Il sommerso di una classe di sicurezza non refluita, che supera le forze navali, è un balzo di sicurezza in grado di generare immagini straordinariamente ad alta risoluzione del fondo marino e degli oggetti sommersi.

Il principio di apertura sintetica Sonar

Per apprezzare i prossimi progressi, è necessario comprendere la fisica sottostante. Una risoluzione convenzionale del sonar è limitata dalla dimensione fisica del suo array di trasduttori. Doubling the resolution tipicamente richiede raddoppiare la lunghezza dell'array—impratica su uno scafo sottomarino.

Stato attuale di Sonar sintetico dell'apertura in operazioni navali

I sistemi di monitoraggio delle navi marine (OMS) sono utilizzati in modo significativo per i sistemi di monitoraggio delle navi di sicurezza e di controllo (OMS) e per i sistemi di controllo di sicurezza (OMS) (OMS)

Limitazioni dei sistemi attuali

Nonostante questi successi, la SAS di generazione attuale ha dei vincoli. L'elaborazione in tempo reale è limitata dalla potenza computazionale a bordo; molti sistemi richiedono ancora il download post-missione per produrre le immagini di alta qualità. L'uso in ambienti altamente riverberanti (ad esempio, acqua molto bassa con un fondo di sabbia dura) può degradare il contrasto. Inoltre, SAS lavora meglio con una piattaforma stabile che si muove a velocità costante – qualsiasi cambiamento di velocità o di velocità causa di perdita di coerenti.

Avanzamenti sull'orizzonte

Il prossimo decennio vedrà notevoli miglioramenti nelle prestazioni SAS, guidati dai progressi nella lavorazione dell'hardware, dell'innovazione algoritmica e della fusione multisensoriale. Tre aree chiave sono in grado di accelerare: intelligenza artificiale per il riconoscimento autonomo dell'obiettivo, miniaturizzazione che consente sciami di piccoli veicoli dotati di SAS, e la convergenza di SAS con altre modalità di rilevamento per creare un quadro di sorveglianza a strati.

Elaborazione e riconoscimento di destinazione dell'immagine guidata dall'IA

L’apprendimento automatico delle macchine, in particolare le reti neurali convoluzionali (CNN) – ha già dimostrato prestazioni eccezionali nella classificazione delle anomalie nelle immagini SAS. A differenza dei tradizionali sistemi di rilevamento dei vantaggi (CAD) che si basano su caratteristiche artigianali (dimensioni, forma, contrasto), le reti neurali imparano direttamente dalle patch di immagini etichettate.

Miniaturizzazione e operazioni di aggancio UUV

Le piccole aree di SAS (SWaP) hanno storicamente limitato la sua distribuzione a più grandi AUV o a rimorchio.

Elaborazione dei segnali migliorata per una maggiore gamma e risoluzione

Oltre l'AI, le scoperte algoritmiche promettono di estendere le prestazioni SAS. Interferometrico SAS utilizza due ricevitori separati verticalmente per misurare non solo l'intensità del backscatter ma anche la mimetizzazione, creando immagini 3D di oggetti. Questo è prezioso per identificare le miniere parzialmente sepolte o gli alberi che protrudono solo pochi metri sopra il fondo.

Implicazioni per la strategia navale e la tattica submarine

La maturazione della SAS cambierà fondamentalmente come i sottomarini conducono la sorveglianza e come le navi pianificano le operazioni. I benefici sono tripli: maggiore stealth, maggiore consapevolezza dello spazio di battaglia e nuove tattiche per dominare il dominio sottomarini.

Maggiore stabilità e sorveglianza in piedi

I sommergibili e attivi spesso costringono un sottomarino a rivelare la sua presenza, sia emettendo un ping rilevabile o avvicinandosi abbastanza per l'avversario a sentire il suo rumore di macchinari. SAS, particolarmente quando usato in una modalità "sperante" a bassa potenza o su un AUV silenzioso, permette a un sottomarino di rimanere in profondità e tranquillo, mentre un proxy non guidato raccoglie immagini dettagliate di una zona bassa e bassa.

Migliorata la consapevolezza della battaglia per la guerra anti-submarine

In ASW, la sfida più grande è trovare un sottomarino silenzioso e profondo. SAS non può rilevare direttamente un sottomarino che sta operando fuori dal fondo perché il sonar “guarda” giù al fondo del mare, non fino alla colonna dell'acqua. Tuttavia, può rilevare i segni residuali avanzati ] di attività sottomarini: sedimenti recentemente disturbati, pianti disorizzazione acuffiamenti acustici, o ancora.

Nuovi Tattici per operazioni offensive

Le navi stanno anche cercando di utilizzare SAS per usi offensivi: mappatura di precisione per operazioni di sbarco, posizionamento di sonobuoy o reti antisottomarine, e anche localizzazione di cavi sottomarini (sia per la tapping che per il taglio).Un sottomarino che trasportava le mini-AUVs equipaggiate SAS potrebbe mappare un intero approccio portuale in un unico passaggio, identificando punti ottimali per l'inserimento di piccole imbarcazioni o sabotaggio.

Sfide e considerazioni

Nonostante la promessa, molti ostacoli tecnici e operativi rimangono prima che la SAS diventi onnipresente nella sorveglianza sottomarina.

Contromisure e Adattamento avversario

Come con qualsiasi tecnologia di rilevamento, gli avversari svilupperanno contromisure. L’inceppamento acustico che interferisce con la lavorazione coerente di SAS è possibile trasmettendo il rumore abbinato alla presunta lunghezza di apertura. “Spoofing” potrebbe coinvolgere la posa di decoy che imitano la firma SAS di vere miniere o sottomarini.

Costi e risorse

Lo sviluppo e il campo dei sistemi SAS avanzati è costoso. Un singolo carico di pagamento SAS ad alta risoluzione può costare milioni di dollari, e l'integrazione sui sottomarini (che può richiedere modifiche di scafo per il lancio e il recupero di UUV) aggiunge al peso. Navies deve prioritizzare SAS spesa contro altri sensori e munizioni. Inoltre, il processo di formazione per gli operatori sontuosi e gli analisti deve adattarsi: interpretare immagini SAS di artefatti richiede nuove competenze sintetiche

Gestione e comunicazione dei dati

L'alta risoluzione di SAS genera enormi volumi di dati, i gigabyte all'ora. Trasmettere questo su modem acustici sottomarini (con percentuali tipiche di 100 kbps al meglio) è impossibile per le immagini crude. Quindi, i sistemi futuri si affidano a elaborazione on-board e compressione. L'elaborazione di bordi con piccoli e potenti algoritmi compressi sta diventando fattibile, ma il consumo energetico rimane un fattore limitante per i processi UUVs a batteria.

Conclusioni

Il futuro dell'apertura sintetica sonar nella sorveglianza sottomarina non è solo un passo incrementale — è un cambiamento di paradigma che permetterà alle forze navali di vedere il campo di battaglia sottomarina con chiarezza senza precedenti. Dai complessi litri del Mar Cinese meridionale alle gelide profondità dell'Artico, SAS fornirà il persistente, ad alta risoluzione di ricognizione che i comandanti devono mantenere il dominio sottomarini.