Osnovi_teorii(прост учебник) (1021136), страница 79
Текст из файла (страница 79)
Радиолокационные станции обзора земной поверхности …Вероятность обнаруженияны волны, поляризации). Максимальная отраженная мощность будет притех ракурсах объекта, при которых волна падает перпендикулярно на зеркально отражающий элемент объекта, например, крыло самолета, стенуздания и т. п. Большой отраженный сигнал возникает также в том случае,когда конструкция объекта образует уголковый отражатель, направленныйна РЛС (обрывистый берег реки, фермы мостов и т. п.).Для расчета характеристик обнаружения объектов используются усредненные (по диапазону углов наблюдения) значения ЭПР σц. Расчетыпоказывают, что для обеспечения уверенного обнаружения малоразмерного объекта даже на фоне ровной открытой местности (σц / σф 1) требуется высокая разрешающая способность РЛС.PЛ = 10−4PЛТ =мест10−4Фонσσ=ц =2020мм 2 2Фонности–мест«луглетом»ности –2σσц==5м5м«луг летом»σσц=1м=1м22Разрешение нана местности,местности, ммРазрешениеРис.
7.8. Характеристики вероятности обнаружения объектовв зависимости от разрешающей способности по координатамНа рис. 7.8 показаны теоретически рассчитанные характеристики вероятности обнаружения малоразмерных объектов в зависимости от разрешающей способности РЛС. Так, для обнаружения с вероятностью 0,8 объекта с отражающей поверхностью σц = 20 м требуется разрешение около 10м по дальности и азимуту.
Необходимо отметить, что если разрешаемаяплощадка на местности меньше геометрического размера объекта, его изображение дробится на несколько элементов и σц в каждом элементе разрешения уменьшается, что необходимо учитывать при определении вероятности обнаружения.361Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системы7.4. Точность измерения координатРЛС бокового обзора позволяет получить РЛ изображения земнойповерхности с высокой разрешающей способностью. Ось х системы координат радиолокационного изображения (рис. 7.9) параллельна линии путиносителя РЛС и соответственно совпадает с путевой дальностью Dп на местности.
Ось y при боковом обзоре соответствует перпендикуляру к линиипути и, следовательно, наклонной дальности Д или горизонтальной дальности D от РЛС до точки наблюдения с учетом начальной дальности D0.vпПVУголсносаxD0ΔDDyЛиния путиРис. 7.9. Полоса просматриваемой местностипри боковом обзореРазвертка изображения по оси х (например, протяжка фотопленки)осуществляется пропорционально путевой скорости полета самолета vп.Скорость развертки vx автоматически регулируется от датчика путевой скорости так, что поддерживается постоянство масштаба изображения на оси х:Мx = vп / vx. Расстояние ∆x между наблюдаемыми точками на изображениив этом случае соответствует расстоянию на местности ∆Dп = ∆x Мx.
Масштабизображения по оси y определяется скоростью развертки по дальности. Еслидлина развертки пропорциональна наклонной дальности Д, то масштаб пооси y Мy = c / 2vy. Здесь с – скорость распространения света; vy – скорость развертки. При этом масштаб изображения по оси y будет искажен по сравнению с расстоянием на местности при ровной горизонтальной поверхностиземли.
Это обусловлено тем, что наклонная и горизонтальная дальности связаны между собой нелинейной зависимостью D = Д / cos α= Д 2 − H 2 . Прибольших дальностях наблюдения (по сравнению с Н) неравномерность масштаба будет небольшой и расстояние на местности будет соответствоватьрасстоянию на изображении: ∆Dп = ∆y Мy. На малых дальностях изображениесжимается, что необходимо учитывать при определении координат объекта.Для правильной передачи конфигурации площадных и протяженныхобъектов РЛ изображение должно быть равномасштабным, т. е. Мх = Мy.В реальных условиях работы РЛС масштаб изображения изменяется случайным образом как в пределах одного кадра изображения, так и от кадра362Глава 7. Радиолокационные станции обзора земной поверхности …к кадру.
Масштабные искажения в РЛС бокового обзора обусловлены случайными изменениями траектории полета самолета, нестабильностью скорости полета, угловыми колебаниями самолета, нелинейностью разверткииндикатора, неравномерностью протяжки пленки и рядом других причин.Точность измерения координат объектов относительно РЛС на РЛизображении определяется: потенциальной точностью, зависящей от уровняшумов на изображении и разрешающей способности; случайными изменениями масштаба изображения. Потенциальная точность измерения наклонной дальности – разрешающей способностью (длительностью импульсов)по дальности и может быть очень высокой. Потенциальная точность измерения путевой дальности Dп – разрешающей способностью по азимуту, т.
е.шириной реальной ДНА в РФА или шириной синтезированной ДНА в РСА.Потенциальная точность измерения азимута неподвижных объектов относительно самолета в РСА исключительно высока (доли минут). Однако реальная точность обычно гораздо меньше и определяется ошибками измерения угла сноса и скорости полета носителя РЛС, а также масштабными искажениями изображения вдоль оси х. При боковом обзоре основную рольиграют погрешности измерения угла сноса, составляющие порядка 2 мрадпри использовании инерциально-доплеровской системы. При измерениигеографических координат объектов, расположенных на РЛ изображении,к погрешностям измерения координат относительно РЛС добавляются погрешности измерения местоположения самолета – носителя РЛС.Другой способ измерения географических координат объектов на РЛизображении заключается в привязке отметок измеряемых объектов к ориентирам на местности, координаты которых определены на топографическойкарте.
Привязка по ориентирам осуществляется совмещением двух или болееотметок характерных ориентиров (дороги, изгиба реки, озера и т. п.) с соответствующими контрольными точками на топографической карте. Точностьпривязки с использованием ориентиров зависит от размеров и конфигурацииобъектов, разрешающей способности и масштаба изображения. Например,при масштабе 1:250 000 (в 1 см 2,5 км) точность привязки равна 125 м.Существенное влияние на точность измерения координат и привязкиизображения к карте имеет характер рельефа в районе ориентиров и объектов.
Возвышение объекта и элементов местности приводит к искажениюмасштаба по дальности и появлению РЛ теней (рис. 7.10). Например, расстояние на местности между точками 3–4 гораздо больше, чем на изображении, а точки 7–13 на изображении отсутствуют, так как находятся в областитени. Особый характер имеет искажение координат движущихся объектовв РСА. Если объект движется с радиальной относительно самолета скоростью vц, то его отметка на РЛ изображении РСА оказывается смещенной поазимуту относительно своего истинного положения на местности на угол,пропорциональный скорости движения объекта (цели) – рис. 7.11.363Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системыОтображаемые сигналы на развертке дальностиРис. 7.10.
Образование радиолокационной тениНеподвижнаяцельvпИзображениенеподвижнойцелиxθθyDнИзображениеместностиДН реальнойантенныаvп.цυпx2∆θΔθθИзображениеподвижнойцелиDнvцy1Тень от подвижной целиvцбvп.цvпθ∆θ2xΔθDнvцy1vцвРис. 7.11. Формирование изображения движущейся цели: а – неподвижная цель; б –цель, движущаяся с малой скоростью; в – цель, движущаяся с большой скоростью364Глава 7. Радиолокационные станции обзора земной поверхности …Если цель неподвижна (рис. 7.11, а) и расположена под углом θ = 90°к линии пути самолета, ее изображение будет сформировано также под углом θ = 90° к оси х. Если цель начинает двигаться с радиальной скоростьюvц в направлении к самолету (7.11, б), то такую цель можно рассматриватькак цель в точке 2, неподвижную относительно самолета, движущегося соскоростью vп.ц по траектории, повернутой на угол ∆θ = vц / vцп.
Соответственно в системе обработки изображение подвижной цели сместится наугол ∆θ = vц / vцп относительно своей истинной координаты.Если отношение радиальной скорости цели к скорости самолета буv Δβдет больше половины ширины луча, измеряемой в радианах ц > 0,5 , тоvп2изображение движущейся цели будет наблюдаться вне изображения местности (рис. 7.11, в), что позволяет селектировать движущиеся цели.7.5. Характеристики полосы обзораРазмеры полосы обзора и ее удаление от РЛС определяются тактическими задачами, решаемыми самолетом, и ТТХ РЛС. С помощью РЛС бокового обзора возможно получение РЛ изображения в виде двух полосс каждой из сторон траектории полета самолета – носителя РЛС либо одной полосы с выбранной стороны обзора.
Ширина полосы обзора по дальности в основном определяется решаемыми задачами и возможностямисистемы регистрации РЛ сигналов (индикатор-фотопленка). Число разрешаемых элементов вдоль развертки на индикаторе определяет число разрешаемых элементов на местности в полосе обзора и, следовательно, ширину обзора. Максимальная длина полосы обзора определяется запасомпленки на борту и дальностью полета самолета.
Обычно обзор ведется нанескольких прямолинейных участках маршрута, длина которых определяется решаемыми тактическими задачами.Удаление ЗО от линии пути самолета в течение пролета участкамаршрута остается постоянным. На различных участках маршрута удаление можно менять, регулируя величину задержки развертки по дальностив индикаторе. Минимальное удаление полосы обзора определяется допустимой степенью ухудшения разрешения по дальности при приближенииполосы к линии пути самолета.
Обычно минимальное удаление составляетвеличину (1–2) Н. Поэтому РЛС бокового обзора не просматривает полосуместности шириной (2–4) Н непосредственно под самолетом. Максимальное удаление полосы обзора от самолета определяется дальностью действия РЛС. Высота и скорость полета самолета оказывают существенноевлияние на характеристики РЛ изображения.
При увеличении высоты365Раздел II. Подсистема радиолокационных средств радиолокационной системырасширяется непросматриваемая полоса местности под самолетом, увеличивается дальность действия РЛС и соответственно повышаются требования к ТТХ РЛС и стабильности траектории полета носителя. В то жевремя при увеличении высоты растет максимально возможное удалениеполосы обзора РЛС, ограничиваемое кривизной земли и наличием РЛ теней. При увеличении скорости уменьшается время обзора заданного участка маршрута, но при этом возрастают требования к техническим параметрам РЛС.Таким образом, синтезирование апертуры представляет собой технический прием, позволяющий существенно повысить разрешающую способность радиолокатора в поперечном относительно направления полетанаправлении и получить детальное изображение радиолокационной картыместности, над которой совершает полет ЛА.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
