Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Результаты первичной обработки информации в виде отметок целей за один обзор (после обнаружения и измерения координат), а также и прокладываемые по ним траектории целей оказываются либо истинными, либо ложными. Это объясняется погрешностями оценки координат, неточностью предсказания перемещения цели (экстраполяции), наличием шумов и помех и сложностью траектории цели. Таким образом, обнаружение и сопровождение траекторий - статистическая задача и для ее оптимального решения могут использоваться те же критерии, что для обнаружения сигналов и оценки их параметров, изложенные в и 9. Качественными показателями при сопровождении траекторий могут служить вероятности обнаружения истинной и ложной траекторий, среднее время обнаружения истинной и ложной траекторий и среднее число передаваемых на сопровождение ложных траекторий. Если появилась отметка в некоторой точке зоны обзора РЛС (рис. 15.1), то необходимо принять ее за исходную отметку траектории новой цели. При известных минимальной и максимальной скоростях движения цели можно очертить предполагаемые границы области, в которой может находиться отметка цели в следующем обзоре. Эти границы условно представляются в виде двух окружностей: меньшей с радиусом и большей с радиусом Операция формирования областей называется апробированием, а сами области - стробами. Физический строб формируется селекторным импульсом и азимутальным стробом (шириной Математический строб может быть любой формы (на рис. 15.1 - круг). В строб может попасть не одна, а несколько отметок. Каждую из них можно принять за начало траектории. По двум отметкам в стробе за два последовательных обзора можно вычислить скорость и направление движения каждой из целей и рассчитать положение отметки на следующий (третий) обзор.

Если расстояние между первой и второй отметками то среднюю скорость можно определить из соотношения новое положение отметки экстраполировать по формуле

Операция расчета начальных значений параметров (скорости, направления движения) называется оценкой этих значений, а операция расчета возможного положения отметки на следующий обзор - экстраполяцией (предсказанием).

Вокруг экстраполированных отметок (на рис. 15.1 обозначены пустыми кружками) вновь образуются круговые стробы размеры которых определяют, исходя из возможных ошибок предсказания и формирования отметок. При сопровождении траектории маневрирующего объекта размеры стробов следует рассчитывать с учетом сложности возможного маневра цели. Если в какой-либо строб 53 в третьем обзоре попала отметка (зачерненный кружок), то она считается принадлежащей обнаруживаемой траектории и эта траектория продолжается. При попадании отметок в к стробов подряд принимается решение об обнаружении траектории и она передается на сопровождение (критерий к из гл. 3).

Таким образом, в процессе обнаружения траектории выполняются операции стробирования, проверка критерия обнаружения, оценка начальных значений параметров траектории и экстраполяция параметров траектории.

Обнаружение отметок в стробах, а также оценка начальных значений параметров траектории иногда называется завязкой траектории.

Непрерывное отнесение вновь полученных отметок к прокладываемой траектории и уточнение параметров движения называют сопровождением траектории.

Рассмотрим принцип сопровождения траектории цели при вторичной обработке информации обзорной двухкоординатной РЛС. По отметкам, полученным в трех обзорах подряд, принято решение об обнаружении траектории и она передана на сопровождение ( Первая операция, подлежащая выполнению в процессе сопровождения, состоит в уточнении параметров траектории по всем координатам, измеренным в процессе обнаружения траектории. Второй операцией является сглаживания траектории и экстраполяция параметров на следующий обзор.

Выделим теперь в зоне обзора некоторую круговую стробируемую область с центром, совпадающим с экстраполированной точкой. При известных статистических характеристиках ошибок экстраполяции и измерения координат можно определить вероятность попадания новой отметки в строб сопровождения или, задавшись вероятностью попадания в строб, можно рассчитать размеры строба. Если они выбраны так, что вероятность попадания в строб истинной отметки велика, то отметку, попавшую в строб, следует считать принадлежащей данной траектории а отметки за пределами строба - ложными или принадлежащими другим траекториям.

Однако в строб сопровождения может попасть не одна, а несколько отметок, в том числе и ложных (см. строб на рис. 15.1). Из них нужно выбрать только одну отметку для продолжения траектории.

Может возникнуть и такая ситуация, когда в стробе не оказывается ни одной отметки, например, в стробе на рис. 15.1. В этом случае целесообразно принять точку экстраполяции за истинную отметку и считать ее продолжением траектории.

Таким образом, в процессе автосопровождения цели выполняются следующие операции: оценка параметров траектории цели; экстраполяция параметров траектории на следующий обзор или несколько обзоров; формирование нового строба, в котором с некоторой вероятностью ожидается появление новой отметки; селекция отметок в стробе с целью выбора одной из них для продолжения траектории.

Проведенный анализ показывает, что в процессе обнаружения и автоматического сопровождения траектории цели выполняются операции расчетов траекторий, с помощью которых производятся вычислительные операции точной оценки и экстраполяции параметров траектории на значительные временные интервалы (так называемые траекторные расчеты).

Опустив из точки К 0 перпендикуляр на линию К r , получим позицию M " 3 , соответствующую кратчайшему расстоянию между кораблями.

4. Определение момента, когда пеленг изменяется на заданную величину q.

Для решения этой задачи нужно отложить от начального пеленга заданный угол q и провести прямую до пересечения с линией К r . В точке пересечения М " 4 и будет находиться позиция, пеленг из которой на объект маневра равен (П 0 + q).

5. Определение дистанции и времени, когда один из кораблей пересечет курс другого.

Проведя из точки К 0 линии курсов К м и К к до пересечения с линией К r , найдем позицию М " 5 , в которой корабль М пересечет курс корабля К на расстоянии К 0 М " 5 и позицию М " 8 , в которой корабль К пересечет курс корабля М по корме на расстоянии К 0 М " 8 .

6. Расчет позиции маневрирующего корабля, в которой он будет находиться на заданном курсовом угле q кз относительно объекта маневра.

Отложив от вектора скорости объекта маневра заданный курсовой угол q кз, проведем линию до пересечения с линией относительного курса К r и получим позицию М " 6 , соответствующую поставленному условию.

7. Расчет позиции, в которой курсовой угол на объект маневра равен заданной величине q мз.

Через позицию К 0 проведем прямую под углом К м + q м ± 180° к меридиану. В пересечении этой линии с относительным курсом К r находим позицию М " 7 , соответствующую заданному условию. Время маневра для любой из перечисленных задач легко определить, разделив соответствующий отрезок перемещения S r на относительную скорость, то есть t = S r / V r .

Чтобы определить взаимное положение кораблей через заданный промежуток времени, необходимо рассчитать относительное перемещение корабля за это время S r = V r t нанести относительную позицию и снять необходимые элементы позиции.

Предвычисление взаимного положения можно производить с помощью элементов маневрирования, пользуясь формулами (4.21).

4.7 Определение элементов движения цели и оценка точности их определения

4.7.1 Общие положения

Целью называют любой корабль или объект, обнаруженный в море визуально или с помощью технических средств.

Для правильной оценки обстановки и принятия решения на применение оружия, уклонение от противника или расхождение необходимо знать кроме координат обнаруженной цели ее курс и скорость.

Для определения элементов движения цели (ЭДЦ) необходимо знать минимум четыре параметра, являющиеся функцией координат и вектора скорости цели. Такими параметрами могут быть два пеленга и две дистанции, четыре пеленга и т. п., взятые при определенных условиях.

На кораблях курс и скорость цели можно автоматически определить с помощью специальных приборов или графическим способом вручную. Наиболее распространенным, дающим достаточно надежные результаты является графический способ определения ЭДЦ по пеленгам и дистанциям.

4.7.2 Определение ЭДЦ на навигационной карте

Способ заключается в нанесении на карту мест цели, по которым находят ее курс и скорость. На карте на момент измерения пеленга на цель и дистанции до нее записывается время и наносится счислимое место своего корабля К 0 (рис. 4.6). Из счислимого места по пеленгу обнаружения П 0 и дистанции D 0 наносится место цели (точка М 0).

Очередные измерения пеленга и дистанции позволяют определить последующие места цели М 1 , М 2 , М 3 и т.д. на момент времени T 1 , Т 2 , Т 3 и т. д. Соединив точки М 0 , М 1 , М 2 ..., М n , получим прямую М 0 М n , которая представляет собой перемещение S м цели за время наблюдений t = Т n - Т 0 . Направление этой линии относительно северной части линии истинного меридиана есть курс цели. Скорость цели определяется по формуле V м = S м / t .

К достоинствам такого способа определения можно отнести наглядность перемещения кораблей относительно друг друга и относительно навигационной обстановки, возможность оценки изменения тактических условий в результате выполнения маневра относительно цели, к недостаткам-трудоемкость.

4.7.3 Определение ЭДЦ на маневренном планшете

Сущность способа заключается в нанесении на планшет относительных позиций по измеренным пеленгам на цель и дистанциям до нее и в последовательном решении треугольников позиций и скоростей.

На маневренном планшете задачу удобнее решать, принимая неподвижным в центре планшета свой корабль. В данном случае он является объектом маневра и обозначается К .

Для построения треугольника позиций по измеренным пеленгам П 0 , П 1 , ..., П n и дистанциям D 0 , D 1 , ..., D n (рис. 4.7) наносятся относительные позиции маневрирующего корабля (цели) М 0 , М " 1 , …, М " n и соединяются прямой линией. Вектор M 0 M " n представляет собой вектор относительного перемещения цели S r .

Для определения курса и скорости цели при точке К 0 строится треугольник скоростей. По курсу объекта маневра (своего корабля) К к откладывается вектор скорости V к и из его конца параллельно вектору S r и в том же направлении проводится вектор V r , величина которого определяется по формуле

V r = S r / t ,

где t - промежуток времени между первым и последним замерами.

Направление вектора V м, соединяющего центр планшета с концом вектора V r , снимается с внешней шкалы маневренного планшета и является искомым курсом цели К м. Скорость цели определяется по длине вектора V м (с учетом масштаба построений треугольника скоростей).

Точность курса и скорости цели, определяемых графически по двум или более замерам пеленгов и дистанций, зависит от точности измерения пеленгов и дистанций и точности графических построений.

Ошибки измерений зависят от технических характеристик средства, с помощью которого производятся измерения, а также от практических навыков оператора. Точность измерения пеленгов и дистанций каждым техническим средством рассчитывают для каждого оператора по результатам тренировок.

Ошибки графики зависят от масштаба карты (маневренного планшета) и точности графических построений.

При расчете ЭДЦ графическим способом на маневренном планшете эти ошибки, как показывают практические исследования, находятся в пределах: m П. граф = 0,1° ÷ 0,3°; m D граф = 0,2÷ 0,4 каб.

Использование: в автоматизированных цифровых системах обнаружения и обработки радиолокационной информации. Сущность изобретения: в дискретном радиолокационном измерении координат воздушной цели, сглаживании текущих параметров траектории цели с изменением коэффициентов усиления фильтра в зависимости от накопленной вероятности маневра. Новым является установка коэффициентов усиления фильтра в момент вхождения цели в зону возможного маневра в зависимости от накопленной вероятности маневра. Повышение точности сопровождения достигается за счет компенсации динамической составляющей ошибки сопровождения, обусловленной маневром цели. 3 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в автоматизированных цифровых системах обнаружения и обработки радиолокационной информации. Известны способы и устройства сопровождения маневрирующей воздушной цели, основанные на дискретных радиолокационных измерениях координат и текущей оценке (сглаживание и экстраполяции) параметров ее траектории (координат и скоростей их изменения) В предположении, что за время наблюдения цель совершит только один преднамеренный маневр большой интенсивности, при обнаружении маневра память рекуpрентного сглаживающего фильтра минимизируют. В этом случае, хотя динамическая ошибка сглаживания, обусловленная несоответствием гипотезы о степени полинома, описывающего истинную траекторию маневрирующей цели, линейной гипотезе ее движения, компенсируется, случайная составляющая ошибки сглаживания приобретает максимальное для данной точности измерения координат значение, и суммарная ошибка возрастает. Из известных способов сопровождения маневрирующей воздушной цели наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, при котором маневр выявляют на основе анализа величины отклонения текущих значений параметров сопровождаемой траектории от их измеренных значений и сравнения этого отклонения с пороговым значением, при выявлении маневра сглаживают параметры траектории с коэффициентами усиления фильтра, равными единице В связи с тем, что при сглаживании параметров траектории учитывается только факт наличия маневра, погрешности сглаживания при таком способе сохраняются достаточно большими. Целью изобретения является повышение точности сопровождения низколетящей маневрирующей воздушной цели. Это достигается тем, что при способе сопровождения низколетящей маневрирующей воздушной цели, основанном на дискретном радиолокационном измерении координат и сглаживании параметров траектории цели с помощью - фильтра, на участках прямолинейного движения с коэффициентами усиления фильтра, обусловленными шумом состояния цели, которые определяют из соотношений по пеленгу , по скорости изменения пеленга , и изменении коэффициентов усиления фильтра на участках маневра цели, в момент вхождения на участок траектории, на котором по априорной информации о траекторных особенностях возможен маневр, сглаживают сигнал пеленга цели с коэффициентами усиления фильтра, установленными в соответствии с накопленной вероятностью маневра сопровождаемой цели: Р n = 1/(N-n+1), где N количество измерений на участке возможного маневра и n номер цикла сглаживания на участке возможного маневра, из соотношений по пеленгу (p n) + -1 (1) по скорости изменения пеленга (P n) - , где a + 2 (2) r (3) где дисперсия ошибок измерения пеленга; a- максимальное ускорение цели по пеленгу на маневре; Р ом вероятность правильного обнаружения маневра; Т о период обзора РЛС, а в момент обнаружения маневра цели сигнал пеленга однократно сглаживают с коэффициентами усиления фильтра и , из соотношения (1) и (2) со значением r из соотношения r (4) где Р лом вероятность ложного обнаружения маневра, а на последующих циклах сглаживания параметры траектории цели сглаживают с коэффициентами усиления фильтра, которые определяют из соотношений
где
(n) (n)
n= int
m и m коэффициенты усиления фильтра в момент обнаружения маневра цели. Известные способы сопровождения низколетящей маневрирующей воздушной цели не имеют признаков, сходных с признаками, отличающими предложенный способ от прототипа. Наличие вновь введенной последовательности действий позволяет повысить точность сопровождения за счет априорной информации о траектории сопровождения воздушной цели и минимизировать в связи с этим ошибки сопровождения, возникающие с пропуском маневра цели. Следовательно, заявленный способ удовлетворяет критериям "Новизны" и "Изобретательный уровень". Возможность достижения положительного эффекта от предлагаемого способа с вновь введенными признаками, обусловлена компенсацией влияния динамической ошибки экстраполяции пеленга, определяемой маневром цели, пропущенным обнаружителем маневра, путем изменения коэффициентов усиления фильтра в соответствии с накопленной вероятностью маневра. На фиг. 1 приведена схема маневрирования цели; на фиг. 2 графики, иллюстрирующие эффективность предложенного способа; на фиг. 3 приведена электрическая структурная схема устройства, для осуществления предложенного способа. Поскольку любая внезапно появившаяся и обнаруженная, например, на корабле-носителе РЛС, низколетящая скоростная воздушная цель будет классифицирована как атакующая, правомерно предположить, что эта цель с высокой вероятностью повернет на корабль, выполняя маневр самонаведения. Другими словами, низколетящая скоростная воздушная цель для поражения корабля в определенный момент времени должна выполнить маневр, в результате которого курсовой параметр цели относительно корабля должен стать равным нулю. В связи с этим предположение об обязательном маневре цели является принципиально обоснованным. В дальнейшем будем рассматривать в качестве воздушной цели противокорабельную крылатую ракету (пкр), выполняющую маневр самонаведения. Способ основан на использовании траекторных особенностей пкр на конечном участке траектории. Траектория пкр (см. фиг. 1) на дистанции от объекта поражения менее 30 км включает в себя три характерных участка траектории: прямолинейный участок до начала выполнения маневра самонаведения пкр; участок возможного маневра самонаведения; прямолинейный участок траектории после завершения маневра самонаведения. Известно, что маневр самонаведения пкр, например, типа "Гарпун", выполняется на дистанциях от корабля-цели 5, 3,20,2 км. Можно предположить, что на дистанциях больше 20,2 км вероятность маневра близка к нулю, и необходимость ограничения коэффициентов усиления фильтра обусловлена только наличием шума состояния цели. При отсутствии априорных данных о применяемом противником способе стрельбы пкр в данной конкретной тактической ситуации, есть основания предполагать, что начало маневра самонаведения равновероятно в любой момент времени при нахождении пкр в интервале удалений от корабля D min 5,3 км и D max 20,2 км. Ракета преодолевает указанный интервал дальности за
t 1 = 50 c где V 290 м/с скорость полета пкр. Следовательно, можно предполагать, что за время нахождения пкр на удалении от корабля, позволяющем ей начать маневр самонаведения, будет произведено N N +1 + 1 измерений ее координат. Поскольку маневр с равной вероятностью может начаться на любом межобзорном интервале, вероятность события, состоящего в начале маневра на n-м (n 1, 2,) интервале априорно равна
P
Если на (n-1)-м измерении координат начало маневра не обнаружено, то накопленная вероятность маневра на n-м измерении определяется соотношением
P=
Зависимость дисперсии ускорения пкр на маневре от накопленной вероятности может быть выражена следующим образом:
2 a = (1+4P n)(1-P ом) (5) где a максимальное ускорение пкр по пеленгу на маневре (3.5g);
Р ом вероятность правильного обнаружения маневра. Зная дисперсию ускорения пкр ( a), а также полагая известными значения ошибок измерения пеленга , можно рассчитать оптимальные для текущих соотношений дисперсии ошибок измерений координат, возмущающего пеленг ускорения и период обзора РЛС значения коэффициентов усиления фильтра: по пеленгу
(P n) (6) по скорости изменения пеленга (P n) где o 2 дисперсия ошибок оценивания пеленга;
дисперсия ошибок измерения пеленга;
R о коэффициент корреляции ошибок оценивания пеленга и скорости его изменения. Значения o и R о определены следующими соотношениями
2 o = + -1
R o = (7)
Подставляя в соотношение (7) соотношения (2) и (3) получаем дисперсию ошибок оценивания пеленга и коэффициента корреляции ошибок оценивания пеленга и скорости его изменения, и, подставляя в выражение (6), получаем коэффициенты усиления фильтра, определяемые соотношением (1). Очевидно, что по мере приближения пкр с каждым обзором накопленнaя вероятность маневра увеличивается, что вызывает увеличение дисперсии ускорения п кр и соответственно влечет увеличение коэффициентов усиления фильтров и . С обнаружением маневра накопленной вероятности маневра присваивают значение "единица", а дисперсию ускорения пкр вычисляют следующим образом:
= a 2 (1-P лом) (8) где Р лом вероятность ложного обнаружения маневра. При этом r вычисляют из соотношения (4), коэффициенты усиления фильтра приобретают максимальное значение. Учитывая кратковременность маневра пкр (1. 3 с), достаточно одного сглаживания с увеличенными коэффициентами усиления (это подтверждают результаты имитационного моделирования). Процедура оценивания вероятности маневра выполняется в промежутке дальности от 20,2 до 5,3 км. После обнаружения маневра коэффициентам усиления фильтра по пеленгу присваивают значения, обусловленные только шумом состояния цели, коэффициенты усиления по дальности в течении всего времени сопровождения остаются постоянными, и их значения выбирают в соответствии с шумом состояния цели. На фиг. 3 приведено устройство автоматического сопровождения маневрирующей воздушной цели, реализующее предлагаемый способ. Оно содержит датчик измеренных координат 1, блок сглаживания 2, блок экстраполяции 3, первый блок задержки 4, блок памяти 5, блок обнаружения маневра 6, блок сравнения 7, второй блок задержки 8, блок 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра. Устройство автоматического сопровождения маневрирующей воздушной цели состоит из последовательно соединенных датчика 1 измеренных координат, вход которого является входом устройства, выход датчика 1 измеренных координат соединен с 1-м входом блока 2 сглаживания и с 1-м входом блока 6 обнаружения маневра, выход блока 2 сглаживания соединен с входом блока 3 экстраполяции, 1-й выход блока 3 экстраполяции соединен с входом блока 7 сравнения и через блок 4 задержки с 4-м входом блока 2 сглаживания и с 2-м входом блока 6 обнаружения маневра, 2-й выход блока 3 экстраполяции является выходом устройства, выход блока 6 обнаружения маневра соединен с 2-м входом блока 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра и через блок 8 задержки со 2-м входом блока 5 памяти и с 3-м входом блока 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра, выход блока 7 сравнения соединен с 1-м входом блока 5 памяти и 1-м входом блока 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра, выход блока 5 памяти соединен с 2-м входом блока 2 сглаживания, выход блока 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра соединен с 3-м входом блока 2 сглаживания. Устройство работает следующим образом. Видеосигнал текущего n-го цикла измерения координат сопровождаемой цели с выхода приемного устройства поступает на вход устройства сопровождения и соответственно на датчик 1 измеренных координат. Датчик 1 измеренных координат производит преобразование видеосигнала из аналогового в цифровой вид, выделяет полезный сигнал и измеряет значения координат: пеленга (П n) и дальности (D n). Датчик 1 измеренных координат может быть реализован по одной из известных схем автоматического обнаружителя воздушных целей. Значения измеренных координат цели (П n и D n) в виде сигнальных кодов подают на 1-й вход блока 2 сглаживания, который реализует следующим образом операцию обработки координат: при n 1 текущая оценка координат цели равна
= M n , где M n = П n , D при n 2 текущая оценка параметров траектории цели равна
= M n , V= (M n-1 -M n)/T o где Т о период обзора РЛС; при n>2 текущая оценка параметров траектории цели равна
= +(M)
= +(M)/T где и весовые коэффициенты (коэффициенты усиления фильтра);
и экстраполированные на один обзор оценки координат и скорости их изменения. С блока 2 сглаженные значения координат и скорости их изменения подают на вход блока 3 экстраполяции. Блок 3 экстраполяции осуществляет формирование экстраполированных на заданное время оценок параметров траектории:
= +VT э; = где Т э заданное значение временных интервалов экстраполяции. В данном устройстве Т э Т о, Т э Т цу. При этом экстраполированные на время значения координат с 1-го выхода поступают через блок 4 задержки на 4-й вход блока 2 сглаживания, где их используют для вычисления параметров траектории в следующем цикле, и на 2-й вход блока 6 обнаружения маневра, где их вычитают из измеренных значений пеленга, подаваемых на 1-й вход блока 6 обнаружения маневра из датчика 1 измеренных координат, и полученную разность сравнивают с порогом следующим образом:
П n ->
Значения порога выбирают по соображениям требуемой вероятности ложного обнаружения маневра. С того же выхода экстраполированные координаты поступают на вход блока 7 сравнения, где сравнивают значения экстраполированной дальности с интервалом дальности возможного маневра от 5,3 до 20,2 км. Экстраполированные на время Т э значения координат подают на 2-й выход блока 3 экстраполяции (выход устройства) и используют для формирования и выдачи данных целеуказания потребителей. В блоке 7 сравнения вырабатывается сигнал логической единицы, если значения экстраполированной дальности лежит в интервале возможного манера, который с выхода блока 7 сравнения поступает на 1-й вход блока 5 памяти, запрещая при этом выдачу коэффициентов усиления фильтра в блок 2 сглаживания, в тоже время этот же сигнал поступает на 1-й вход блока 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра и инициирует выдачу коэффициентов усиления в блок 2 сглаживания. Если значения экстраполированной дальности не лежат в пределах интервала дальности возможного маневра, то вырабатывается сигнал логического нуля, запрещающий выдачу коэффициентов усиления из блока 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра и инициирующий выдачу коэффициентов усиления из блока 5 памяти. В блоке 5 памяти хранятся коэффициенты усиления фильтра, значения которых обусловлены шумом состояния цели. В блоке 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра коэффициенты усиления вычисляют в случае прихода сигнала логической единицы и отсутствия сигнала об обнаружении маневра по соотношениям (1), (2) и (3), а в случае прихода сигнала "обнаружен маневр" по соотношениям (1), (2) и (4). В блоке 6 вырабатывается сигнал "обнаружен маневр" и поступает в блок 9 вычисления коэффициентов усиления фильтра, этот же сигнал поступает на блок 8 задержки и задержанный на один период обзора поступает на блоки 5 и 9 памяти и вычисления коэффициентов усиления фильтра. Эффективность предложенного способа оценена методом имитационного моделирования при следующих исходных данных:
Дальность пуска пкр типа "гарпун" 100 км;
Перегрузка пкр на маневре 4 g;
Продолжительность маневра 4 с;
Период обзора РЛС 2с;
Маневр начинается в интервале между 13 и 14 обзорами. На фиг. 2 приведена зависимость нормированной ошибки экстраполяции координаты на один обзор от номера измерения где:
1 предлагаемый способ;
2 известный способ. При осуществлении предлагаемого способа точность экстраполяции координаты увеличивается в два раза.

Формула изобретения

СПОСОБ СОПРОВОЖДЕНИЯ МАНЕВРИРУЮЩЕЙ ВОЗДУШНОЙ ЦЕЛИ, основанный на дискретном радиолокационном измерении координат, сглаживании параметров траектории цели с помощью - -фильтра на участках прямолинейного движения с коэффициентами усилителя фильтра, обусловленными шумом состояния цели, которые определяют из соотношений: по пеленгу

где j текущий цикл сглаживания;
по скорости изменения пеленга

и изменении коэффициентом усиления фильтра на участках маневра цели, отличающийся тем, что в момент вхождения на участок траектории, накотором по априорной информации о траекторных особенностях цели возможен маневр, сглаживают сигнал пеленга цели с коэффицциентами усиления фильтра, установленными в соответствии с накопленной вероятностью маневра сопровождаемой цели,
P n (N n + 1),
где N количество измерений на участке возможного маневра;
n номер цикла сглаживания на участке сглаживания на участке возможного маневра из соотношений по пеленгу (1)

по скорости изменения пеленга (2)



где 2 дисперсия ошибок измерения пеленга;
a максимальное ускорение цели по пеленгу на маневре;
P о. м вероятность правильного обнаружения маневра;
T о период обзора РЛС,
а в момент времени обнаружения маневра цели сигнал пеленга однократно сглаживают с коэффициентами усиления фильтра a и b из соотношений (1) и (2), со значением r из соотношения

где P л. о. м вероятность ложного обнаружения маневра, а на последующих циклах сглаживания параметры траектории сглаживают с коэффициентами усиления фильтра, значения которых соответствуют последующим номерам текущего цикла сглаживания, которые определяют из соотношения





где i 0, 1, 2, номер цикла после обнаружения маневра;
установленная память фильтра, обусловленная шумом состояния цели;
m и m коэффициента усиления фильтра в момент маневра цели.

АЛГОРИТМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И СОПРОВОЖДЕНИЯ ТРАЕКТОРИЙ ЦЕЛЕЙ

ПО ДИСКРЕТНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ

1. Основные этапы и операции вторичной обработки информации

Процесс вторичной обработки радиолокационной информации о каждой цели обычно выполняется в два этапа: обнаружение траекторий целей и слежение за траекториями.,

Автоматическое обнаружение траекторий целей по данным двухкоординатной РЛС в прямоугольной системе координат при равномерном обзоре пространства состоит в следующем (рис. 3.1). Пусть в некоторой точке зоны обзора появилась отметка, не подходящая для продолжения уже существующих траекторий. Эта отметка принимается за начальную отметку траектории новой цели. Если извест-

ны составляющие по осям координат минимальной

и максимальной скорости движения цели, то область , в которой следует искать принадлежащую этой цели вторую отметку в следующем обзоре, можно представить в виде области между двумя прямоугольниками; стороны внутреннего равны , а внешнего -период измерения (обзора). Операция формирования области S; называется стробированием, а сама эта область называется стробом первичного захвата. В строб первичного захвата может попасть не одна, а несколько отметок. Каждую из них следует считать как одно из возможных продолжений предполагаемой траектории (рис. 3.1). По двум отметкам можно вычислить скорость и направление движения каждой из предполагаемых целей, а затем рассчитать возможное положение отметки на следующий (третий) обзор. Операции расчета начальных значений параметров (скорости, направления движения) и экстраполяции положения отметки на следующий обзор реализуются специальным алгоритмом фильтрации (см. гл. 4). Вокруг экстраполированных отметок (на рис.3.1 обозначены треугольниками) образуются прямоугольные стробы , размеры которых определяются теперь исходя из возможны,х ошибок при экстраполяции и измерении координат отметок. Если в какой-либо строб в третьем обзоре попала отметка, то она считается принадлежащей-обнаруживаемой траектории. С учетом координат этой отметки уточняются параметры траектории и строятся новые стробы. После выполнения установленного критерия по числу отметок, попавших в / последовательно образованных стробов, принимается решение об обнару-

жении траектории, и она передается на сопровождение. На рис. 3.1 решение об обнаружении принимается по трем подряд следующим отметкам (критерий ≪3 из 3≫). Таким образом, в процессе обнаружения траектории выполняются следующие операции: стробироваиные и селекция отметок в стробе, проверка критерия обнаружения, оценка значений параметров траектории и экстраполяция этих параметров.

Слежение за траекторией цели состоит в последовательной от измерения к измерению привязке к ней вновь полученных отметок и уточнении ее параметров. При автоматическом слежении за траекторией, которое называется автосопровождением, выполняются следующие операции:

уточнение параметров траектории в процессе привязки новых отметок; экстраполяция параметров на момент следующего измерения; стробироваиие зоны возможного положения новых, отметок;

селекция отметок в стробе (при наличии в стробе нескольких отметок).При попадании в строб сопровождения нескольких отметок траектория продолжается по каждой из них. При отсутствии, отметки в стробе сопровождения траектория продолжается по соответствующей экстраполированной точке, но очередной строб увеличивается, чтобы учесть возросшие ошибки экстраполяции. Если пропуски отметок в

стробах повторяются k раз подряд, траектория прерывается (сбрасывается). Таким образом, на этапах обнаружения траектории и слежения за ней выполняются фактически одни и те же операции:

стробирование зоны обзора;

селекция и идентификация отметок в стробе;

фильтрация и экстраполяция параметров траектории.

В этом параграфе рассматриваются алгоритмы первых двух операций.

Стробирование отметок. Выбор формы и размеров стробов. В соответствии с основными принципами автоматического построения траекторий при вторичной обработке радиолокационной информации новая отметка может быть использована для предложения сопровождаемой (обнаруживаемой) траектории, если ее отклонение от центра строба не превышает некоторого фиксированного значения, определяемого, размерами строба, т. е. если

-совокупность координат ί-й новой отметки; -совокупность координат центра строба для i-й траектории; -размеры строба по координатам г, β, е для ί-й траектории. Поэтому одной из задач, возникающих в процессе продолжения траекторий путем стробирования, является выбор формы и размеров стробов на основе известных статистических характеристик отклонений истинных (принадлежащих продолжаемым траекториям) отметок от соответствующих экстраполированных точек. Отклонение истинной отметки от центра строба определяется суммарными (случайными плюс динамическими) ошибками экстраполяции координат цели по предыдущим сглаженным значениям параметров ее траектории и погрешностями измерения координат новых отметок. Эти ошибки являются независимыми и предполагаются нормально распределенными. Пусть экстраполяция координат цели на следующий n-й обзор проведена по данным предыдущих (n-1) обзоров. Положение экстраполированной точки обозначим О (рис. 3.2). В этой точке поместим начало декартовой системы координат и направим ось У по направлению «РЛС- цель», ось X - перпендикулярно этому направлению в сторону вращения антенны, а ось Ζ так, чтобы образовалась правая система координат. Тогда для случайных составляющих отклонения новой (полученной в

n-м обзоре) отметки от центра строба имеем

При расчете размеров стробов можно принять, что составляющие

- статистически независимы, независят от номера обзора n и подчинены нормальному распределению вероятности с нулевым математическим ожиданием и дисперсиями соответственно. Следовательно, их совместная плотность вероятности

Уравнение (3.4) представляет собой уравнение эллипсоида, отнесенного к сопряженным полуосям

при λ = 1 получаем единичный эллипсоид (см. эллипсоид 1 нарис. 3.2).

Будем далее считать, что динамические ошибки экстраполяции, обусловленные непредвиденным маневром цели, также распределены нормально и имеют независимые составляющие по осям F, G и И, первая из которых совпадает с вектором скорости цели, вторая направлена противоположно тангенциальному ускорению, а третья дополняет систему координат до правой. Начало полученной системы координат, так же как и предыдущей, совпадает с экстраполированной точкой О (однако для наглядности на рис. 3.2 это начало вынесено в точку О"). В трехмерном пространстве динамические ошибки образуют эллипсоид равных вероятностей, уравнение которого имеет вид (эллипсоид 2 на рис. 3.2 при λ =1)