Вид зондирующего сигнала, требовавшаяся большая дальность действия ГСН, взаимодействие РПЦ и ракеты (в том числе стартовой позиции) определили основные характеристики и построение аппаратуры РПЦ.

При получении целеуказания от КП системы и выставки антенного поста в направлении на цель по азимуту РПЦ осуществлял обнаружение цели в секторе допоиска с помощью механического перемещения антенной системы. После обнаружения цели на экранах индикаторов производился ее перевод на автоматическое сопровождение по угловым координатам, скорости и дальности после предварительного определения истинной дальности до цели. Системы обработки сигнала в приемнике и следящие системы сопровождения имели аналоговое исполнение. Так, разрешение (селекция) целей по дальности и скорости осуществлялось путем переработки эхо-сигналов соответствующим образом ФК-манипулированным гетеродином с последующей фильтрацией результатов этой обработки при помощи узкополосных кварцевых фильтров. В системе впервые в практике создания систем ПВО в РПЦ и КП системы было решено применить ЦВМ, выполненной на полупроводниковых элементах. Для ускорения разработки КБ-1 решило исключить из состава системы единую цифровую машину, создаваемую собственными силами. Вместо нее было предложено в состав каждого РПЦ включить уже разработанную для авиации БЦВМ «Пламя». Конструкторы КБ-1 доработали БЦВМ, и впоследствии все три ее модернизации — «Пламя-К», «Пламя-КМ» и «Пламя-КВ» в системе С-200В — хорошо показали себя в эксплуатации.

С применением ЦВМ А. А. Расплетиным впервые заложен основополагающий принцип использования цифровой вычислительной машины в качестве важнейшего структурного элемента современной системы ПВО.

На ЦВМ возлагались задачи обмена с КП координатной информацией по целям, пуска ракет и т. д.

С декабря 1961 года начался основной этап работ, связанных с вводом и отработкой боевых программ, в основном в полигонных условиях. Здесь главным действующим лицом стала группа математиков-программистов, которой руководил К. П. Князятов. Программное обеспечение при ничтожно малой оперативной памяти ЦВМ «Пламя-К» позволяло решать задачи наведения и управления стрельбовым каналом системы С-200.

Передача ГСН информации от РПЦ для поражения целей обеспечивалась соответствующей процедурой и включала в себя:

передачу на стартовую позицию всей координатной информации по цели;

подстройку СВЧ-гетеродина ГСН под несущую частоту РПЦ;

установку антенн ГСН в направлении на цель, а систем автоматического сопровождения по дальности и скорости — на дальность и скорость цели;

перевод ГСН на автоматическое сопровождение цели по угловым координатам и дальности и скорости при достижении эхо-сигналов цели в приемнике ГСН достаточного уровня.

Старт ракеты осуществлялся по команде от РПЦ уже при автоматическом сопровождении цели ГСН.

Для системы большой дальности важно иметь информацию о полете ракеты к цели, который может длиться несколько минут. По результатам контроля можно сделать вывод о нормальном функционировании ракеты или ее отказе. В последнем случае необходим пуск дополнительной ракеты. В новой системе с самонаводящимися на цель ракетами, не требующей для выполнения боевой задачи сопровождения ракет, для контроля их полета была введена дополнительная радиолиния связи «ракета- РПЦ» с передатчиком малой мощности на ракете и простейшим приемником с широкоугольной антенной в РПЦ. В случае отказа или неправильного функционирования ракеты эта радиолиния прекращала работу.

Проверка основных принципов построения системы и ее характеристик была проведена на макетных средствах системы (РПЦ, пусковая установка, стартовая аппаратура), созданных в конце 1960 года.

В ходе испытаний системы С-200 были разработаны методики и проведены уникальные эксперименты по оценке развязок между РПЦ и ГСН в рабочем диапазоне частот на боевой позиции системы, были предложены оптимальные способы выбора цели для автоматического сопровождения, проведены первые удачные эксперименты по высотной крылатой мишени «КРМ» и в условиях шумовых помех

В процессе облетов РПЦ по КРМ было установлено, что после набора высоты 22–25 тысяч метров при отсеке маршевого двигателя ракеты происходил срыв автосопровождения РПЦ и ГСН по скорости. Как оказалось, причиной этого было отсутствие запасов устойчивости системы сопровождения по скорости на изменение ускорения цели (до 20 g/сек). Проведенные доработки исключили срывы автосопровождения цели РПЦ и ГСН по скорости.

Успешное завершение испытаний наземных средств дало зеленый свет их серийному изготовлению. Средства первого серийного образца ЗРК были поставлены с заводов непосредственно на полигон. Вместе с опытным образцом и КП системы они составили двухканальную систему С-200.

Основным недостатком первой ГСН была плохая виброустойчивость ее СВЧ-гетеродина. Из-за этого в приемнике ГСН создавались ложные сигналы, нарушающие автосопровождение цели.

По несовершенной документации изготовление головок на серийном рязанском заводе шло с трудом и в недостаточном количестве. В 31 пуске, выполненном с июля 1961 года по октябрь 1962-го, головками были укомплектованы только 14 ракет. В условиях дефицита головок отработка самонаведения зенитных ракет проводилась с использованием парашютных мишеней, забрасываемых на необходимую высоту метеорологическими ракетами. К парашюту подвешивался специальный комплексный имитатор цели (КИЦ), переизлучавший зондирующий его сигнал со сдвигом по частоте на «доплеровскую» составляющую. Кроме того, было проведено три пуска (в июле — августе) в режиме самонаведения ЗУР на цель: два пуска по КИЦам и один — по самолету-мишени Як-25. Во всех пусках система самонаведения сработала нормально: все мишени были поражены.

В одном из пусков по КИЦу было зафиксировано прямое попадание ракеты в мишень. И тем не менее количество ГСН было явно недостаточно, а уровень отработки ГСН не позволял изготавливать их в нужном для испытаний количестве. Положение с головкой становилось критическим. В этой ситуации Расплетин решил объединить СКВ Высоцкого с ОКБ Бункина и бросить все силы на создание новой ГСН. Удивляло принятое Расплетиным решение ликвидировать отдельное подразделение Высоцкого и заменить руководство разработкой ГСН. Чего стоило Расплетину и Высоцкому, товарищам по работе и давним друзьям, принять такое решение! Высоцкий не стал участвовать в дальнейших работах по ГСН. Решив заняться другими задачами, он в июле 1963 года ушел из КБ-1.

По результатам анализа схемного и конструктивного построения существующей ГСН было предложено разработать новую ГСН и скомпоновать ее из четырех функционально законченных блоков с минимумом связей между ними. Такое построение ГСН позволяло наиболее качественно провести их разработку и испытания и тем самым обеспечить высокие характеристики ГСН в целом. Оно позволяло обеспечить рациональное массовое серийное изготовление укрупненных блоков на специализированном производстве.

Проблема виброустойчивости СВЧ-гетеродина была решена существенным изменением схемы гетеродина — исключением электромеханической подстройки под сигнал РПЦ и соответствующей ее заменой на подстройку с помощью вновь введенного перестраиваемого генератора на промежуточной частоте. Кроме того, удалось создать жесткую конструкцию блока СВЧ-гетеродина и с помощью специально разработанных амортизаторов сместить собственную резонансную частоту блока в область частот, где вибрации на вибрирующей в полете ракете были минимальными. По иному была решена задача виброусточивости генератора подстройки СВЧ-гетеродина и генератора системы слежения цели по скорости. В то время, в эпоху радиоламповой техники, перестраиваемые генераторы для бортовой аппаратуры создавались на специальных миниатюрных радиолампах. Именно вибрация внутренних элементов конструкции радиолампы и была причиной паразитной частотной модуляции сигнала, которую необходимо было нейтрализовать. Были испытаны десятки различных схем генераторов, пока не нашли ту, в которой влияние элементов конструкции радиолампы при вибрациях было сведено к минимуму. Испытания полностью подтвердили правильность предложенного решения.