Цифровая обработка радиолокационной информации. Пространственная (третичная) обработка информации Обработка радиолокационной информации от многих источников

10.08.2023

Системы управления боевыми действиями авиации, кроме рассмотренных выше задач по обработке информации, поступающей от одной РЛС, решают еще одну задачу, которая связана с объединением информации о целях, полученных от нескольких РЛС или первичных постов обработки РЛИ, и созданием общей картины воздушной обстановки.

Обработку РЛИ, поступающей от нескольких источников, условились называть третичной обработкой информации (ТОИ).

В виду того, что зоны обзора РЛС или зоны ответственности постов обычно перекрываются, сведения об одной и той же цели могут поступать одновременно от нескольких станций. В идеальном случае такие отметки должны накладываться одна на другую. Однако на практике этого ненаблюдается из-за систематических и случайных ошибок в измерении координат, различного времени локации, а также из-за ошибок пересчета координат между точками стояния источника и приемника информации.

Главной задачей третичной обработки является решение вопроса,

сколько целей находится в действительности в зоне ответственности. Для решения этой задачи необходимо выполнить следующие операции:

Произвести сбор донесений от источников;

Привести отметки к единой системе координат и единому времени отсчета;

Установить принадлежность отметок к целям, т.е. решить задачу отождествления отметок;

Выполнить укрупнение информации.

Для решения этих задач используются все характеристики целей. Устройства третичной обработки реализуются на специализированных ЭВМ с полной автоматизацией всех выполняемых операций. Однако иногда для упрощения автоматических устройств некоторые операции ТОИ могут производиться по командам и с участием оператора. В частности, таким образом выполняются операции отождествления и укрупнения.

Третичная обработка является завершающим этапом получения информации о воздушной обстановке.

Донесением о целях принято называть информацию, содержащую сведения о местоположении целей, об их характеристиках, выдаваемую от источников по каналам связи для ее дальнейшей обработки и использования.

Задача сбора донесений заключается в том, чтобы принять возможно больше информации при минимальных потерях.

Каждое поступающее на вход донесение должно быть обработано, на что требуется некоторое время. Пусть в момент поступления донесения производится обработка предыдущего донесения. В этом случае поступившее донесение может либо покинуть систему не обработанным, либо ждать своей очереди на обслуживание, пока система не освободится, либо ожидать обработки строго ограниченное время. В соответствии с этим все системы массового обслуживания разделяются на системы с отказами, системы с ожиданием и системы с ограниченным ожиданием (смешанного типа). На практике получили распространение системы смешанного типа с временем ожидания, выбранным из условия наилучшей обработки.

Координаты целей измеряются в системе координат обнаружившейих РЛС, поэтому при передаче данных на пункт ТОИ необходимо пересчитать их к точке стояния приемника информации . В качестве единой системы координат могут использоваться геодезическая, полярная или прямоугольная системы координат. Наиболее точной является геодезическая, однако расчеты в ней сложны. Поэтому она используется лишь тогда, когда источники и приемники информации находятся набольших расстояниях друг от друга и велик фактор кривизны Земли. В остальных случаях пользуются полярной или прямоугольной системами координат с поправкой по высоте. Расчеты в этих системах достаточнопросты и приемлемы для решения целого ряда практических задач.

В АСУ передача координат целей обычно осуществляется в прямоугольной системе координат. На пункте обработки также используется прямоугольная система. Следовательно, задача сводится кпреобразованию прямоугольных координат целей относительно точкистояния источника в прямоугольные координаты относительно точкистояния пункта обработки.

К единому времени отсчета приводятся отметки, полученные напункте ТОИ от разных источников. Единое время необходимо для того, чтобы определить положение обрабатываемых отметок по состоянию накакой-то один момент времени. Эта операция значительно облегчает задачу отождествления отметок.

Координаты отметок приводятся к единому времени путем определения для каждой отметки времени экстраполяции относительнозаданного момента сравнения. Учитывая сравнительно высокий темп обновления информации, целесообразно при экстраполяции приниматьгипотезу равномерного и прямолинейного изменения координат.

Все источники РЛИ обрабатывают информацию автономно инезависимо друг от друга. За счет перекрытия зон ответственности в составе донесений могут быть дублирующие донесения, полученные отнескольких источников по одной и той же цели.

В процессе отождествления отметок целей вырабатывается решение, устанавливающее:

Сколько целей имеется в действительности, если донесения о нихпоступают от нескольких источников;

Как распределяются поступившие донесения по целям.

Обычно отождествление выполняется в два этапа. Сначала производится грубое отождествление или сравнение отметок, а затем проводится распределение отметок, позволяющее принять более точное решение на отождествление.

В основе этапа сравнения лежит предположение, что донесения ободной и той же цели должны содержать одинаковые характеристики. В силу этого решение о тождественности отметок принимают на основании и сравнения характеристик. Однако в действительности из-за различных ошибок полного совпадения характеристик не бывает. В результате возникает неопределенность, выражаемая двумя конкурирующими гипотезами:

1. Гипотеза предполагает, что отметки от одной и той же цели,

хотя произошло несовпадение.

2. Гипотеза предполагает, что отметки от разных целей, поэтомупроизошло несовпадение.

Решение на выбор той или иной гипотезы принимается на основанииоценки величины несовпадения и использования критерия минимумаошибки принятия решения.

На этапе распределения для группирования отметок по отдельнымцелям используются признаки их принадлежности к источникаминформации и нумерации целей в системе этих источников. Правилалогического группирования отметок в соответствии с принадлежностьюдонесений о целях к источникам информации формулируютсяследующим образом.

1. Если в области допустимых отклонений получены отметки отодного и того же источника, то число целей равно числу отметок, так какодна станция в один и тот же момент времени не может выдавать от

одной цели несколько отметок.

2. Если в области допустимых отклонений от каждого источникаполучено по одной отметке, то считается, что эти отметки относятся кодной и той же цели.

3. Если от каждой станции получено по равному числу отметок, тоочевидно, что число целей равно числу отметок, полученных от однойстанции, ибо маловероятно, чтобы в пределах небольшой области станцияобнаруживала только свои цели и не обнаруживала цель, которуюнаблюдает соседняя станция.

4. Если от нескольких источников поступило неодинаковоеколичество отметок, принимается, что источник, от которого полученонаибольшее количество отметок, дает наиболее вероятную обстановку.При этом общее количество целей определяется числом отметок,принятых от указанного источника.

Таким образом, обработка донесений в группе состоит вгруппировании отметок от нескольких источников к одной цели. Этазадача решается сравнительно просто при использовании первого ивторого правила и значительно труднее при применении третьего ичетвертого.

По гипотезе третьего правила имеем две цели, к каждой из которыхотносится по одному донесению от каждого источника. Необходимоопределить, какие пары отметок относятся к каждой цели. Наиболееправдоподобный вариант выбирается в результате сравнения суммквадратов расстояний между отметками. Принимается та комбинация, длякоторой эта сумма минимальна.

Приведенные правила сравнения и распределения отметок неединственные, и в зависимости от требуемой точности могут бытьусложнены или упрощены.

После отождествления сведения о цели выражаются группой отметок,полученных от нескольких источников. Для формирования одной отметкис более точными характеристиками координаты и параметры траекторииусредняются.

Простейший способ усреднения заключается в том, что вычисляетсясреднее арифметическое координат. Этот способ достаточно прост, но онне учитывает точностных характеристик источников информации. Болееправильным является усреднение отметок целей с учетом коэффициентавеса отметок, а коэффициент выбирается в зависимости от точностиисточника. И наконец, в качестве усредненных можно взять ординатыотметки, полученные от одного источника, если имеются данные, чтоэтот источник выдает наиболее точную информацию.

Укрупнение (группирование) отметок целей проводится в тех пунктахобработки, где не требуется информация по каждой цели или жеплотность поступления отметок от целей оказывается выше рассчитаннойпропускной способности. Обычно группирование производится навысших инстанциях системы управления.

Группирование осуществляется теми же способами, что иотождествление, и ведется по признаку близости координатных описанийгруппируемых объектов. Для этого формируется строб по темкоординатам, которые назначаются как характерные для группы целей.Координаты центра строба распространяются на всю группу. Обычноделается так, что центр строба совпадает с отметкой головной цели вгруппе. Размеры строба определяются, исходя их навигационных итактических требований. Обычно используется полуавтоматическийметод укрупнения, который включает в себя следующие основные этапы:

1. Выделение компактных групп целей на основе близости координатx , y , H . Оператор визуально определяет компактную группу целей покоординатам, выделяет головную цель, назначает один из стробовукрупнения и вводит в ЭВМ номер строба и головной цели. На основеэтой информации ЭВМ завершает процесс выделения компактнойгруппы.

2. Селекция внутри выделенных групп по скорости. Цель остается всоставе укрупненной цели, если:

где – составляющие скорости головной цели;– порог селекциипо скорости.

3. Определение характеристик укрупненной цели. Укрупненной целиприсваивается количественный состав, и формируется обобщенныйпризнак действия.

4. Корректировка решения оператора. Ввиду того что обстановка ввоздухе меняется, имеется возможность скорректировать данныеукрупненной цели путем ее укрупнения, разукрупнения, отукрупненияили приукрупнения.

5. Сопровождение укрупненной цели. Эта операция осуществляетсяавтоматически ЭВМ. При этом производится корректировка координат,обеспечивается выбор головной цели при исчезновении информации остарой головной цели.

Таким образом, в процессе ТОИ производится сбор донесений отисточников, приведение отметок к единой системе координат и единомувремени отсчета, установление принадлежности отметок к целям(отождествление отметок) и выполнение укрупнения информации.

Заключение

1. Операции, производимые при первичной обработке, может производитьРЛС самостоятельно.

2. Если при первичной обработке из смеси сигнала с шумом на основе статистического различия структуры сигнала и шума выделяется полезная информация, то вторичная обработка, используя различия в закономерностях появления ложных отметок и отметок от целей, должна обеспечить выделение траекторий движущихся целей.

3. Траектория движения цели представляется в виде последовательности полиноминальных участков с различными коэффициентами и степенями полиномов, т.е. система обработки должна перестраиваться в соответствии схарактером движения каждой цели.

4. В процессе ТОИ производится сбор донесений от источников, приведение отметок к единой системе координат и единому времени отсчета, установление принадлежности отметок к целям (отождествлениеотметок) и выполнение укрупнения информации.

На самоподготовке необходимо подготовиться к контрольной работе последующим вопросам:

1. Назначение и содержание первичной обработки радиолокационной информации.

2. Назначение и содержание вторичной обработки радиолокационной информации.

3. Определение параметров движения целей в процессе вторичнойобработки радиолокационной информации.

4. Экстраполяция отметок в процессе вторичной обработки радиолокационной информации.

5. Продолжение траектории движения в процессе цели вторичной обработки радиолокационной информации.

6. Назначение и содержание третичной обработки радиолокационной информации.

7. Сбор донесений в процессе цели третичной обработки радиолокационной информации.

8. Приведение отметок целей к единой системе координат и единому времени отсчета в процессе цели третичной обработки радиолокационной информации.

9. Отождествление отметок целей в процессе цели третичной обработки радиолокационной информации.

10. Укрупнение информации в процессе ТОИ.

Обработка радиолокационной информации - процесс приведения получаемой с РЛС информации в пригодный для дальнейшей передачи вид.

Изначально обработка радиолокационной информации проводилась сидящим за индикатором РЛС солдатом (оператором сопровождения). В настоящее время она проводится автоматически и полуавтоматически, повышая производительность труда оператора.

Первичная обработка

Суть: выделение целей на фоне шумов и помех, опознавание «свой-чужой»

Вход: сигнал РЛС.

Выход: положение целей, их угловой размер, азимут и расстояние.

Проводится: устройством первичной обработки, находящимся в РЛС; ранее - пунктами обработки радиолокационной информации.

Вторичная обработка

Суть: отождествление целей в течение нескольких циклов сканирования РЛС; вычисление направления и скорости; борьба с ошибками первичной обработки - двойными целями, случайными всплесками и временными пропаданиями целей.

Вход: цели, полученные первичной обработкой.

Проводится: оператором сопровождения вручную; пунктом обработки радиолокационной информации (на уровне радиолокационной роты) полу- и автоматически.

Третичная обработка

Суть: сопоставление информации, полученной с нескольких источников.

Вход: трассы целей, полученные в результате вторичной обработки; координаты РЛС.

Выход: трассы целей, полученные с учётом передачи цели с одной РЛС другой, точности разных источников и т. д.

Проводится: на уровне радиотехнического батальона и выше; вручную (планшетистом), полуавтоматически или автоматически АСУ.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Обработка радиолокационной информации" в других словарях:

ОРЛИ - обработка радиолокационной информации связь … Словарь сокращений и аббревиатур

В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Бененсон. Залман Михайлович Бененсон Дата рождения … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Искра. Координаты: 47°50′16″ с. ш. 35°13′47″ в. д. / 47.837778° с. ш. 35.229722° в. д. … Википедия

Крылатая противокорабельная ракета П-35 (П-6) - 1964 17 августа 1956 года вышло Постановление СМ CCCH № 1149–592 о начале разработки противокорабельных крылатых ракет П 6 и П 35. Обе ракеты проектировались в ОКБ 52 и мало отличались друг от друга. П 6 предназначалась для подводных… … Военная энциклопедия

Комплекс мероприятий по получению и обработке данных о действующем или вероятном противнике, его военных ресурсах, боевых возможностях и уязвимости, а также о театре военных действий. Классификация. Современная военная разведка делится на… … Энциклопедия Кольера

Ракета AIM 120 Тип ракета класса «воздух воздух» … Википедия

Изучения 3емли, совокупность методов исследования и картирования с летательных аппаратов географической оболочки Земли, присущих ей явлений и объектов природного и культурного ландшафта. Их физические свойства могут регистрироваться с… …

Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия

Виктор Филиппович Кравченко Дата рождения: 5 октября 1939(1939 10 05) (73 года) Место рождения: Харьков, Украина, СССР Страна … Википедия

I Импульсная техника область техники, исследующая, разрабатывающая и применяющая методы и технические средства генерирования (формирования), преобразования и измерения электрических импульсов (см. Импульс электрический). В И. т. также… … Большая советская энциклопедия

Введение

Основной задачей радиолокации является сбор и обработка информации относительно зондируемых объектов. В многопозиционных наземных РЛС, как известно, вся обработка радиолокационной информации подразделяется на три этапа.

Первичная обработка заключается в обнаружении сигнала цели и измерении ее координат с соответствующими качеством или погрешностями.

Вторичная обработка предусматривает определение параметров траектории каждой цели по сигналам одной или ряда позиций МПРЛС, включая операции отождествления отметок целей.

При третичной обработке объединяются параметры траекторий целей, полученных различными приемными устройствами МПРЛС с отождествлением траекторий.

Поэтому рассмотрение сущности всех видов обработки радиолокационной информации является весьма актуальным.

Для достижения поставленных целей рассмотрим следующие вопросы:

1. Первичная обработка радиолокационной информации.

2. Вторичная обработка радиолокационной информации.

3. Третичная обработка радиолокационной информации.

Данный учебный материал можно найти в следующих источниках:

1. Бакулев П.А. Радиолокационные системы: Учебник для вузов. – М.:

Радиотехника, 2004.

2. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные

устройства. – М.: Советское радио, 1975.

Первичная обработка радиолокационной информации

Для автоматизации процессов управления авиацией необходимо иметь

исчерпывающую и непрерывно обновляющуюся информацию о координатах и характеристиках воздушных целей. Эту информацию в автоматизированных системах управления (АСУ) получают с помощью средств, входящих в подсистему сбора и обработки радиолокационной информации (РЛИ), а именно: постов и центров обработки РЛИ, авиационных комплексов радиолокационного дозора и наведения. Основными средствами получения сведений о воздушных целях являются РЛС. Процесс получения сведений об объектах, находящихся в зоне видимости РЛС, называется обработкой РЛИ.

Такая обработка позволяет получать данные о координатах цели, параметрах ее траектории, времени локации и др. Совокупность сведений о цели условно называют отметкой . В состав отметок, кроме указанных выше данных, могут входить сведения о номере цели, ее государственной принадлежности, количестве, типе, важности и др.

Сигналы, которые несут необходимую для оператора информацию, называют полезными, но на них, как правило, обязательно накладываются помехи, искажающие информацию. В связи с этим в процессе обработки возникают задачи выделения полезных сигналов и получения необходимых сведений в условиях помех.

Обработка информации основывается на существовании различий между полезным сигналом и помехой. Весь процесс обработки РЛИ можно разделить на три основных этапа: первичную, вторичную и третичную обработку.

На этапе первичной обработки РЛИ цель обнаруживают и определяют ее координаты. Первичная обработка осуществляется по одной, но чаще по нескольким смежным разверткам дальности. Этого хватает для обнаружения цели и определения ее координат. Таким образом, первичной обработкой РЛИ называется обработка информации за один период обзора РЛС. В состав первичной обработки РЛИ включают:

Обнаружение полезного сигнала в шумах;

Определение координат цели;

Кодирование координат цели;

Присвоение номеров целям.

До недавнего времени эту задачу решал оператор РЛС. Но в настоящее время в реальных условиях слежения по индикаторам за многими целями, движущимися с большими скоростями, человек – оператор не в состоянии оценивать многообразие воздушной обстановки, пользуясь только визуальным способом. В связи с этим возникла проблема передачи части или всех функций человека – оператора при обработке РЛИ вычислительным средствам, которые были созданы на объектах АСУ авиацией.

Первичная обработка РЛИ начинается с обнаружения полезного сигнала вшумах. Этот процесс складывается из нескольких этапов:

Обнаружение одиночного сигнала;

Обнаружение пакета сигналов;

Формирование полного пакета сигналов;

Определение дальности до цели и ее азимута.

Все эти этапы реализуются с использованием оптимальных алгоритмов, основанных на критериях минимума ошибок принятия решения и результатов измерения.

Таким образом, операции, производимые при первичной обработке, может производить РЛС самостоятельно.

Первоначально обработка радиолокационной информации осуществлялась оператором РЛС, который наблюдал за воздушной обстановкой на экране индикатора кругового обзора (ИКО). В простейшем случае на ИКО выводилась информация с выхода приемного устройства РЛС, а люминофор ИКО (который представлял собой электронно-лучевую трубку ЭЛТ с радиально-круговой разверткой, РКР) осуществлял интегрирование радиолокационной информации. По мере развития вычислительных средств появились возможности добавления функции полуавтоматического сопровождения (полуавтомат), а впоследствии и автозахвата (автомат). В полуавтомате оператор вручную завязывал трассу цели и дальше машина обрабатывала информацию самостоятельно и только лишь при необходимости запрашивая помощи у оператора. В автомате машина самостоятельно осуществляет не только сопровождение, но и завязку трасс. Однако возможности вычислительных средств не позволяют полностью отказаться от оператора - в сложной помеховой обстановке существующие алгоритмы значительно снижают свои показатели вплоть до неработоспособности.

Первичная обработка

Обработка эхо-сигнала (в активных РЛС с пассивным ответом) или активного ответа (в системах активного запроса-ответа, САЗО, опознавание «свой-чужой») с целью выделения полезной информации на фоне естественных и искусственных помех

Вход: сигнал с приемника, антенно-фидерной системы (АФС) РЛС.

Выход: положение целей, их угловой размер, азимут и расстояние.

Проводится: устройством первичной обработки (УПО), находящимся в РЛС;

Вторичная обработка

Предназначена для формирования трасс целей на основе данных с УПО. На основе данных первичной обработки осуществляется экстраполяция положения целей - определение их курса, скорости и высоты и прогнозирование положения цели в следующем периоде обзора. В процессе вторичной обработки повышается устойчивость сопровождения целей (цель экстраполируется несколько периодов обзора после пропадания цели, что позволяет сопровождать цели с неустойчивой отметкой. Также осуществляет отбрасывание ложных целей и трасс. Первоначально в момент появления вторичная обработка осуществлялась с помощью комплексов средств автоматизации автоматизированной системы управления (КСА АСУ), современные РЛС самостоятельно осуществляют данную обработку, при этом при необходимости обработка может быть перенесена на КСА по команде его оператора.

Вход: цели, полученные первичной обработкой.

Выход: номера целей, координаты, скорость, курс, высота, а также другие характеристики в зависимости от РЛС. Результаты вторичной обработки пригодны для выдачи информации потребителям (зенитно-ракетным войскам и истребительной авиации), также применяются для управления другими радиолокационными средствами, например радиовысотомером .

Проводится: оператором сопровождения вручную; КСА АСУ или ПОРИ - пунктом обработки радиолокационной информации (на уровне радиолокационной роты) полу- и автоматически.

Третичная обработка

Суть: сопоставление информации, полученной от нескольких источников.

Вход: трассы целей, полученные в результате вторичной обработки от различных источников РЛС, координаты источников РЛИ и их характеристики.

С помощью математических методов информация уточняется и дополняется, повышается полнота данных и устойчивость сопровождения целей, а также оптимизируется работа группировки радиолокационных средств с целью получения РЛИ максимального качества с минимальным расходом ресурсов с учетом обстановки и используемых средств. Выход: трассы целей, полученные с учётом передачи цели с одной РЛС другой, точности разных источников и т. д.

Проводится: на уровне радиотехнического батальона и выше; вручную, полуавтоматически или автоматически АСУ офицером группы боевого управления или по его команде оператором.

Напишите отзыв о статье "Обработка радиолокационной информации"

Отрывок, характеризующий Обработка радиолокационной информации

Он никого не знал, и, несмотря на его щегольской гвардейский мундир, все эти высшие люди, сновавшие по улицам, в щегольских экипажах, плюмажах, лентах и орденах, придворные и военные, казалось, стояли так неизмеримо выше его, гвардейского офицерика, что не только не хотели, но и не могли признать его существование. В помещении главнокомандующего Кутузова, где он спросил Болконского, все эти адъютанты и даже денщики смотрели на него так, как будто желали внушить ему, что таких, как он, офицеров очень много сюда шляется и что они все уже очень надоели. Несмотря на это, или скорее вследствие этого, на другой день, 15 числа, он после обеда опять поехал в Ольмюц и, войдя в дом, занимаемый Кутузовым, спросил Болконского. Князь Андрей был дома, и Бориса провели в большую залу, в которой, вероятно, прежде танцовали, а теперь стояли пять кроватей, разнородная мебель: стол, стулья и клавикорды. Один адъютант, ближе к двери, в персидском халате, сидел за столом и писал. Другой, красный, толстый Несвицкий, лежал на постели, подложив руки под голову, и смеялся с присевшим к нему офицером. Третий играл на клавикордах венский вальс, четвертый лежал на этих клавикордах и подпевал ему. Болконского не было. Никто из этих господ, заметив Бориса, не изменил своего положения. Тот, который писал, и к которому обратился Борис, досадливо обернулся и сказал ему, что Болконский дежурный, и чтобы он шел налево в дверь, в приемную, коли ему нужно видеть его. Борис поблагодарил и пошел в приемную. В приемной было человек десять офицеров и генералов.
В то время, как взошел Борис, князь Андрей, презрительно прищурившись (с тем особенным видом учтивой усталости, которая ясно говорит, что, коли бы не моя обязанность, я бы минуты с вами не стал разговаривать), выслушивал старого русского генерала в орденах, который почти на цыпочках, на вытяжке, с солдатским подобострастным выражением багрового лица что то докладывал князю Андрею.
– Очень хорошо, извольте подождать, – сказал он генералу тем французским выговором по русски, которым он говорил, когда хотел говорить презрительно, и, заметив Бориса, не обращаясь более к генералу (который с мольбою бегал за ним, прося еще что то выслушать), князь Андрей с веселой улыбкой, кивая ему, обратился к Борису.
Борис в эту минуту уже ясно понял то, что он предвидел прежде, именно то, что в армии, кроме той субординации и дисциплины, которая была написана в уставе, и которую знали в полку, и он знал, была другая, более существенная субординация, та, которая заставляла этого затянутого с багровым лицом генерала почтительно дожидаться, в то время как капитан князь Андрей для своего удовольствия находил более удобным разговаривать с прапорщиком Друбецким. Больше чем когда нибудь Борис решился служить впредь не по той писанной в уставе, а по этой неписанной субординации. Он теперь чувствовал, что только вследствие того, что он был рекомендован князю Андрею, он уже стал сразу выше генерала, который в других случаях, во фронте, мог уничтожить его, гвардейского прапорщика. Князь Андрей подошел к нему и взял за руку.
– Очень жаль, что вчера вы не застали меня. Я целый день провозился с немцами. Ездили с Вейротером поверять диспозицию. Как немцы возьмутся за аккуратность – конца нет!
Борис улыбнулся, как будто он понимал то, о чем, как об общеизвестном, намекал князь Андрей. Но он в первый раз слышал и фамилию Вейротера и даже слово диспозиция.
– Ну что, мой милый, всё в адъютанты хотите? Я об вас подумал за это время.
– Да, я думал, – невольно отчего то краснея, сказал Борис, – просить главнокомандующего; к нему было письмо обо мне от князя Курагина; я хотел просить только потому, – прибавил он, как бы извиняясь, что, боюсь, гвардия не будет в деле.
– Хорошо! хорошо! мы обо всем переговорим, – сказал князь Андрей, – только дайте доложить про этого господина, и я принадлежу вам.

Вторичная обработка первичной РЛИ предопределяет некогерентное пространственно-временное объединение результатов первичной обработки.

Вторичная обработка РЛИ призвана предупредить опасные сближения воздушных судов. Для этого необходимо для ранее наблюдавшихся ВС подтвердить существование их траектории (наличие координат ВС за несколько обзоров), а для вновь обнаруженных ВС «завязать» их траектории. Для этого производятся ряд операций:

Подтверждение наличия в памяти координат ранее обнаруженных целей;

Обнаружение новых целей и определение их координат;

Сглаживание координат;

Автосопровождение ВС;

Прогнозирование (экстраполяция) координат ВС;

Объединение информации от нескольких РЛС.

Существует несколько способов объединения результатов первичной обработки:

Когерентное сложение (накопление) сигналов за несколько циклов обзора;

Некогерентное сложение (накопление) сигналов за несколько циклов обзора;

Процедура объединения единичных решений по правилу «n из », ( - число циклов обзора) состоящая в том, что объединенное решение о наличии цели принимается в том случае, если хотя бы n единичных решений о наличии цели из объединяемых являются положительными, в противном случае выносится решение об отсутствии цели.

Первый способ объединения (когерентное накопление) практического интереса не представляет в силу сложности реализации когерентного накопления на больших интервалах времени, а так же по причине возможного отсутствия столь продолжительной когерентности объединяемых сигналов.

Второй способ объединения (когерентное накопление) много проще в технической реализации, приводит к улучшению характеристик обнаружения как при наличии межобзорной корреляции, так и при её отсутствии.

Одна отметка не позволяет с высокой достоверностью принимать решение о наличии объекта в зоне обнаружения. Кроме того, по ней нельзя определить направление движения объекта и параметры его траектории. Для выяснения этих вопросов необходимо располагать совокупностью отметок, полученных в разные моменты времени за несколько циклов обзора пространства.

Траектория движения объекта описывается векторной функцией, зависящей от ряда факторов: объекта, его маневренные возможности, скорости и т.д. На траекторию влияют и случайные факторы: изменение характеристик среды, ошибки в процессе управления и другие. Поэтому вторичная обработка носит статистический характер (процесс на входе устройства вторичной обработки случайный). Качество обнаружения траектории характеризуется следующими показателями: вероятность обнаружения истинной траектории D; вероятность обнаружения ложной траектории F; среднее время обнаружения траектории ; среднее время обнаружения ложной траектории ; среднее число ложных траекторий в единицу времени .

Процесс вторичной обработки состоит в следующем.

Пусть устройство первичной обработки приняло решение о наличии объекта и измерило его координаты: дальность R и азимут β в некоторый момент времени t. В устройстве вторичной обработки формируется отметка y(R,β,t), которая принимается за начало траектории. Так как РЛС предназначена для наблюдения за объектами определенного класса, то обычно известны максимальная и минимальная скорости их полета. Тогда, если - период наблюдения (обзора) РЛС, то можно выделить область в виде кольца с центром, совпадающим с первой отметкой радиусами

Рис.10.13.Этапы формирования траекторий:

1. Стробирование.

2. Завязка.

3. Экстраполяция.

4. Подтверждение траектории.

5. Сопровождение.

В том кольце может находиться в следующем обзоре. Операция формирования такой области называется стробирование, а сама область – стробом. Если в следующем обзоре в строб попадает отметка, то происходит завязка траектории. При попадании в строб нескольких отметок происходит завязка нескольких траекторий. Если в начальном стробе не оказывается ни одной отметки, то первая считается ложной и стирается из памяти (обработка осуществляется с помощью ЭВМ), если критерии завязки трассы «2 из 2», либо остается в памяти, если критерии завязки «2 из m» m>2.

По двум отметкам можно определить направление и среднюю скорость движения объекта , где - расстояние между 1 и 2 отметками. Зная направление движения и среднюю скорость, можно рассчитать предполагаемое положение отметки в следующем обзоре, т.е. провести экстраполяцию (предсказание). На рисунке экстраполирование отметки обозначены ∆. Вокруг этих отметок образуются стробы, размеры которых определяются погрешностями измерения координат объектов и ошибками расчета положения экстраполированных отметок. При обнаружении траектории маневрирующего объекта размеры стробов рассчитываются с учетом маневра. Размеры стробов непосредственно влияют на показатели качества обнаружения траектории. Его увеличение приводит к увеличению отметок в стробе, в результате чего вероятность F возрастает. Уменьшение строба может привести к непопаданию истинной отметки в строб, при этом снижается вероятность D.

Если в строб попала отметка, то она считается принадлежащей обнаруживаемой траектории. Процесс обнаружения продолжается, и, когда в соответствии с принятым критерием будет вынесено решение о подтверждении траектории, т.е. об окончательном обнаружении, она передается на сопровождение.

Если в строб не попадает ни одной отметки, то траектория продолжается отметка, при этом размеры строба увеличиваются. При невыполнении критерия подтверждения траектория сбрасывается. При попадании в стробы , , ,…нескольких отметок можно либо продолжать траекторию по каждой из них, при этом ложные траектории через несколько обзоров из-за отсутствия подтверждения будут отброшены, либо выбрать в стробе одну отметку, наиболее близкую к обнаруживаемой траектории, а остальные отбросить как ложные.

Два вида критериев обнаружения трасс.

1. Критерий « » траектория считается обнаруженной и передается на сопровождение, если в течение m смежных периодов обзоров появится не менее k отметок; в противном случае, а так же при отсутствии отметок в l смежных обзорах подряд принимается решение о сбросе траектории. Два порога: верхний k и нижний l.

2. Критерий « »: принимается решение об обнаружении траектории при появлении k отметок в m смежных обзорах.

Принцип экстраполяции координат по параметрам траектории в общем виде можно пояснить следующим образом. Пусть в момент времени t n (последний обзор) получены координаты x n , y n отметки от воздушного объекта. Кроме того, рассчитаны параметры траектории в этой точке (скорость V n , курс Q n) и их первые приращения ΔV n и ΔQ n . Задача состоит в том, чтобы определить экстраполированное на n+1 обзор значение координат x n +1 , y n +1 .

Расстояние l, которое объект пролетит за время T 0 , равно

. (10.6)

Курс цели изменится за это время на величину ΔQ n . Откладывая от точки с координатами x n , y n отрезок l под углом Q n +ΔQ n , получим координаты экстраполированной отметки x э = x n +1 , у э = y n +1 . Координаты экстраполированной отметки вычисляются по формулам:

x n +1 = x э = x n + l ·sin (Q n +ΔQ n);

у n +1 = у э = у n + l ·cos (Q n +ΔQ n). (10.7)

Экстраполированное значение курса в точке x n +1 , у n +1 равно

Q n +1 = Q э = Q n + ΔQ n , (10.8)

а экстраполированное значение скорости

V n +1 = V э = V n + ΔV n , (10.9)

Для получения информации о скорости и курсе полета воздушного объекта необходимо иметь по крайне мере две отметки, а для вычитания их приращений – не менее трех. Ошибки вычисления координат отметки в упрежденной точке будут определяться ошибками, с которыми определены в этой точке параметры траектории и их приращения, а также ошибками измерения координат в точке n. Для увеличения точности экстраполяции применяется сглаживание параметров.

Сглаживание параметров траектории проводится с целью более точного прогнозирования координат, а значит и области возможного обнаружения воздушных объектов в очередном обзоре. Операция сглаживания необходима, так как вычисление прогнозируемых координат сопровождается погрешностями, соизмеримыми с расстояниями, проходимыми воздушными объектами за период обзора. Операция сглаживания координат и скорости проводится на каждом обзоре РЛС. При этом предполагается, что ошибки, обусловленные внешними помехами, флюктуациями интенсивности отраженных сигналов, пропусками обнаруженных объектов, маневром воздушного судна независимы и распределены по нормальному закону. Кроме того, в алгоритмы сглаживания закладывается гипотеза о постоянстве скорости движения воздушного объекта или совершении маневра с постоянным радиусом. Наиболее часто применяют алгоритм скользящего (последовательного) сглаживания, который основан на том, что новые координаты воздушного объекта определяются по старым таким образом, что все ранее проведенные измерения уменьшаются со временем, т.е. большее влияние оказывают новые, ближние по времени данные.

Сглаженное значение скорости представляет собой линейную комбинацию предыдущего сглаженного значения скорости и текущего отклонения (рассогласования) полученного значения координаты от рассчитанного по предыдущим данным экстраполированного значения координаты.

U* n = U* n-1 + b n (y n – y* n э), (10.10)

где U* n – сглаживание значения скорости в момент n-го наблюдения;

U* n -1 – сглаживание значения скорости предыдущего обзора;

y* n э – экстраполированное значение координаты;

y n – текущее значение координаты;

– коэффициент сглаживания скорости.

Сглаженное значение координаты представляет собой линейную комбинацию ее экстраполированного значения и взвешенного с коэффициентом a n рассогласования между экстраполированным и текущим ее значением.

у* n = у* n э +a n (y n – y* n э), (10.11)

где – коэффициент сглаживания координаты.

На рис. 3.5 изображена зависимость коэффициентов a n и b n от числа наблюдений n.

Из графиков видно, что с увеличением числа наблюдений n коэффициенты сглаживания координаты и скорости асимптотически приближаются к нулю. В реальных условиях коэффициенты сглаживания a n и b n ограничены снизу и для установившегося режима автосопровождения должны быть выбраны постоянными.

При сопровождении не маневрирующих объектов, коэффициенты a n и b n должны быть взяты малыми. При этом хорошо фильтруются случайные ошибки, а динамические ошибки, обусловленные маневром цели, будут выделяться почти не сглаженными. С увеличением a n и b n ухудшается сглаживание случайных ошибок, однако, улучшается сглаживание динамических ошибок. Следовательно, при сопровождении маневрирующего объекта необходимо увеличить коэффициенты сглаживания a n и b n .

Одной из основных операций при автоматическом автосопровождении по данным обзорной РЛС является отбор отметок для продолжения каждой из сопровождаемых траекторий. Такая операция называется селекцией траекторий и производится на основе сравнения координат и параметров новых отметок с экстраполированными координатами и характеристиками сопровождаемых траекторий. Для упрощения процесса селекции траекторий и сокращения объема вычислений сравнение координат наблюдаемых и экстраполированных отметок производится в стробах.

Стробирование отметок может быть физическим и математическим.

Спорные ситуации возникают в том случае, если в строб попадает не одна, а несколько целей, которые могут быть как истинными, так и ложными. За истинную отметку можно принять ту i-ю цель с координатами х i , у i , которая по расстоянию ΔR i ближе к центру строба с характеристиками х ст, у ст. Для суждения об этом для всех i = 1, ..., m целей решается зависимость

Из нескольких ΔR i выбирается минимальное значение. При наличии в стробе двух целей, истинную выбирают по знаку решающей функции

Если K > 0, то i-я цель истинная, если K < 0, то цель ложная.

Возможны ситуации, когда R j , R j +1 близки по своим значениям и меньше возможных погрешностей измерения. При этом принимать решение по критерию знака функции K нельзя. В этом случае предварительно проводится проверка на состоятельность применения этого критерия путем сравнения его с порогом K 0 . При |K| ≥ K 0 предыдущий критерий можно использовать, в противном случае принимается решение о переносе анализа в следующий цикл работы системы, для чего координаты прогнозируются по старым данным.

При движении воздушных судов по близким и пересекающимся траекториям ситуация становится сложной. В существующих системах для того, чтобы не спутать траектории и отметки от различных самолетов, используют два способа.

Первый способ. С помощью радиопеленгатора диспетчер устанавливает связь с каждым воздушным судном. Ответный сигнал экипажа пеленгуется, пеленг высвечивается на экране диспетчера. Если произошло перепутывание траекторий, диспетчер вносит поправку.

Второй способ. По этому способу отождествляются отметки по бортовому номеру, получаемому в ответном сигнале при использовании вторичных радиолокаторов.

Похожая информация.

Последние статьи