ВМС Великобритании испытали распределённую радиолокационную сеть без GPS с помощью атомных часов

Королевский военно-морской флот Великобритании впервые продемонстрировал работу распределённой военной радиолокационной сети без использования глобальных навигационных спутниковых систем GNSS. Синхронизацию между радиолокационными комплексами обеспечили компактные квантовые атомные часы Aqlock британской компании Aquark Technologies.

GNSS играет важную роль в современной военной инфраструктуре, обеспечивая не только навигацию, но и точную синхронизацию различных систем. Эти технологии также используются в авиации, судоходстве и финансовом секторе. Однако спутниковая навигация уязвима для подавления и спуфинга, поэтому её отключение или нарушение работы во время конфликта может повлиять сразу на большое количество систем.

По оценке британского правительства, 24-часовой сбой GNSS способен приводить к экономическим потерям примерно в 1,42 млрд фунтов стерлингов, или около 1,92 млрд долларов, в сутки. Для военных систем проблема ещё серьёзнее: распределённые радиолокационные комплексы должны продолжать совместную работу даже в случае потери спутниковой синхронизации.

В обычной системе эту задачу решает сервер точного времени, который передаёт информацию о текущем времени всем подключённым системам и позволяет синхронизировать их работу. При отсутствии GNSS для этого требуется независимый высокоточный источник времени, которым в ходе испытаний стали атомные часы Aquark Technologies.

Компания Aquark Technologies из Саутгемптона разработала компактные атомные часы Aqlock с использованием технологии лазерного охлаждения атомов. С помощью лазеров атомы охлаждаются до температур, близких к абсолютному нулю, после чего изменения их состояния используются для получения высокоточного эталона частоты. Такой подход позволяет создавать компактные атомные часы, пригодные для установки на мобильные платформы.

Ранее Aquark Technologies уже испытывала эту технологию на наземных платформах, надводных кораблях и беспилотных летательных аппаратах. В рамках предыдущего сотрудничества с Королевским военно-морским флотом компания проверяла работу атомных часов непосредственно в море на борту корабля HMS Pursuer.

Новые испытания прошли с участием компании Saab UK, производящей радиолокационные комплексы Giraffe 1X. Эксперимент проводился на борту исследовательского корабля Королевского военно-морского флота XV Patrick Blackett, предназначенного для испытаний перспективных технологий.

Aquark разместила двое квантовых атомных часов Aqlock в географически удалённых друг от друга точках. Системе потребовалось менее 30 минут, чтобы обеспечить приемлемый уровень синхронизации. После этого радиолокатор Giraffe 1X, расположенный на высоте Портсдаун-Хилл, получил информацию о точном времени от атомных часов вместо данных, которые в обычных условиях поступали бы через GNSS.

Испытание показало, что два работающих радиолокационных комплекса способны формировать единую воздушную обстановку, используя для синхронизации только Aqlock. Это особенно важно для распределённых радиолокационных систем, поскольку им необходимо точно сопоставлять данные, поступающие с разных радаров.

Во время испытаний исследователи также моделировали нарушения синхронизации. В частности, они намеренно изменяли временные метки, чтобы проверить, смогут ли операторы обнаружить подобные манипуляции. Операторы радиолокационной системы смогли наблюдать внесённые изменения, что продемонстрировало возможность контролировать целостность временной информации даже при отказе или нарушении работы спутниковой системы.

Точная синхронизация необходима для объединения данных от нескольких радиолокаторов в единую воздушную картину. Если временные метки различаются, система может неправильно определить положение и траекторию объектов или некорректно сопоставить информацию, полученную от разных источников.

В Aquark Technologies назвали испытание важным этапом развития британских квантовых технологий и первым известным применением созданных в Великобритании атомных часов для решения подобной оборонной задачи. По словам руководителя направления точного времени компании Мэтью Олдоса, испытание стало первым случаем, когда две британские системы на основе холодных атомов были развёрнуты для решения реальной оборонной задачи.

Для Великобритании эксперимент имеет значение и с точки зрения технологической независимости. Военные системы страны в значительной степени используют внешнюю спутниковую инфраструктуру, поэтому создание собственных источников точного времени может обеспечить дополнительный уровень устойчивости при подавлении или недоступности GNSS.

Результаты испытаний показывают, что компактные атомные часы могут использоваться как независимый источник синхронизации для распределённых радиолокационных сетей. В перспективе подобная технология способна обеспечить их совместную работу даже в условиях, когда спутниковая навигация и связанные с ней сервисы недоступны или подвергаются преднамеренному воздействию.