
2008年6月份,美国海军在其太平洋舰队下属的一艘洛杉矶级攻击型潜艇的Type 18潜望镜桅杆上对一种先进的全景式成像系统进行评估。图中所示为“Montpelier”号上的Type 18型潜望镜桅杆,这艘潜艇正缓缓进入到希腊的Souda Bay,这是一次港口访问活动。
全景式潜望镜:海军对能够提供360度视角的潜艇成像系统进行评估
全维视角
RemoteReality公司的全像成像系统将为潜艇潜望镜提供一个即时的360度的覆盖。
1、该系统将大大提高潜艇的态势感知能力;
2、图像将通过一个战术显示器显示出来;
3、该成像系统2008年6月在一艘攻击性潜艇上进行了测试。
2008年6月,海军开始对一种新的全景式潜望镜成像进行海试。
这种成像系统将大大提高潜艇的态势感知能力,可以确保潜艇的导航更为安全。这种系统在设计上显示出了独特性,它可以为潜艇提供潜在的战术优势。
海军将对美国太平洋舰队洛杉矶级攻击潜艇(SSN)上Type 18型潜望镜上先进全景式成像系统进行评估。Type 18型潜望镜是洛杉矶级和海狼级攻击潜艇上的标准装备,这种潜望镜正在进行潜艇成像系统(SUBIS)的升级,这种新的全景式系统,或者具有相似能力的系统,将加强潜艇成像系统。
潜艇成像系统由一种类似于视频和数字照相机的装置组成,这种装置可以通过软件调节,增加展望视角,用于分析。
这种全景式成像系统是由马萨诸塞州韦斯特伯勒(Westboro)的RemoteReality公司设计的,技术监督方是位于美国罗德岛州(R.I.)新港的海军水下作战中心新港部(Division Newport)。这种系统将能够提供一种即时的,360度的全方向的水平视角,覆盖潜望镜的附近及外围地区。
丹尼·迈克金(Denny McGinn)是RemoteReality公司的首席执行官。他说,“RemoteReality公司设计的这种成像系统将硬件和软件结合起来,可以使潜艇的操作兵有一种重要的‘快速扫视’的能力。”“使用高分辨率的、可见光全维相机以及一种非冷却热红外全维相机(夜视用),潜艇兵就可以即使捕捉水面360度范围内的各类活动。”
这种成像系统也可以将360度的图像在潜艇上的战术显示器上显示出来。全景式图像将通过两幅相互补充的180度的条幅式侦察照片结合起来进行显示,一张在另一张的上面。另外还有一张条幅式侦察照片用于放大具体目标或者点的窄角度图像。
迈克金是一位中将,曾经担任美国第3舰队的司令。他说,该系统的图像处理软件的设计,可以使用模块化的、现货供应的软件,可以降低潜艇系统整合的难度。
在6月份的海试中,这种成像系统将使用战术显示器。一旦投入生产,一种360度的成像系统将完全与潜艇的多目标战术显示器相整合到一起。
潜望镜捕捉到的图像被刻录下来,所以潜艇可以下沉至更安全的深度,并将图像提交用于进一步分析。
迈克金说到:“你可以扩展,也可以收缩,也可以把它分解成多种视野的片段,从而对水面上发生的事情了解的更多更细。而如果用现有的潜望镜的话,视野很窄,你仅仅只能很快地描一下而已。”
该成像系统使用一种抛物柱面反射透镜和图像处理来消除各种类型的全景图像的扭曲。
迈克金说到,“事实上,这种系统在海平面上最远的距离上工作状况是最好的。”“和鱼眼不一样的是,这种系统将会给你提供一种非常近于视场中心时相对不失真,框架边缘非完全扭曲变形的图像。”
Carl Lindstrom是海军水下作战中心新港部负责成像系统和潜望镜的技术指导代表。他说,“潜艇部队很早之前就意识到,需要一种能够提供持续360度图像的成像系统,从而使潜艇在潜望镜深度不需要持续转动潜望镜就可以大大提高态势感知能力。”“最近商业技术上的进步,将使得海军和海军研究局能够很好地利用这种能力。”
对于处于正常行动中的潜艇来说,伏上海面是最危险的行动。当一艘对外界一无所知的潜艇开始突破海洋表面附近的温层浮到水面上来时,它如果与一艘水面舰船发生冲突,将是十分脆弱的,尤其是在潜艇并没有用自己的被动声纳探测到这艘舰船的时候。
当潜望镜快速地通过一个360度的扫视进行旋转时,减少被敌人探测到的机会时,它是有可能错过一个水面信号的,特别是在恶劣海况之下。潜艇隔几秒就进行一次更为彻底的搜索,如果舰船目标在其视野范围之外,往往使自己陷于与水面舰船冲突的可能性之中。
迈克金说,“潜艇如果拥有这种快速扫视的能力,它就可以大大提高态势感知能力,提高潜艇,特别是在濒海水域的潜艇的安全性。”迈克金还指出,这种能力对密集的船运交通、捕渔船队、紧张的海峡、港口和航道,以及其它瓶颈地区的导航非常重要。
Lindstrom说到,“增加一种360度的成像和变焦能力,将使潜艇操作兵可以监控附近或者正在驶近的船只,以及所有方向的导航信息,这样在特别的水下想定中可以就不需要多个潜艇操作兵来使用多个潜望镜了。”
这种成像系统还可以有战术应用。
Lindstrom说,“美国海军的潜艇现在越来越多地在接触信号非常密集的环境中作战。”“一种360度的成像系统将使潜艇,在新的信号出现时,向潜艇操作兵发出警告,让他们采取相应的措施,同时,继续保持对这些信号的跟踪和监控。传感器将大大有利这些新的自动信号探测和跟踪法则的发展。”
美国海军认识到,一个全景式成像系统要和自动识别系统(AIS)一起整合到一个战术显示器上。现在美国海军正在自动识别系统安装到各型潜艇上。
自动识别系统是一种国际认识异频雷达收发机,只有排水量在300吨以上的船只才能配备该系统,该系统主要用来发送船只独一无二的识别和导航数据。
Lindstrom说到,“长远来说,360度潜望镜成像系统所获得的目标,将和自动识别系统信息相结合,这样可以快速识别舰船。”
根据迈克金的说法,过去两年中,RemoteReality公司从海军研究局手中总共接受了总值达150万美元的合同,用于研发成像系统。迈克金说他的公司准时地交付了该型系统,并且费用控制在了预算之内。海试原计划安排在秋季,但是后来推到了1月份。
Lindstrom说到,“海军将使用从这种可行性验证所获得的信息,来为未来的360度潜望镜传感器和系统需求进行提炼和总结。”“一种360成像能力是潜艇部队影像记录计划的一个组成部分。”
安装在新的弗吉尼亚级潜艇上的光子学潜望镜并不具备一种360成像的能力。
迈克金认为,在2008年3月份交付海军的这种系统,能够满足海军SUBSAFE的质量确保计划的标准。该计划对对潜艇安全管理有着很高的标准,要求确保新安全的系统“能够让水一直在潜艇之外。”
SUBSAFE计划源于20世纪60年代,1963年,由于一次部件故障,美国海军在大西洋损失了攻击型潜艇“长尾鲨”号,艇上所有成员都失去了性命。
迈克金说,除了在潜艇上,这种360度成像在其它船只也有潜在的海上运用,包括舰船飞行甲板作战以及两栖作战舰船的甲板作战的监控和记录,这些监控和记录主要用于训练和重建分析,以及安全导航。这种安装在一艘舰船桅杆上的全景式成像系统的也可以记录海上发生的灾难,比如说2008年发生在霍尔木兹海峡的美国海军舰船受到伊朗高速游艇攻击的事件。