Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации (1974)

6Ф2. 4K89УДК 621.396.96Редакция литерагЛуры по вопросам космической радиоэлектроникиКузьмин С. 3.К89Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации, М., «Сов. радио», 1974432 с. с ил.Материал книги представляет собой дальнейшее развитие методовсинтеза и анализа основных алгоритмов цифровой обработки информации, вошедших в книгу автора «Цифровая обработка радиолокацией,ной информации», изданную в 1967 г.Книга предназначена для инженерно-технических работников, связанных с проектированием и эксплуатацией автоматизированных радиолокационных систем, а также для аспирантов и студентов..30402-064046(01)-74, та14-74Издательство «Советское радио», 1974,6Ф2.4ПредисловиеШирокое внедрение цифровой вычислительной техники во все сферы производства и управления привело к возникновению ряда новыхнаучных направлений.

Одним из таких направлений является цифровая обработка информации, в том числе, цифровая обработка радиолокационной (радиотехнической) информации, производимая в интересахрешения задач обороны, при исследовании космоса и для решения ряданаучно-технических и народнохозяйственных проблем.В данной книге изложены основы теории цифровой обработки радиолокационной информации применительно, главным образом,к РЛС обнаружения и сопровождения.

Материал книги представляет собой дальнейшее развитие методов синтеза и анализа основных алгоритмов цифровой обработки, вошедших в книгу автора «Цифроваяобработка радиолокационной информации», изданную в 1967 г.Книга состоит из двух разделов. В разделе I (гл. 1—4) излагаютсяобщие вопросы теории синтеза и анализа цифровых информационныхсистем применительно к проблеме обработки радиолокационной информации. Глава I содержит элементы статистической теории обработкирадиолокационных сигналов, элементы теории дискретизации и квантования, вводятся статистические критерии для оптимальной обработкиквантованных радиолокационных сигналов.

В гл. 2 приводятся сведения из абстрактной теории синтеза устройств и алгоритмов для переработки дискретной информации. В гл. 3 рассматриваются методы анализа дискретных систем с применением математического аппарата дискретных цепей Маркева для определения вероятностных характеристик, а также теории массового обслуживания для расчета пропускнойспособности устройств и алгоритмов обработки радиолокационной информации. В гл. 4 рассматриваются методы исследования алгоритмовобработки радиолокационной информации путем статистического моделирования на универсальной ЦВМ.Раздел II (гл.

5—10) посвящен исследованию конкретных методови алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации.В гл. 5 излагаются вопросы анализа и синтеза алгоритмов и устройствцифровой первичной обработки радиолокационных сигналов. Рассматриваются вопросы- реализации алгоритмов первичной обработкина ЦВМ. В гл. 6 излагаются вопросы синтеза основных операций вторичной обработки радиолокационной информации. Основными здесьявляются вопросы статистической оценки параметров траекторий прификсированном объеме выборки.

В гл. 7 излагаются вопросы анализаи реализации алгоритмов обнаружения и сопровождения траекторийцелей. В гл. 8 излагаются вопросы обнаружения и селекции сигналовв стробах индивидуального сопровождения применительно к цифровымрадиолокационным измерителям: синтезирован оптимальный алгоритмобнаружения и селекции сигналов в двумерном стробе и произведенанализ его статистических характеристик, рассмотрены упрощенные алгоритмы обнаружения и селекции сигналов'в стробе. Гл.

9 посвященарассмотрению теории последовательного сглаживания (фильтрации)параметров траектории. Рассмотрены вопросы обнаружения маневрацели и некоторые методы оценки параметров траекторий маневрирующих целей. В гл. 10 изложены некоторые вопросы отождествления иобъединения радиолокационной информации, полученной от нескольких разнесенных источников.При изложении материала раздела II непосредственно используется теоретический материал, изложенный в разделе I.В книге принята тройная нумерация формул (номер.главы, номерпараграфа и порядковый номер формулы в пределах параграфа).

Приссылках на формулы в пределах параграфа указывается только порядковый номер, при ссылках на формулы из другого параграфа той жеглавы указывается номер параграфа и порядковый номер формулы,при ссылках на формулы из других глав указывается полный (тройной) номер.

Книга написана по. материалам открытой отечественнойи зарубежной литературы. Список основной использованной литературы приводится в конце каждой главы.При написании книги и подготовке ее к печати автор получил большое число полезных советов и рекомендаций от своих коллег по научной и педагогической работе. Особо необходимо отметить плодотворное влияние совместных работ с докт. техн. наук Ярушеком В. Е.,канд. техн.

наук Колосовым Л. В. и Руженцевым В. Н. Всем им авторвыражает свою признательность.При оформлении рукописи неоценимую помощь оказала Т. М.Кузьмина.Автор особо признателен рецензентам книги докт. техн, наукпроф. И. А. Большакову и докт. техн. наук проф. В. В. Липаеву заряд ценных советов и пожеланий, во многом способствовавших улучшению книги.Автор с большим интересом и благодарностью примет все замечания и предложения по существу вопросов, изложенных в книге.ВВЕДЕНИЕ. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИПонятие о системе обработки радиолокационной информации. В настоящее время широкое применение находят автоматизированные системы управления и наблюдения (АСУ) за воздушной (космической)обстановкой для решения задач противовоздушной (противокосмической) обороны, а также для решения целого ряда научно-техническихи народнохозяйственных задач (исследование космоса, управлениевоздушным движением и т.

д.). Важнейшей составной частью таких АСУявляется радиолокационная система сбора и обработки информацииоб объектах (целях), подлежащих разведке.В радиолокационную систему входят (рис. В.1):— измерительный радиолокационный комплекс, включающийодну или несколько РЛС;— комплекс вычислительных средств (система) обработки радиолокационной информации;— комплекс средств передачи информации между элементами радиолокационной системы и к потребителям;— средства управления, предназначенные для обеспечения согласованной работы всех элементов.Круг задач, решаемых радиолокационной системой, варианты.построения и требования к составляющим ее комплексам определяютсяназначением и принципами функционирования АСУ, в которой радиолокационная система является основным источником информации.

Насв дальнейшем будет интересовать только та часть радиолокационнойсистемы, в которой производится обработка информации.Как элемент радиолокационной системы, системы обработки радиолокационной информации непосредственно связана с источникамирадиолокационных сигналов и должна обеспечивать решение следующих задач:— «отсеивание» помех и выделение полезных сигналов, несущихинформацию об интересующих систему управления целях;Измерительнё/йрадиолокационный комплексСистемаобработкирадиолокационнойинформацииСистемапередачи радиолокаииотойинформацииСредстваулра&лет* #ной системеРис. В.1.

Состав радиолокационной системы.— определение параметров отраженных сигналов;— «увязывание» отраженных сигналов в траектории -и определениепараметров этих траекторий;— селекция траекторий целей по признаку их важности для системы;— формирование обобщенной воздушной (космической) обстановкив зоне ответственности (в зоне действия) системы управления.Уже из предварительного знакомства с задачами, решаемыми в системе, обработки радиолокационной информации, усматривается многообразие выполняемых системой функций, связанных с поэтапной переработкой больших потоков информации. Каждый этап обработкисводится к выполнению определенного набора операций над входнымисигналами и может осуществляться в отдельных устройствах той илииной сложности.

Система обработки может быть, таким образом, представлена как совокупность элементарных подсистем, между которымиимеются сложные взаимосвязи. Такие системы получили названиесложных кибернетических систем.Сложность системы обработки делает, как правило, невозможнымформализацию и анализ ее работы в целом. Поэтому предварительносистему приходится разбивать на элементы и изучать первоначальноих функционирование. В общем случае разбиение сложной системы наэлементы может быть выполнено неоднозначно и во многом определяется конкретным назначением системы.

Однако целесообразно производить разбиение так, чтобы элементы имели четко выраженное функциональное назначение и наряду с этим было возможно производить ихописание с достаточно общих математических позиций.В связи с таким подходом процесс обработки радиолокационнойинформации можно разделить на следующие функционально законченные операции.1. Обнаружение полезных (отраженных от целей) сигналов и формирование радиолокационных отметок. Задача обнаружения сигналовсостоит в вынесении однозначного решения: либо сигнал есть (S > 0),либо сигнала нет (S ~ 0). Оптимальность решения задачи обнаружения сигналов понимается, как правило, в смысле обеспеченияминимального числа ошибочных решений.2.