Бакулев (П. А. Бакулев. - Радиолокационные системы), страница 50

14.6. В чем преимушество приборов ПЗС перед приборами цифровой обработкой сигналов? Глава 15. Вторичная обработка радиолокационной информации Управление летательными аппаратами для регулирования воздушного движения, предотвращения столкновений или выведения ЛА в заданную точку пространства требует определения траекторий движения и их параметров (координат и полного вектора скорости). В изложении материала данной главы использована работа (121 и другие работы того же автора.

Отнесение отметок разных обзоров (сканов) при просмотре зоны обзора РЛС к единой траектории (обьединенне отметок в траектории) и фильтрация (сглаживание) отметок производятся в процессе вторичной обработки радиолокационной информации. Определение траекторий ЛА снижает вероятность ложной тревоги, так как отбраковываются и исключаются из дальнейшей обработки отметки, не появляющиеся на следующих обзорах.

В многопозиционной радиолокации при прокладке траекторий возможно объединение информации от нескольких РЛС. Обнаружение и сопровождение траекторий обычно осуществляется с использованием ЦВМ. Один из возможных способов обнарухгения траектории цели по данным обзорной РЛС представлен на рис. 15.1, где схематично показана часть зоны обзора, ограниченная по дальности расстоянием лн .

В пре- 3 делах зоны имеют- н„в лв, ся отметки (целей), истинные, изобра- ,Ф З„в женные зачерненными кружками, и ложные, изобра- к 1 тв Фк унй 3 хгенные пУстыми и 16 1 кружками. Окружности с изменяю- а ~\1 1 шимися радиуса- я) ми, в которых за- и„ ключены отметки, являются математическими стро Рнс. 15.1. Ойнаруженне н сонровожланне траевторня бами-селекторами (Я„,), а усеченные сектора (показан олин) — физическими стробами-селекторами (ЯИ). Пунктирными и сплошными линиями показано перемещение отметок.

16.1. Обнаружение и сопровождение траекторий 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 обьясняется 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 гл.З и 9.

Качественными показателями при сопровождении траекторий могут служить вероятности обнаружения истинной О, и ложной Г„траекторий, среднее время обнаружения истинной Г, и ложной г, траекторий и среднее число Ул, передаваемых на сопровождение ложных траекто- рий. Если появилась отметка у(А,!) = у(й,а,г) в некоторой точке зоны обзора РЛС (рис. 15,!), то необходимо принять ее за исходную отметку траектории новой цели. При известных минимальной и максимальной скоростях движения цели (г,„,„++ К,„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 г„„„=(г„мТ,ь, и большей с радиусом г„„„= (г„, Т~,.

Операция формирования областей Я называется сл~робировалием, а сами области — стробами. Физический проб 59, формируется селекторным импульсом У, и бИ и азимутальным стробом Ба (шириной ДНА). Математический строб Я„~ может быть любой формы (на рис. 15.! — круг). В строб Я, мохгет 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 гнь то среднюю скорость можно определить из соотношения )г =г„!Т.г а новое положение отметки экстраполировать по формуле гзз= (;„Тм, Операция расчета начальных значений параметров (скорости, направления движения) называется оценкой этих значении„а операция расчета возможного полоясения отметки на следующий обзор — экслцзиполяцией(предсказанием). 296 Вокруг экстраполированных отметок (на рис. ! 5Л обозначены пустыми кружками) вновь образуются круговые стробы $ь 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 Яэ в третьем обзоре попала отметка (зачерненный кружок), то она считается принадлежащей обнаруживаемой траектории и эта траектория продолжается. При попадании отметок в А стробов подряд принимается решение об обнаружении траектории и она передается на сопровождение (критерий 1г из и) (см.

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 саправаэсдениеи 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 (Я, -э Я, -+ Яэ -+5„-+ Я, ). 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 (Яз), 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 Я„, на рис. !5Л). 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 54 на рис.)5.!.

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 рисчеты). 16.2. Сигналы и помехи в системах вторичной обработки Как правило, на вход системы вторичной обработки поступают отметки целей в виде цифровых кодов, которые соответствуют координатам мгновенного положения как истинных, так и «ложных» целей. Входную реализацию в системе вторичной обработки можно представить, как н в гл. 3, в виде суммы полезного сигнала и помехи: у(!) = у(0,!)+ !у(г), (!5.!) где (/(Од) — полезный сигнал, представляющий собой траекторию движения цели; Ф(!) — помеха в виде случайного процесса, искажаю- щего траекторию.