личной жизни граждан.

Средства телевизионного наблюдения