Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 11

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

Текст из файла (страница 11)

Предельное разрешение ПБО равно М= 4(2. При телескопическом обзоре (ТО) ДН по азимуту непрерывно отеле- живает заданную зону пугем изменения угла 0„. Разрешение по ази- муту прн ТО определяется времением слежения и может быть луч- ше <п2. Для уменьшения времени обзора заданной зоны по азимуту использу- ется секторный обзор (СО), при котором ДН сканирует по азимуталь- ному углу. Располагаемое время синтезирования и, следовательно, разрешение при СО меньше, чем при ПБО. Разрешающая способность в передней зоне обзора определяется квад- ратным корнем нз отношения длины волны к интервалу синтезиро- <8,,ЯГт,<0,< <.

Функция неопределенности прямолинейной СА симметрична относи- тельно апертуры. Поэтому СА не разлнчает обьекты, находящиеся слева и справа относительно вектора путевой скорости, Использование моноимпульсной антенной системы позволяет разре- шить неоднозначность зависимости доплеровской частоты цели и ее углового положения.

Это позволяет получать детальное радиолока- ционное изображение местности в передней зоне обзора. РЛС планового обзора обладает высокой разрешающей способностью в зоне обзора непосредственно под ЛА. 60 ГЛАВА 4 Модель РСА 4.1. Структура модели РСА Рассмотренная в гл. 1 структура радиолокационного канала далее конкретизируется для радиолокатора с синтезированной апертурой. Структура модели РСА состоит из физических элементов (объекты, поля, системы и др.), процессов, происходящих в них, и математических моделей элементов и процессов (рис, 4. !). Объекты включают в себя все возможные их типы при заданной решаемой тактической задаче.

В зависимости от задачи изменяются возможные объекты радиовидения, их количество и характеристики. Объекты характеризуются физическими свойствами, т.е. типом объекта (танки, сооружения, конкретная местность, аэродромы, корабли и т.п.), их функциональным состоянием (вид деятельности, движение, изменение параметров и т.п.) и местоположением, т.е. расположением в заданном районе, квадрате, точке с известными координатами. Каждый обьект в конкретном функциональном состоянии и данном местоположении представляет один нз возможных классов объектов, т.е. 1-й объект из всех классов (! = О, !. 2..., !). Так, один и тот же объект в одном и том же функциональном состоянии, но расположенный в другом месте, будет классифицирован как другой объект (под другим номером).

Такой подход позволяет объединить и унифицировать все решаемые системой радио- видения задачи в единую систему классификации объектов. Общее число определенных таким образом объектов конечно ( ! ~ сс ). Конкретное число объектов ! зависит от решаемой задачи. Нулевой класс соответствуег отсутствию обьекта Например, при решении задачи простой селекции движущихся целей, объекты можно представить в виде трех классов: нулевого (объекты отсутствуют), первого (обьекты присутствуют и неподвижны) и второго (объекты присутствуют и движутся).

Такие простые задачи встречаются редко, и обычно прн радиовиаении классификация объектов включает в себя все задачи: обнаружения, распознавания до типа и функционального состояния, а также определения местоположения. Задача РСА в этом случае состоит в формировании траекторного сигнала (синтезированной апертуры), в котором заключена информация об объекте, преобразовании этого сигнала в изображение объекта с одновременной оценкой его характеристик и классификации объекта, т.е. отнесение его к одному нз ! обьектов заданной классификации. 6'! о Й а т 'И О ~Х й О И о Ф е о 62 Глава 4 О О Й~ 3о О О о О. Х )Д д Д к о х х 3 сэ Ф ЭЙ Й а3 Ю иааф а О.

~ х ~.~ В'в О О а «. ь~ Р,Я,Б О Д >с Ы О сЗ й В О 3Ю О. Я е Д к о О О о Р о О, х й О. 8 Модель РСА Исходя из такой логики решения задач радиовидения каждый объект в РСА характеризуется своей функцией отражения, которая, в свою очередь, является результатом облучения объекта электромагнитным полем зондирующего сигнала (передатчика) РСА. Пространство функций отражения 9, однозначно соответствует пространству объектов, т.е.

г-й объект имеет функцию отражения 9,-, которая отличается от функции отражения г-го объекта: 9, ~с 9,. Функггия отражения 9,(х), где х=(х,у,х,т), представляет собой комплексную функцию, соответствующую локальной матрице рассеяния объекта в заданном поляризационном базисе при всех остальных заданных характеристиках поля облучения. Облучаюшее поле в результате рассеяния на объекте формирует поле отражения вблизи объекта, в котором заключена информация о функции отражения объекта.

В дальнейшем будем полагать, что поле облучения, поляризация облучающей и принимаемой волн, углы облучения объекта и приема отраженной волны известны. В качестве характеристики объекта в этом случае выступает функция отражения. Часто ее называют также локальной функггией рассеяния как зависимость изменения во времени амплитуды и фазы рассеянной волны отдельными элементами объекта с координатами (х, у, я). Термины рассеяние и отражение волны в задачах радиолокации обычно используются в одинаковом смысле. Отраженное от объекта поле распространяется к антенне РЛС в среде распространения, которую можно считать линейной системой. Поле вблизи антенны РЛС в этом случае можно описать как результат прохождения отраженной волны через линейную систему с импульсной переходной характеристикой гг(х) .

Антенна РЛС находится на движущемся носителе, следовательно, есть случайные отклонения от заданной траектории (траекторные нестабильности) и, кроме того, сушествуют неоднородности параметров среды распространения. Поэтому характеристика гг(х) имеет как регулярную Ь,(х),таки случайную и (х) составляющие: Ь(х) = Ь,(х) Ь„(х) . Принятое антенной поле на всей траектории носителя РЛС формирует траекторный сигнал, который включает в себя также различного рода помеховые сигналы от посторонних источников помех и внутренние шумы: (~ (х)= „(х)+п(х), где з„— траекторный сигнал г-го объекта; п(х) — внутренние шумы и помехи. 63 Глава 4 Обычно внутренние шумы являются белыми (некоррелированными), а помехи (фон, активные помехи) — коррелированными в пространстве и времени.

Сформированный траекторный сигнал служит основным источником информации для решения задачи классификации объектов, т.е. обнаружения, распознавания и определения местоположения. В дальнейшем на основе синтеза оптимального классификатора задача распределяется на два этапа: первичную обработку — получение радиолокационного изображения; вторичную обработку — решение задачи классификации объекта по его изображению.

Такое деление обусловлено несколькими причинами. Траекторный сигнал несет в себе большое число неинформативных параметров (мощность передатчика, параметры нестабильностей, скорость носителя и т.п.), и первичная обработка устраняет эти избыточные неинформативные параметры. Кроме того, первичная обработка использует всю возможную априорную информацию, общую для всех объектов (длина волны, поляризация, дальность обзора, высота полета, мощность фона и помех и т.п.).

В результате первичная обработка, устраняя несущественную информацию, сохраняет достаточную статистику для решения всех необходимых задач классификации. Разделение классификации на два этапа позволяет на втором этапе использовать априорную информацию о конкретном классе объекта и в том числе уникальные возможности оператора-дешифровщика, который может использовать сложную логически-интуитивную априорную информацию при анализе изображения объекта. Современные экспертные (интеллектуальные) системы не могут заменить в полной мере опытного оператора, который всегда будет принимать окончательное решение, возлагая на ЭВМ-классификатор вспомогательные задачи. Первичная обработка траекторного сигнала сводится к его пропусканию через линейную систему с импульсной переходной характеристикой и (х), что обеспечивает на выходе получение преобразованной функции отражения ~-го объекта Э„(х), т.е.

радиоизображение объекта. Вторичная обработка обеспечивает корреляционную обработку радиоизображения Э,-,(х) с опорными функциями отражения Э, Максимум корреляции соответствует совпадению классов объектов изображения и опорной функции 1= ~ . Это соответствует решению, что объект принадлежит к классу 1, так как каждый класс есть изолированная от других точка в пространстве решений. Модель РСА Я Задачей радновидения является классификация обьекгов, которая заключается в определении наличия обьекта (обнаружение), его типа и функционального состояния (распознавание) и местоположения (координаты объекта).

Модель классификатора объектов предполагает разбиение всех возможных в решаемой тактической задаче обьектов с их характеристиками на конечное число непересекающихся областей (точек), каждой из которых присваивается свой номер класса. Модель РСА в классификаторе состоит из 1) системы формирования траекторного сигнала путем облучения объекта и приема отраженного поля по траектории движения носителя; 2) системы первичной обработки траекторного сигнала для формирования изображения объекта; 3) системы вторичной обработки для классификации объектов по их изображению. 4.2. Поле облучения Поле облучения определяется ДН передающей антенны и траекторией ее перемещения относительно объекта. Если апертурная функция передающей антенны задана как распределение поля по апертуре Е(~,т~), то поле в дальней зоне реальной антенны в полярной системе координат О,~р, К (рис. 4.2,а) е (ь~р,ь)= — ~р1-1ИЦ ~ест)ю~р11щвьйсовд+~~япья!п~р)1сь~, Яс 2яК А где А — площадь на плоскости (~,з)), для которой задана апертурная функция Е(~,т~).

Характеристики

Список файлов книги