Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 111
Текст из файла (страница 111)
Обнаружение траекторий продолжается по всем отметкам, попавшим в строб первичного захвата. Этим гарантируется высокая вероятность обнаружения траектории истинной цели, однако при этом остается весьма высокой вероятность обнаружения ложной траектории. Для се уменьшения и нужен этап подтверждения траектории. Рис. 14.2. Процесс обнаружения истинной н ложной траектории по методу серийных испытаний; ° — истинная отметка; Π— ложная отметка; гб — зкстраволироваииая отметка; ! — строб первичного захвата; 2 — строб сопровожлсиия; — — истинная траектория; -- — ложная траектория 553 Завязанная траектория считается подтвержденной после выполнения критерия подтверждения «2, из М», согласно которому за Мпоследовательных обзоров должно быть получено не менее 2, отметок от цели.
Эти отметки должны попадать в соответствующие стробы сопровождения (см. подразд. 14.4), которые формируются вокруг экстраполированного на момент прихода текущей отметки положения цели. Если на этапе подтверждения в строб сопровождения попадает несколько отметок, для продолжения траектории при помощи алгоритма идентификации выбирается одна из них. Если же в стробе сопровождения не оказалось ни одной отметки, процесс подтверждения либо продолжается (если не прошло заданное число обзоров М), либо прекращается, при этом траектория исключается из дальнейшего анализа. Совместно оба эти алгоритма (завязки и подтверждения траектории) объединяются в единый алгоритм обнаружения траектории, который обозначается «2/Ф+ 1/М», Задача оптимизации процесса обнаружения траектории при методе серийных испытаний заключается в выборе оптимальных значений ДГ, /., и М критерия «2/)«'+ //М».
Оптимальность выбора значений может заключаться, например, в максимизации вероятности обнаружения истинной траектории при заданной вероятности обнаружения ложной траектории. При малом числе обзоров завязки и подтверждения и большом /. улучшается фильтрующая способность алгоритма, что проявляется в уменьшении количества ложных завязок траекторий, однако при этом увеличивается время обнаружения траектории и снижается вероятность завязки истинной траектории. Чем больше строб первичного захвата, тем выше вероятность попадания в него ложных отметок и, следовательно, выше вероятность завязки ложной траектории. Поэтому в системах сопровождения высокоскоростных воздушных целей стремятся по возможности сократить этап завязки, возлагая задачу отсеивания ложных траекторий на этап подтверждения.
Как правило, в таких системах используется критерий завязки вида «2/2». В общем случае задача оптимального выбора параметров алгоритма обнаружения траектории по методу серийных испытаний представляет собой довольно сложную задачу, которую решают для конкретных РЛС, заданной целевой и помеховой обстановки. Наряду с методом серийных испытаний для обнаружения траекторий был разработан метод последовательного анализа, который заключается в проверке (после каждого очередного поступления информации о цели) двух гипотез: о наличии и отсутствии траектории в данной последовательности отметок.
Этот метод более трудоемок, поэтому реже используется на практике, чем метод серийных испытаний, хотя отмечается, что он оптимален с точки зрения обеспечения максимальной вероятности обнаруже- ния истинной траектории при фиксированной вероятности обнаружения ложной траектории. Алгоритм сброса траектории с сопровождения. Основным критерием при принятии решения о сбросе траектории является появление некоторой пороговой серии пропусков отметок в стробах сопровождения. Расчет порога может быть выполнен с учетом накопленной к данному моменту неопределенности в положении цели, движение которой описывает данная траектория.
Эта неопределенность описывается ковариационной матрицей экстраполяции, которая при пропуске отметки на очередном обзоре увеличивается, что, в свою очередь, приводит к возрастанию размера строба сопровождения, выставляемого на следуюший обзор. Очевидно, что наибольшая неопределенность положения цели имеется при получении самой первой отметки ее траектории, когда параметры лвижения неизвестны. Этой начальной неопределенности соответствует строб первичного захвата. Естественно предположить, что когда в результате пропуска отметок размер строба сопровождения становится соизмерим с размером строба первичного захвата, процесс сопровождения данной траектории можно прекрашать. Этот критерий получил наименование точностиого критерия сброса ~8~.
Часто в СТО используется более простой критерий, в соответствии с которым сброс траектории с сопровождения производится при появлении пороговой серии из К пропусков отметок подряд. В этом критерии при принятии решении о сбросе не учитывается накопленная информация о параметрах движения цели, однако он намного проще в реализации. Главной проблемой является оптимальный выбор параметра К.
При увеличении К, с одной стороны, уменьшается вероятность принятия ложного решения о сбросе с сопровождения истинной траектории, с другой — увеличивается число находящихся на сопровождении ложных траекторий и их средняя продолжительность. 14.4. Алгоритмы идентификации отметок и траекторий При слежении за воздушными целями в общем случае ставится задача построения алгоритма идентификации для скоростных групповых маневрирующих целей при наличии помех. При этом необходимо учитывать, что в строб сопровождения данной траектории кроме отметки от сопровождаемой цели могут попасть отметки от соседних целей и ложные отметки, а так же то, что стробы сопровождения двух и более близко расположенных траекторий могут пересекаться.
Процесс идентификации включает в себя два этапа: 555 ° стробирование, на котором формируются наборы траекторий, в том числе с пересекающимися стробами, и наборы отметок, в эти стробы попадающие; ° точная идентификация, где каждой из траекторий в соответствии с выбранным критерием ставится в соответствие одна из отметок. Стробироваиие. Пусть имеются полученное на А-м шаге измерение х„с ковариационной матрицей К„и экстраполированная на момент прихода данного измерения оценка вектора состояния цели хм„, с ковариационной матрицей Рд„г В ходе стробирования следует определить, может ли принятое измерение соответствовать данной цели.
Отклонение измеренных координат цели от центра строба сопровождения определяется погрешностями экстраполяции координат траектории по предыдущим сглаженным значениям ее параметров, а также погрешностями единичного измерения координат цели. Они полагаются независимыми и нормально распределенными. В таком случае любое истинное (т.е. принадлежащее цели) измерение должно попасть в область пространства, описываемую эллипсоидом с центром в экстраполированной оценке хд,, )'(у) = (х в [» Б 'у < "~1), (14.2) где у = х„— х„1„, — вектор невязки; Я = Р й, +ʄ— ковариационная матрица вектора невязки; у — порог стробирования, зависящий от заданной вероятности рс попадания истинной отметки в строб (обычно 0,95. 0,99). Квадратичная форма р = утя 'у является скалярной величиной и имеет распределение у' с и степенями свободы (л — размерность вектора г), поэтому именно этим законом описывается вероятность попадания истинной отметки в строб сопровождения.
Таким образом, процесс стробирования состоит в следующем. 1. По заданной вероятности р6 для известного л определяется требуемое значение порога стробирования у. 2. Вычисляются вектор невязки, его ковариационная матрица, а также квадратичная форма р„= чтя„'уь 3. Значение квадратичной формы р~ сравнивается с порогом стробирования у. При р„< у принимается решение о том, что данное измерение может принадлежать данной траектории. Возможность попадания в строб сопровождения каждой из траекторий проверяется для всех пришедших за обзор отметок.
Тем самым формируются наборы отметок, которые могут быть идентифицированы с данной траекторией. При сопровождении групповой цели формируется единый набор отметок, попадающих в 556 пересекающиеся стробы всех составляющих групповую цель объектов. Далее эти наборы участвуют в точной идентификации. Часто с целью уменьшения объема вычислений эллипсоидальный строб аппроксимируется формой, простейшей лля системы координат (СК), в которой осуществляется обработка (прямоугольник в прямоугольной СК, криволинейная трапеция в сферической и т.д.). При такой замене происходит существенное увеличение размера строба, что приводит к росту вероятности попадания в строб ложных отметок, а также отметок, принадлежащих другим целям.
Точная идентификация. Для идентификации наборов отметок с одной или одновременно несколькими (для групповой цели) траекториями предложено большое число алгоритмов, которые можно подразделить на байесовские и небайесовские. В байесовских методах при оценке состояния цели учитываются гипотезы происхождения отметки: является она истинной или ложной.
В соответствии с этими гипотезами рассчитывается «вес», т.е. апостериорная вероятность происхождения отметки, а результирующая оценка определяется как математическое ожидание положения всех попавших в строб данной траектории отметок с учетом вероятности их соответствия истинной цели. В небайесовских методах решение о принадлежности отметки траектории принимается после расчета функции правдоподобия гипотез о продолжении траектории по каждой стробированной отметке без оценки вероятности идентификации отметки с траекторией. В качестве продолжения выбирается траектория, отвечающая критерию максимального правдоподобия. Пусть по результатам предыдущих измерений на сопровождении имеются несколько близко расположенных траекторий, в пересекающиеся стробы сопровождения которых попали отметки, причем часть из них может быть отнесена более чем к одной траектории (рис.
! 4.3). Самый простой небайесовский способ идентификации заключается в присваивании каждой из траекторий отметки, расположенной ближе всех остальных к предсказанному значению (метод «ближайшего соседа»). В качестве меры близости обычно используется функция правдоподобия, вычисленная в предположении о нормальном распределении ошибок измерения. В методе «глобального ближайшего соседа», применяющемся для сопровождения нескольких целей, производится оптимальная (по критерию максимального правдоподобия) идентификация отметок со всеми возможными траекториями с условием, что отметка может быть идентифицирована не более чем с одной траекторией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
