Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 110

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 110)

Если в стробе оказалось несколько отметок, возникает необходимость во втором этапе — этапе точной идентификаиии, на котором из нескольких отметок выбирается одна, с наибольшей вероятностью принадлежащая данной траектории. Если в строб сопровождения траектории не попало ни одной отметки, то проверяется критерий сброса траектории и, если он не выполняется, за текущее положение цели принимается экстраполированная оценка. Отметки, которые не попали в строб сопровождения ни одной из траекторий, принимают за первые отметки новых траекторий, по ним начинается процесс обнаружения траектории.

При сопровожлении групповых целей стробы сопровождения некоторых из входящих в группу ЛА могут пересекаться и попадающая в область пересечения отметка может соответствовать любой из возможных траекторий, а также являться ложной. В этом случае необходимо осуществлять оптимальную идентификацию всего набора отметок, попавших в стробы пересекающихся траекторий, с набором этих траекторий.

Формирование наборов отметок для пересекающихся стробов на рис. 14.! выделено отдельным блоком накопления отметок. После того как сопровождаемой траектории присвоена новая отметка, производится фильтрация параметров траектории. Для решения этой задачи необходимо знать статистические свойства погрешностей измерения (ковариациопную матрицу К вектора х)„ а также априорную информацию о цели, заданную в виде модели ее движения. Двух- или трехкоординатная РЛС измеряет местоположение цели в полярной или сферической СК соответственно. Траекторную обработку (особенно идентификацию и фильтрацию) целесообразно производить в прямоугольной (декартовой) СК. Основное ее преимущество состоит в том, что равномерное прямолинейное движение цели, а также несложные маневры в этой системе описываются линейными дифференциальными или разностными уравнениями, в то время как в других СК даже при прямолинейном движении цели уравнения оказьцгаются нелинейными. Это существенно усложняет обработку и может привести к дополнительным ошибкам (8!.

Преобразование координат можно выполнять двумя способами: либо на входе СТО, как это показано на схеме, представленной на рис. 14.1, либо непосредственно в траекторном фильтре (подробнее об этом в подразд. 14.5). Поскольку преобразование координат в виде отдельной операции в одиночной РЛС не является необходимым, соответствующий блок на схеме показан пунктиром. 14.2. Модели движения целей, сопровождаемых системой траекторной обработки Классификация моделей движения мавеврирующих целей. Основой всех моделей описания динамики объекты является уравнение движения: по прямой, по окружности, по баллистической траектории и т.д.

Объект, совершающий движение в соответствии с известным уравнением, считается неманеврирующим. Маневром называется изменение характера движения под действием случай- 549 ных или детерминированных сил. Сопровождение маневрирующих целей является весьма сложной задачей, поскольку в большинстве случаев отсутствуют точные априорные знания о характере маневра. В основе большинства моделей движения, используемых для сопровождения маневрирующих целей, лежит предположение, согласно которому связь между значением вектора состояния цели х„в некоторый момент времени х и значением этого же вектора в предыдущий момент времени )г — ! задается линейным уравнением состояния: х„= Е„,хь, + С„,вг, + зг„, (14.

1) где Р„, — матрица экстраполяции, отражающая взаимосвязь предыдущего и последующего значений вектора оцениваемых параметров; б„, — входная (управляющая) матрица; в„, — вектор ускорений; я'„— вектор случайных ускорений (шум процесса)— белый шум с нулевым средним и ковариационной матрицей 9„.

Динамические модели движения маневрирующих целей различаются способом представления вектора ускорений (маневра) вн в зависимости от вида которого их можно классифицировать следующим образом. 1. Модели, в которых неизвестный вектор ускорений вг считается случайным процессом с нулевым средним, а згг — относительно слабым шумом процесса, который определяет полосу пропускания фильтра.

Процесс, которым моделируется вектор ускорений, может быть белым (некоррелированным) или окрашенным (коррелированным). 2. Модели, в которых вектор ускорений в„считается неизвестным, но детерминированным и подлежащим оценке на каждом шаге работы алгоритма. Часто этот вектор считается постоянным за время между наблюдениями и равным одному из заранее определенного множества возможных значений. 3. Модели, в которых считается, что цель находится в одном из Ф конечного множества состояний (мод) М, в (М,),, где Ю вЂ” число возможных состояний. Переход между состояниями осуществляется по некоторому закону, в качестве которого чаще всего принимается марковская цепь с известными вероятностями перехода.

Модели двух последних групп называются смешанными (гибридными), поскольку оцениваемый случайный процесс (ускорение) содержит как дискретную, так и непрерывную составляющие. В зависимости от выбранного способа представления движения маневрирующей цели выбираются соответствующие алгоритмы фильтрации (см. подразд. 14.5). Траектория движения воздушных целей может быть представлена в виде совокупности участков, соответствующих тому или 550 !1 Т[ ° матрица экстраполяции Гс„= йаа[Гс~, Го, [; Гс~ = ~ [О 1~' ° входная матрица 60 = йая[йс~, ис„[; йсх = [Т'/2 Т[т, где Т вЂ” разница во времени между отметками х„и х„н т.

е. период обзора РЛС. Ускорения по различным координатам могут отличаться, отражая особенности движения конкретной цели. В зависимости от величины дисперсии шума процесса различают модели с малым и большим уровнем шума; обозначим эти модели СЧ1 и СЧ2 соответственноо. 2. Движение с постоя н н ы м ускорением (СА— Сопя!во! Ассе!егайоп). Величина ускорения является неизвестной и подлежит оценке траекторным фильтром.

Изменение ускорения по каждой координате за время между измерениями является случайной величиной и задается последовательностью в виде белого шума с нулевым средним. Параметры модели: ° вектор состояния цели х = [х, в„, а„, у, о„а,[т; 1 Т Тз/2 О 1 Т О О ! ° матрица экстраполяции Есд -- йая[ГсА, ГсА [; Гс„= ° входная матрица Ссх — — йая[и<„, кс ); ис, =[Т'/2 Т ![~. Аналогично модели движения с постоянной скоростью в данной модели может быть задана малая или большая дисперсия до- 551 иному режиму движения, например равномерному или маневру. При этом движение ЛА имеет два вида неопределенности: непрерывную (координаты, скорость, ускорение) и дискретную (наличие и вид маневра).

Такое движение лучше всего моделировать при помоши смешанных случайных процессов, которые используются для описания динамических стохастических систем со случайной структурой. Моделирование участков траекторий маневрирующих целей.

Представление движения цели смешанным случайным процессом подразумевает, что на каждом из участков траектория описывается собственной моделью. Рассмотрим наиболее часто используюшиеся модели. 1. Движение с постоянной скоростью (СЧ— Сопя!ап! Че!ос[!у). Ускорение, задаваемое в виде белого шума с нулевым средним, описывает случайные отклонения цели от такого движения, например вследствие рыскания.

Параметры модели: ° вектор состояния цели х = [х, г„, у, о„[г; пустимых изменений ускорений. В случае с малой дисперсией она называется моделью движения с «почти» постоянным ускорением. Обозначим зти модели соответственно СА! и СА2. 3. Поворот с известной постоянной угловой с к о р о с т ь ю (СТ вЂ” Соогс)!пасес( Твгп). Эта модель(обозначим ее СТ1) описывает маневр, при котором цель, двигаясь с постоянной скоростью, совершает поворот с постоянной угловой скоростью а. При этом а,= — ао„; аг=ао,. Ситуация, когда цель совершает поворот с постоянной и известной еще на этапе проектирования угловой скоростью, возникает при сопровождении гражданских ЛА в зонах аэропортов, где маневры самолетов строго регламентированы.

Вектор состояния и входная матрица этой модели соответствуют модели с постоянной скоростью, а матрица экстраполяции имеет вид О ог' (а — сов(а Т)) О -яп(аТ) 1 со-' яп(а Т) О сов(аТ) 1 ог' яп(ог Т) О сов(а Т) О со ' (со — сох(соТ)) О яп(соТ) 4. Поворот с неизвестной постоянной угловой скоростью. Если угловая скорость поворота воздушных целей заранее неизвестна, то следует включить ее в вектор состояния цели (модель СТ2). При этом уравнение состояния становится нелинейным вследствие нелинейного характера зависимости матрицы экстраполяции от скорости поворота: х„= Гсгг(а)х„, е б~~,вс н 14.3. Алгоритмы обнаружения и сброса траектории Алгоритм обнаружения траектории.

Обнаружение новой траектории начинается после проверки принадлежности полученных за обзор отметок сопровождаемым траекториям. Если какая-либо отметка не соответствуют ни одной из них, принимается предва- 552 Параметры модели: «вектор состояния х = [х, о„, у, о „а[г; ° матРица экстРаполЯции Гсвг — — с(спаб[рст„(); ° входная матрица Сстг = с)МКстг Кстг О[ ° встг — — [и„, и,)т — последовательность в виде белого шума, отражаюшая зависимость случайных ускорений по координатам х и у от значения а. рительное решение о наличии новой цели и начинается процесс обнаружения ее траектории. Наиболее распространенным алгоритмом обнаружения траектории в настоящее время является метод серийных испытаний [81. В общем случае этот алгоритм (рис. 14.2) включает в себя два этапа: ° этап завязки траектории, на котором устанавливается факт возможного наличия новой цели и производится первоначальная оценка параметров ее движения; ° этап подтверждения завязанной траектории, на котором подтвержлается, что в данной области пространства есть цель с оцененными на предыдущем этапе параметрами движения.

На этапе завязки траектории выставляется строб первичного захватна 1, в который должна попасть отметка от цели на одном из ()т' — 1) последующих обзорах. Этот критерий обозначается как «2 из М», при этом первой из двух необходимых для завязки отметок считается начальная.

Строб захвата имеет форму кольца, центром которого является положение первой отметки, а величина определяется максимальной и„«„и минимальной р м ожидаемыми скоростями целей. На первом обзоре внутреннии радиус равен в мТ, внешний — и «,Т, где Т вЂ” период обзора РЛС. Если строб первичного захвата выставляется на второй, третий,, (М вЂ” 1) обзор, его размер пропорционально увеличивается.

Характеристики

Список файлов книги