SISTEMA DE ANÁLISIS ACÚSTICO EN MISIONES ASW SPAS

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INTRODUCCION

El avión de patrulla marítima (MPA), en una operación típica ASW, utiliza sensores acústicos

(procesador acústico de sonoboyas pasivas y activas) y no acústicos (pasivos: ESM, FLIR, MAD y

visual; activos: Radar) con el objetivo de detectar, localizar, clasificar, seguir y atacar submarinos.

Con más de 25 años de experiencia en procesado acústico, la empresa española SAES – Sociedad

Anónima de Electrónica Submarina ha desarrollado una completa familia de Sistemas de

Procesamiento Acústico de Sonoboyas (SPAS) para todo tipo de operaciones de guerra

antisubmarina en aviones de patrulla marítima y helicópteros.

SPAS es un sistema totalmente integrado con el Sistema Táctico de Misión (STM) que permite al

operador acústico detectar, localizar, clasificar y seguir a submarinos y buques de superficie mediante

los datos acústicos activos y pasivos provenientes de las sonoboyas desplegadas.

El sistema SPAS está instalado y se encuentra

completamente operativo a bordo de:

Aviones: P-3B/M Orion y C-295 MPS.

Helicópteros: SH-60B LAMPS y HKP15 A-109

Buques: Corbetas de la clase Visby.

Un producto de altas prestaciones y la gran experiencia adquirida sitúan a la sociedad SAES a la

vanguardia del mercado en sistemas de guerra antisubmarina (ASW).

Grabador Digital

Procesador acústico de sonoboyas

(SPAS - PA)

Receptor Digital de

Sonoboyas (SDRS)

Automatic Direction

Finder (ADF)

Transductores V/UHF

Preamplificadores

Data Link

Sistema de lanzamiento

de sonoboyas.

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Evolución familia SPAS

El sistema SPAS es una herramienta sencilla e intuitiva de operar, cuyas principales capacidades se

detallan a continuación de modo introductorio. Cabe señalar que algunas de ellas, como los potentes

algoritmos de detección, identificación, seguimiento, clasificación y análisis, el sistema de predicción

de prestaciones sonar y otras herramientas y ayudas al operador, son únicas y exclusivas de este

sistema, diferenciándolo de otros sistemas similares y situándolo a la vanguardia en el mercado.

Características clave:

Procesamiento simultáneo de hasta 64 sonoboyas.

Capacidad de grabación y reproducción de la misión a bordo (de acuerdo al STANAG 4283

Annex C Ed5)

Entrenamiento a bordo.

Características exclusivas:

Avanzados Algoritmos propios para la detección, localización, seguimiento y análisis de

blancos.

Sistema de Predicción de Prestaciones (SPP) para calcular la mejor configuración de

lanzamiento de sonoboyas (pasivas/activas) durante la misión ASW.

Plots tácticos (diversas presentaciones de niveles de energía sobre el área geográfica) tanto

para sonoboyas pasivas y activas, que muestran la posición exacta de las amenazas así

como su evolución.

Función Automática de Alertas (AAF).

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Sistema de Clasificación (SICLA).

Adicionalmente, y como soporte a la misión ASW, SAES ha desarrollado los sistemas de apoyo en

tierra con fines de análisis post-misión y entrenamiento:

Sistema FTAS: permite analizar en tierra los datos acústicos y tácticos (STANAG 4283)

generados y grabados durante la misión ASW.

Sistema TAT: para el adiestramiento y entrenamiento de los operadores acústicos.

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SISTEMA ACÚSTICO SPAS

Como se indicaba en la introducción, SAES proporciona el Sistema Acústico completo de la

aeronave, integrando el Procesador Acústico SPAS, con los equipos Receptor de Sonoboyas, Radio

UHF, Sistema OTPI, Sistema Grabador Digital, y Sistema Data Link (datos, video y audio), etc. para

conformar una solución ASW completa.

El sistema acústico SPAS puede ser instalado en modo “Stand Alone” o integrado con el Sistema

Táctico de Misión (STM) del avión o helicóptero.

Sistema SPAS

Basándose en el análisis de las señales acústicas adquiridas por las sonoboyas desplegadas, el

sistema SPAS proporciona los medios para detectar, localizar, clasificar, y seguir tanto a submarinos

como a buques de superficie.

Configuración de lanzamiento de sonoboyas.

Para el éxito de una misión ASW, es primordial un despliegue adecuado de sonoboyas, por este

motivo, y como ayuda a este despliegue el sistema SPAS ofrece herramientas de predicción de

prestaciones: trazado de rayos, Maximum Detection Range (MDR) y Probability Detection Range

(PDR).

Estas herramientas utilizan datos provenientes o bien directamente del procesado de las sonoboyas

Ambient Noise Measurement (AMM) y Bathythermal (BATHY) utilizadas durante la misión ASW, o

bien datos históricos de una base de datos de predicción cargada en el sistema SPAS. Las

herramientas PDR y MDR hacen uso de modelos de propagación contrastados.

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Detección de Contactos.

Para la detección, el sistema SPAS proporciona distintos tipos de análisis en función del tipo de

sonoboya desplegada:

Análisis en banda ancha.

Muestra los resultados, para cada sonoboya pasiva direccional, en presentaciones

Bearing/Time/Amplitude (BTAI) y Bearing/Amplitude. Además, y para facilitar las tareas de

localización de amenazas, el sistema integra el procesado en banda ancha sobre un conjunto de

sonoboyas pasivas direccionales seleccionadas por el operador, mostrándolo en un plot de

energía pasivo.

Análisis en banda estrecha.

Se presentan los resultados para cada sonoboya pasiva en presentaciones frecuencia/tiempo

(LFI), frecuencia/amplitud (ALI) y marcación/frecuencia (BFI).

Análisis de transients

Mostrando los resultados, para cada sonoboya pasiva, en presentaciones frecuencia/tiempo

(LFI).

Análisis Demon y Doble Demon.

Presentando los resultados para cada sonoboya pasiva del análisis Demon en presentación

frecuencia/tiempo (LFI) y del análisis Doble Demon en presentación frecuencia/frecuencia

(portadora/análisis).

Procesado de pings CW y FM monoestáticos y multiestáticos (para sonoboyas activas

direccionales).

El sistema SPAS emite y procesa pings del tipo CW, FM Up, FM Down y COMBO, tanto en modo

monoestático como multiestático. El resultado de los pings monoestáticos se muestran en

presentaciones Bearing/Range (BRI), Doppler/Range (DRI) y Amplitude/Range (ARI). En

multiestatismo, el Subsistema Acústico SPAS integra el procesado del ping multiestático

asociado a un grupo de sonoboyas activas configuradas por el operador, el resultado de este

procesado se muestra sobre un plot táctico multiestático, favoreciendo la localización del

contacto con una alta precisión.

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Presentación Multi-LOFAR

Presentacion Lofargrama 3D

Alertas Automáticas.

Para facilitar las tareas de detección y clasificación de una amenaza específica, el sistema Acústico

SPAS proporciona Auto Alertas. Cuando una o varias de las sonoboyas desplegadas detectan una

posible amenaza, el sistema SPAS alerta al operador indicándole qué sonoboya ha realizado la

detección. Estos mecanismos se basan en una base de datos de firmas acústicas y determinados

criterios de detección, los cuales pueden ser consultados y modificados por el operador durante la

misión.

Localización de Contactos.

Para la localización de contactos, el sistema SPAS proporciona herramientas de ayuda a la

localización:

Target Motion Analysis (TMA).

Filtro de Kalman.

CPA (Closest Point of Approach).

Contactos manuals generados por el operador.

Cross Fixing Automático (CFA).

Estas herramientas son mostradas sobre un plot táctico informando de la posición, el rumbo y la

velocidad del contacto.

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Plot de Energia (PGP) Plot Multiestatico (MGP)

Grabación de la Misión y Entrenamiento a bordo.

Toda la información táctica generada, así como los datos adquiridos por las distintas sonoboyas

durante la misión ASW se almacenan en un equipo grabador digital compatible con la norma

STANAG 4283. El objetivo es poder analizar y confirmar en tierra los contactos detectados durante la

misión, así como poder detectar otras amenazas que pudieron pasar desapercibidas. La labor de

análisis post-misión es primordial en labores de inteligencia acústica con el fin de mejorar y actualizar

la base de datos de amenazas (ACINT).

Como prestaciones adicionales, SPAS ofrece la posibilidad de análisis a bordo de las misiones

grabadas, así como el adiestramiento de los operadores acústicos.

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ANALISIS POST MISION. SISTEMA FTAS

El Analizador Rápido de Señal FTAS (Fast Time analyzer System) es un sistema de apoyo en tierra.

Con fines de análisis post misión (debriefing), el sistema FTAS permite reproducir la misión ASW en

tiempo rápido (x2, x4 y x8) o lento, con el objetivo de obtener una rápida composición táctica de la

misión.

Además, facilita las tareas de análisis y generación de una base de datos de inteligencia acústica

(ACINT) permitiendo la extracción de información acústica procesada por las sonoboyas

desplegadas. Para ello el sistema FTAS es capaz de reproducir la misión en tiempo real, o a

velocidad más lenta (x1/2, x1/4), aumentando la duración de los pasos acústicos obtenidos.

FTAS en una misión ASW

El sistema ofrece las mismas capacidades de análisis y herramientas de ayuda que el sistema

embarcado SPAS, añadiendo las siguientes prestaciones propias de un analizador:

Mayor resolución en frecuencia

Extracción de la información recibida por una sonoboya correspondiente a un contacto (datos

crudos), y su registro en una base de datos de firmas acústicas (ACINT).

Clasificación de los contactos extraídos.

Extracción y almacenamiento de los datos procesados provenientes de sonoboyas ANM y

BATHY, asociando los resultados a la posición geográfica, a la fecha y a la hora de la misión.

Esta funcionalidad permite crear y mantener una Base de Datos de predicción de

prestaciones.

Generación de informes sobre los contactos detectados.

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Como herramienta de ayuda a la preparación de la misión (Briefing), el FTAS prepara y

genera una librería de firmas acústicas específicas de la misión. Esta librería será

almacenada en el sistema Acústico SPAS antes del inicio de la misión, con el objetivo de

facilitar las operaciones de detección y localización automática de amenazas (Auto Alertas).

El sistema FTAS, plenamente operativo como soporte en tierra de las misiones ASW, se adapta a

cualquier configuración Hardware en cumplimiento de los requisitos de instalación y prestaciones

requeridas. Además, existe una versión de FTAS transportable con el fin de apoyar las misiones

ASW fuera de la base de operaciones.

FTAS Instalado en un Centro de Apoyo a la misión

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FTAS versión transportable

SISTEMA DE ADIESTRAMIENTO ACÚSTICO TAT

El sistema “Tactical Acoustic Trainer” (TAT) es el complemento perfecto para ofrecer al operador

acústico un entrenamiento completo de cara a mejorar sus capacidades operativas en las misiones

ASW. Además, con el sistema TAT, el operador acústico podrá familiarizarse en la operación del

sistema SPAS instalado en los aviones de patrulla marítima (MPA).

El sistema TAT genera y simula, en tiempo real, datos acústicos sintéticos de acuerdo a un escenario

acústico y táctico previamente definido. Estas señales acústicas se corresponden con los siguientes

tipos de sonoboyas: DICASS, LOFAR, DIFAR, VLAD ANM.

Los datos acústicos del escenario generado son procesados mediante el procesador acústico de

sonoboyas SPAS. Dicho procesador se incluye en formato COTS como un subsistema dentro del

sistema TAT. Este procesador acústico tiene las mismas funcionalidades y capacidades que el

sistema SPAS instalado a bordo de los aviones MPA.

El sistema de entrenamiento TAT contempla dos tipos de operadores:

Puesto de Instructor.

Es responsable de las siguientes funcionalidades.

Definir un escenario acústico completo.

Proveer la información del escenario acústico al AS. Definir los contactos acústicos simulados

(firma acústica, velocidad, rumbo, profundidad)

Dirigir y controlar la ejecución del ejercicio:

o condiciones del entorno acústico acústico (ruido ambiente, temperatura, profundidad,

tipo de fondo…)

o Generar, en tiempo real, las señales acústicas de las sonoboyas (stop/pause/play).

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o Modificar rumbo y velocidad del contacto acústico.

o Generar situaciones de error durante la operación para adiestrar al operador

acústico en diferentes situaciones operativas.

Operador Acústico.

Deberá operar la misión acústica generada y dirigida por el Instructor, decidiendo en cada las

sonoboyas (pasivas, activas y digitales) a lanzar, realizar las configuraciones de las mismas, emisión

de comandos CFS/CSG…

Diagrama TAT

TAT puede utilizar señales reales para estimular al Procesador Acústico, y entrenar a los operadores

acústicos en la localización y análisis de contactos reales de interés. Dichas señales podrán ser

seleccionadas y almacenadas a partir de las señales reales grabadas a bordo del avión, y procesadas

por el sistema ARAS/FTAS.

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TAT puede crear misiones a partir de datos acústicos reales

Concepto de entrenador para dotaciones ASW