Это обработка РЛИ от нескольких РЛС источников информации. Необходима по следующим причинам:
1. Повышение надежности обнаружения
2. Снятие геометрических ограничений на процесс обнаружения. Групповая цель как одиночная и время обнаружения достаточно мало если РЛС расположено на земной поверхности. ВКО работает с целым массивом разнотипных целей, начиная от космических целей высота, далее головные части баллистических ракет, далее воздушные цели, крылатые ракеты огибают профиль местности и наконец это так называемые беспилотные летательные аппараты.
3. Повышение качества РЛИ
Пусть РЛС1 дает информацию x 1 1 (цель №1 от РЛС1). а РЛС2 даст информацию x 2 1 (цель №1 от РЛС2). , т.к. время локации для любой РЛС разное; они находятся в разных местах - существуют ошибки привязки к наземному положению; существуют ошибки алгоритмов обработки РЛИ.
Если несколько целей: x 1 1 , x 1 2 , x 2 1 , x 2 2 , x 3 1 , x 3 2 , x 4 1 , x 4 2 , то для получения эффективности от третичной обработки необходимо решить следующие задачи:
1. Задача приведения к единой системе координат;
2. Задача приведения к единой системе времени;
3. Задача отождествления (группирование);
Рассмотрим решение этих задач:
1. Приведение к единой системе координат .
Одна из РЛС - центральная. Необходимо знать l - расстояние между РЛС.
2. Приведение к единой системе времени .
t0- начальное время. - время локации РЛС1, - время локации РЛС2; . Используем гипотезу равномерного прямолинейного движения и определяем . Тогда из приведено к единой системе координат и времени. Получаем приведенные отметки, это донесения, которые включают в себя координаты, параметры ускорения, гос. принадлежности, номер цели и т.д. В связи с возникновением ошибок необходимо группирование (распознавание образов). Отметки равны не будут никогда, хоть и старалась. Ошибка останется.
3. Задача отождествления отметок решается в два этапа:
1. грубое отождествление
2. точное отождествление
Грубое отождествление.
В основе решения задачи лежит предположение, что донесения (формуляры) об одной и той же цели от разных РЛС должны иметь одинаковые компоненты:
Вводят условие: ( определяется как вектор допустимых отклонений по всем компонентам , k = 1,2,3 (коэффициент)).
k определяет вероятность принятия гипотезы:
гипотеза 1: несовпадение формуляров в силу их различия;
гипотеза 2: несовпадение в силу ошибок;
гипотеза 1:Ошибки пересчета на лекции
гипотеза 2: Разные цели на лекции
Если удовлетворяет то гипотеза 1, если не удовлетворяет то гипотеза 2. И так по каждой координате, скорости, в общем по всем компонентам. Образуется вектор дельта допустимое. Задача выбора дельты противоречивая. Если дельты назначить большие, то могут быть сгруппированы или отождествлены отметки от разных целей, а если малой, то будут пропускаться отметки, принадлежащие одним и тем же целям. Нормальный закон ошибок. Если использовать формулу для опеределния дельты, то получается что облако отметок мы прорядим, выберем какие-то отметки, но останется большая совокупность отметок, которые будут сами по себе. Задача грубого отождествления это бла бла =)
Размерность отметок сокращается, возникает необходимость точного отождествления.
Точное отождествление.
Динамика изменения координат воздушной обстановки приводит к использованию эвристических правил:
Правило 1. Если в области допустимых отклонений получены отметки от одной РЛС, то число целей равно числу отметок. Правило считается справедливым, т.к. одна и та же РЛС не может выдавать несколько отметок от одной и той же цели в один момент.
Правило 2. Если в области допустимых отклонений от любой РЛС получено по одной отметке, то считается, что они принадлежат одной и той же цели. Правило считается справедливым, т.к. маловероятно, чтобы РЛС могли бы видеть свои цели и не видеть чужие.
Правило 3. Если от любой РЛС получено по равному числу отметок, то очевидно, что число целей равно числу отметок полученной от одной РЛС. Правило считается справедливым, поскольку маловероятной, что РЛС видело бы только свои отметки, и не видела цель, которые наблюдает соседняя РЛС.
Правило 4. Если от нескольких РЛС получено не одинаковое число отметок, то принимается, что та РЛС, которая дает максимальное количество отметок, определяет наиболее вероятную картину воздушной обстановки.
Правило 1 :
Цели не могут быть сгруппированы.
Обработка радиолокационной информации - процесс приведения получаемой с РЛС информации в пригодный для дальнейшей передачи вид.
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.
Третичная (мультирадарная) обработка – это процесс обработки сигналов или объединения первичной РЛИ по пространству с целью улучшения характеристик радиолокационного наблюдения.
Если сигналы или первичную РЛИ, полученные в отдельных пунктах наблюдения, передать и сосредоточить в некотором центре обработки, то это позволит использовать дополнительную энергетику, корреляционные связи и пространственное подобие первичной РЛИ об одной цели от разных источников.
Энергетика принятого сигнала, которую можно использовать, пропорциональна суммарному раскрыву разреженной антенны.
Корреляционные связи принятых в разных точках пространства сигналов определяются расстоянием между этими точками и интервалом пространственной корреляции рассеянного или излученного целью сигнала. Последний определяется длиной волны l, раскрывом антенны излучающей системы L а и расстоянием от цели до зоны анализа R ц: 
. Если расстояние между пунктами приема Dl меньше интервала пространственной корреляции сигнала dl, то принятые в этих пунктах приема сигналы являются коррелированными и их коэффициент корреляции можно считать равным
. (10.15)
В противном случае сигналы некоррелированы.
Пространственное подобие первичной РЛИ об одной цели от разных источников, обусловленное фактическим наличием цели в определенной точке пространства, может быть использовано для отождествления РЛИ.
Техническим средством третичной обработки является многопозиционная радиолокационная система (МП РЛС), которая включает несколько разнесенных в пространстве приемных, передающих или приемопередающих позиций и в которой производится совместная обработка сигналов, поступающих от этих позиций. Центр совместной обработки соединяется линиями связи со всеми позициями.
Можно назвать три способа пространственного объединения сигналов и первичной РЛИ:
· пространственно-когерентное объединение сигналов с привязкой позиций по времени, частоте и фазе принятых колебаний;
· частичное (неполное) пространственно-когерентное объединение сигналов с привязкой позиций по времени и частоте;
· пространственно-некогерентное объединение сигналов и первичной РЛИ с привязкой позиций только по времени.
В пространственно-когерентных МП РЛС взаимные фазовые сдвиги сигналов в трактах разнесенных позиций и линиях связи известны и сохраняются практически неизменными на интервале времени, намного превышающем время наблюдения сигнала. В таких РЛС необходима взаимная привязка не только по времени и частоте, но и по начальным фазам колебаний. Это можно обеспечить с помощью опорного сигнала, позволяющего измерять фазовые сдвиги и осуществлять коррекцию или учет при обработке.
В пространственно-когерентных МП РЛС с частичной пространственной когерентностью, которая сохраняется на интервале времени порядка времени наблюдения, информация о начальных фазах сигналов не используется. Привязка позиций осуществляется только по времени и частоте.
В пространственно-некогерентных МП РЛС фазовая информация полностью исключается в результате детектирования сигналов до их объединения. Объединение сигналов может осуществляться на следующих уровнях:
· объединение видеосигналов после детектирования в каждой позиции;
· объединение обнаруженных отметок и единичных замеров; при этом вся первичная обработка проводится на каждой позиции, а на совместную обработку поступает только полезная информация;
· объединение траекторий, при этом первичная и вторичная обработка проводится на каждой позиции. Параметры траектории передаются в центр обработки, в результате которой отсеиваются «ложные» траектории.
Принято различать следующие группы МП РЛС:
· пространственно-некогерентные МП РЛС;
· активные пространственно-когерентные МП РЛС с кратковременной пространственной когерентностью;
· пассивные пространственно-когерентные МП РЛС, в которых используется излученный целью сигнал;
· пространственно-когерентные МП РЛС с продолжительной пространственной когерентностью.
Пространственно-разнесенные МП РЛС обладают следующими свойствами:
1. Высокие энергетические характеристики из-за использования энергии каждой передающей позиции всеми приемными.
2. Высокоточное измерение пространственного положения целей с использованием слабонаправленных антенн.
3. Возможность измерения не только трех координат, но и векторов скорости и ускорения.
4. Увеличение объема сигнальной информации для решения задач распознавания классов обнаруженных целей.
5. Повышение помехозащищенности от активных и пассивных помех.
6. Повышение живучести.
К недостаткам следует отнести следующее:
1. Необходимость совместного управления позициями.
2. Необходимость передачи данных по линиям связи.
3. Дополнительные требования по взаимной привязке.
4. Повышение требований к устройствам обработки.
5. Необходимость геодезической или навигационной привязки.
Таким образом, применение МП РЛС целесообразно при высоких требованиях к информативности, помехоустойчивости, живучести.
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.
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.
