Куприянов А.И., Сахаров А.В. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы (2007), страница 7

Чаще всего средства РРТР для местоопределения источников излучения используют триангуляционные методы. Но находят применение и нные ив~оды — взаимо- корреляционные, основанные на разностно-дальномерных измерениях. Возможно применение комбинированных методов местоопределения. 2.1.

Триангуляционные системы Принцип триангуляционного местоопределения основан на пеленгации источника излучения — измерении азимута и угла места. Линней положения — геометрическим местом точек, которым соответствуют постоянные значения измеренного азим)та а" = сопи н угла нес~а б* = сопаг, является прямая. Поэтому точка положения нзлучаюгцсго объекта в пространстве может быть определена на пересечении двух таких прямых, т. е. по двум парам оценок (а*; )3*), измеренных в двух точках, разнесенных в пространстве. Местоопределение на плоскости на основе измерений азимута иллюстрируется чертежом рис. 2.1. к, у) ка О П, Рвс. 2.!.

Трионг>иннионное иеегноонреденение Пеленгаторы расположены на поверхности Земли в точках П, и П. на Расстоянии г) друг от лруга. С пеленгаторами связаны декартовы топо- центричсские системы координат соответственно П~к~ у~ н Пз кзуь Глава 2. Сиеивели мееваввпредевения в РРТР Если в качестве базовой системы принять систему П,х,у~ я Оху, то координаты обьекта разведки (х, у) в этой системе можно оценить на основе очевидных из рис.

2.! геометрических построении: сока, к)паз х = е( к!п(аз -а,) (2. 1) к!па, сока у = е) к!п(аз — а, ) Как видно из (2,1), опрелеление координат невозможно, когда к!п~а, — а,)=0, т. е, при нахождении объекта разведки на продолжении базы триангуляционной системы (на координатной оси Ох рис. 2.1). Длл исключения таких вырожденных случаев, триангуляционные сисгемы местоопределения оснащают тремя пеленгаторами, расположенными в трех точках, не лежащих на одной прямой.

Из (2.1) видно также, что координаты объекта разведки можно вычислить и на основе измерений не азимутов а~ и ап а функций от них, например -- направляющих косинусов сока, и соказ. При этом алгоритм може~ оказаться проше, а трудоемкость вычислений меньше. Триангуляция применима и для определенил пространственных координат объектов в трехмерном пространстве Охус. Такие измерения формируются дяухкоординатными пеленгаторами, измерлюшими кроме азимута еще и угол места объекта разведки.

Для определенил трех пространственных координат объекта разведки в принципе достаточно трех независимых измерений. В четырех измерениях (двух азимутов и двух углов места) содержится избыточность. Практически число измерений для местоопределения не только не уменьшают, но даже увеличивают за счет применения большего числа пеленгаторов: при двух пеленгаторах возможны такие ситуации, когда по крайней мере две из трех пространственных координат не определяются.

Для обеспечения точного местоопределения объектов, удаленных на очень большие расстояния, приходится применять триангуляционные системы с базами в десятки и сотни километров. Для таких систем приходится пользояаться не формулами (2.1), а более точными соотношениями, учитывающими крияизну земной поверхности и исходящими из моделей сферической геометрии. Триангуляционный метод с использованием фазового пеленгатора, оцениваюгцего направляющие косинусы, иллюстрируется чертежом рис. 2.2, 2 Л триангуляционные сиселеиы Рнс. 2.2.

Триангуляция при измерениях напраеляющик косинусон Пусть в четырех разнесенных точках приема — точках расположения антенн — А,... Аг (рис. 2.2) с базами разнесения А,Аг = АзА4 = сг' установлены четыре независимых радиопеленгатора. Каждый из пеленгаторов измеряет направляюшие косинусы пелен1ов объекта разведки (ОР) сов«Р1 =Ч; и сов01 =~1; гн1:4.

(2.2) Г!о измерениям направляющих косинусов определяется местоположение ОР в системе координат О,",ху, т. е. декартовы координаты х, у,; источника излучения. Из рис. 2.2 следуют геометрические соотношения: (2.3) С учетом соотношений с) 41' х + — Я1 1 х — Яг 2, х — ЯЗРзз И4~4 2 2 а1 У = )41Ч1 — — гггЧг' У+ = )гзЧз' 2 — )(2 = А'1 —. ъз. Ч1 «4 Ч2 У ~~4Ч4 2 (2,4) Из (2.3) и (2.4) следует 2х = зз1 Ч1+сзг — ); 2У= )зз~Чз+Ч4 11 ( ~з) Ч2 нл (2. 5) 1ъ1 )згъг+ с) )ззЧз )з4Ч4+ с. 2 гс, = Н +хзг+ —; 4' 2 Яз = )г «- уд + —; 2 2 4 2 )'2 ) хс( + 2 2 4 2 )'4 ~ уг) + 2 2 4 Тливо 2.

Системы леетооореде,ниии в РРТР 40 Отсюла следуют соотношения для вычисления дальностей до объекта разведки. что часто бывает необходимо в системах РРТР: (2.6) а для вычисления двух декартовых координат можно получить соотно- шения: 2* ( е1 („,„1(„~,„1 «4 Ъ4 (2.7) 3 г( Так как 2Я =Я,4-Я~ — —, из (2.17) определяется дальность до объ- 2 екта разведки: (2.8) Используя (2.4) и (2.14), можно вычислить высоту объекта развелки над и о верх пастью 3емл и: (2.

9) При необходимости можно, пользуясь соотношениями (2.4), вычислить азим)т а и угол места () объекта разведки: сох ер у 1яа = — = — '; соаб Я (2.10) т, г х со51) = со5 04-СО5 При всей простоте и удобстве использования триангуляционные системы для местоопределения на основе независимых угловых измерений обладают существенным недостатком; они размножают цели. Этот эффект поясняется рис. 2.3. Я,~- =~1„9г — ~ г)1 4 Язг' 1! ~ ь2 чй( ' 3 ( Язгг =р 4 414 ъ4 Яог( ~ 413 4 г)4 ~з( 64 )4 22 й(еп1ос)ы в разнпспзпп-дасьпол1ерссых сис1пслспх лссспппс1Г1ес1с,1снип 4! Антенны пеленгаторов, расположенных «~ОР2 в точках П, и Пз, обладают конечной шириной диаграмм направленности. Если в ЛЦ2 пределах этой ширины наблюдаются не- Л1 1З сколько источников излучения (например, как на рис. 2.3 два источника ОР! и ОР2) ОР по азимутам, соответственно ан, аы и и„, а1З ада азз, то триангуляционная система кроме 11 12 испшных кооРдинаг (х,У,) и (хзУз) бУдет П, П определять и ложные координаты (х1у1) Ряс.

2.3. Эффекп1 разппозкспип и(лзуз). соответствующие этим коорди- яс1сй при пслспгасщп натам ложные отметки местоположения объектов разведки (Л(П и )! ((2 на рис. 2.3) находятся на пересечении линий пеленгов. Для устранения нежелательного эффекта размножения целей прихо дится использовать дополнительную информацию о положенши и количестве объектов разведки. Самый эффективный способ учета дополнительной информации — корреляционная обработка сигналов, принимаемых в пространственно разнесенных точках. Для триангуляционного определения пространственных координат объекта разведки вовсе не обязательно использовать неподвижные пеленгаторы, как на рис. 2.

!. Пеленгаторы могут перемешаться в пространстве. но при этом нужно. чтобы законы их движения (траектории) были бы известны и временные зависимости собственных мгновенных координат ((г), У(г), . (г)) учитывались бы при обработке. Так, на рис. 2.4, и иллюстрируется местоопределение наземного объекта по пеленгам с борта самолета радиотехнической разведки, а на рис. 2.4, б — с борта разведывательного ИСЗ. Измеряя пеленги на источник излучения в разных точках, которые последовательно занимает разведывательный летательный аппарат при движении по траектории рис.

2.4, а или по орбите рис. 2.4, б, и зная координшы этих точек, можно вычислить неизвестные коордщщты неподвижного излучающего объекта. 2.2. Взаимокорреляциониые методы в разиостио-дальиомерных системах местоопределения Триангуляционная система местоопределения поддерживается измерениями пеленгов (или направляющих косинусов) объекта разведки.

В совокупности оценок пеленгов из разных точек пространства разрушена значительная часть информации о принимаемом сигнале, в частности, 42 Глава 2. Системы местоопределения в РРТР Рис. 2.4. Триангуляция при подвижном пеленгаторе о взаимной корреляции принимаемых в этих точках сигналах разведываемого объекта. Учет такой информации может существенно повысить точность местоопределения. Взаимную корреляцию сигналов в разных разнесенных точках используют разностно-дальномерные методы местоопределения. Геометрические соотношения, иллюстрирующие применение метода разностно-дальномерного местоопределения, иллюстрируются рис. 2.5.

Рис. 2.5. К принципу разностно-дальномерного спосогт местоопределения Местоположение источника излученвгя на плоскости определяется в результате измерения разности моментов времени приема сигнала в двух точках, разнесенных на величину базы И. Геометрическое место точек, соответствующих измеренной разности дальностей лг, (к, у) — А2 (х, у) = = 622,2 — — сопай — гипербола. 2 2, Методы в разноса~но-дояьнолсерных система.с местоонределеная 43 Положение источника излучения находится как точка пересечения двух гипербол, лля построения которых нужно измерить лве разности дальностей сУЯ,~ и слЯд на лвух базах с)ы и с)зз.

Лля определения трех пространственных координат нужно соответственно получать три независимых измерения на трех базах. Разности дальностей до объекта разведки опрелеляются взаимокорреляционными измерителями. Структура взаимокорреляционного измерителя приведена на рис. 2.6. Рис. 2.6. Лзаимонорреяяааонный неленгатор Эта структура подобна схеме фазового пеленгатора и содержит двухканальное радиопрпемное устройство с общим гетеродином (Г) на оба канала, измерительную линию задержки (Г!3), собственно измеритель, состоящий из перемножителя и интегратора, систему управления (СУ), синхронно управляющую линиями задержки.

В этом следящем измерителе сигналы с выходов обоих каналов перемножаются, результат перемножения усрепняется и управляет задержкой в измерительной линии ~ЛЗ), устанавливая дт', при котором максимизируется выходной эффект измерителя С(Т). Оценка дт" — это формируемый схемой выходной отсчет. На выходе измерителя функции взаимной корреляции включена дифсререн пирующая цепь ссусгГ для формирования нечетной дискриминацион- ной характеристики. Глава 2 Сиееаевм местоопределение в РРТР и, (1) = Ке (Е, (1) е'мм ~; и,(1) =и (1 — Аг) = Ке~Е,(1 — ехг)е' '( (2.1! ) гле М Я!-Яз Ат = — = =1! — 1з с с (2.1 2) — измеряемая взаимокорреляционным измерителем разность задержек когерентных сигналов.

связанная с пеленгом соотношением Ая„= (с ..Е = сЛ1. (2.13) Общий гетеродин в точке 3 создает напряжение и„(1)= Ке)Е е1!"'В~= Кет(Е е~ При идеально идентичных комплексных коэффициентах передачи приемников Кт в точках 4 и 5 формируются напряжения (т,(1) = К, Ке)(Е„(1)Е„еу"' "~; (т!(1) = Кх Ке(Еа(1 — Ь! )Еле' "" е '"" ' ~'. (2.14) Высокочастотная взаимокорреляционная функция принимаемого сигнала Ке (т) = (и„(1 ) иа (1 л- т) ) = т ! = (ив (1) иа (1 + т)г)1 = — Ке(Ее (т)ехР(Уозат)), 2 (2.15) где т г0(т) =) ЕО(1)ЕО(1+т)е(1 о (2.16) — огибающая корреляционной функции А'„(т).