Впервые Королевский военно-морской флот Великобритании представил функциональность распределённой военной радиолокационной сети, отказавшись от использования глобальных навигационных спутниковых систем GNSS. Для синхронизации работы радиолокационных комплексов были применены компактные квантовые атомные часы Aqlock, разработанные британской компанией Aquark Technologies.

Глобальные навигационные системы GNSS играют ключевую роль в современной военной инфраструктуре, обеспечивая не только возможности навигации, но и точную синхронизацию различных систем. Данные технологии также широко применяются в авиационной отрасли, судоходстве и финансовом секторе. Тем не менее, спутниковая навигация подвержена воздействию помех и имитации сигналов, что делает её уязвимой; сбой или нарушение работы во время боевых действий может затронуть значительное количество систем.

Согласно оценкам британского правительства, непрерывный 24-часовой сбой в работе GNSS способен вызывать экономические потери в размере приблизительно 1,42 млрд фунтов стерлингов, что эквивалентно примерно 1,92 млрд долларов США, ежедневно. Для военных систем эта проблема представляет собой ещё большую сложность: распределённые радиолокационные комплексы должны сохранять способность к совместной работе даже при потере спутниковой синхронизации.

В стандартных системах решение этой задачи обычно возлагается на сервер точного времени, который транслирует информацию о текущем времени всем подключённым системам и обеспечивает их синхронизацию. В условиях отсутствия GNSS для выполнения этой функции требуется независимый источник высокоточного времени, в качестве которого в ходе испытаний выступили атомные часы Aquark Technologies.

Компания Aquark Technologies, базирующаяся в Саутгемптоне, представила компактные атомные часы под названием Aqlock. В их конструкции используется технология лазерного охлаждения атомов: атомы доводят до температур, практически равных абсолютному нулю, и затем изменения в их состоянии применяются для создания высокоточного эталона частоты. Данный метод позволяет создавать небольшие по размеру атомные часы, которые можно интегрировать на мобильные платформы.

Ранее Aquark Technologies проводила испытания этой технологии на различных платформах, включая наземные комплексы, надводные суда и беспилотные летательные аппараты. В рамках предыдущего партнерства с Королевским военно-морским флотом работа атомных часов была проверена в реальных морских условиях на борту корабля HMS Pursuer.

В новых испытаниях приняла участие компания Saab UK, специализирующаяся на производстве радиолокационных комплексов Giraffe 1X. Эксперимент осуществлялся на исследовательском судне Королевского военно-морского флота XV Patrick Blackett, предназначенном для тестирования инновационных технологий.

Компания Aquark разместила два квантовых атомных часа Aqlock в географически разнесенных друг от друга точках. Система потребовала менее тридцати минут для достижения приемлемого уровня синхронизации. После этого радиолокатор Giraffe 1X, расположенный на Портсдаун-Хилл, получил данные о точном времени от атомных часов, вместо информации, обычно получаемой через GNSS.

Проведенные эксперименты подтвердили возможность создания общей картины воздушного пространства с использованием двух функционирующих радиолокационных комплексов, осуществляющих синхронизацию посредством Aqlock. Данная особенность приобретает особое значение для распределённых радиолокационных систем, где критически важна точная корреляция данных, получаемых от различных радаров.

В ходе испытаний исследователи дополнительно имитировали сбои в синхронизации, преднамеренно искажая временные метки для оценки способности операторов выявлять подобные действия. Специалисты радиолокационной системы зафиксировали внесенные изменения, что продемонстрировало способность обеспечивать контроль целостности временной информации даже при неисправностях или сбоях в работе спутниковой навигации.

Для формирования объединённой воздушной картины из данных нескольких радиолокаторов требуется высокая точность синхронизации. Расхождения во временных метках могут привести к ошибочному определению местоположения и траектории объектов, а также к некорректному сопоставлению информации, поступающей от разных источников.

Представители Aquark Technologies охарактеризовали испытания как значимый этап в развитии британских квантовых технологий и первый задокументированный случай применения разработанных в Великобритании атомных часов для решения задачи военного назначения. По заявлению руководителя направления точного времени компании Мэтью Олдоса, это стало первым опытом развёртывания двух британских систем на основе холодных атомов для практического решения оборонной задачи.

Изучение опыта проведения экспериментов представляется важным для Великобритании не только с технологической, но и с точки зрения обеспечения независимости. Поскольку военные системы страны в значительной степени зависят от зарубежной спутниковой инфраструктуры, разработка собственных источников точного времени может повысить устойчивость в случае подавления или невозможности использования GNSS.

Проведенные испытания продемонстрировали возможность применения миниатюрных атомных часов в качестве автономного источника синхронизации для распределенных радиолокационных сетей. В будущем данная технология потенциально позволит им функционировать совместно даже при отсутствии спутниковой навигации и сопутствующих сервисов, либо в случае их преднамеренного вывода из строя.