Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Если эти искажения изображения считать допустимыми, то Тв ннн =,'~~М~, . Системы оораоотни сигналов РСА Так как корреляционные функции стационарного случайного процесса Л, (1) и его производной Ь,, связаны равенством Кд, (т) = К' то СКО скорости изменения радиального ускорения ©'4 г ад, =од Если положить, что величина производной радиального ускорения в результате ТН да,' = +о~ , то из (6.1 1) допустимое время синтези- рования 6Х ~а,' ~+~Ла,' ~ (6.44) ~к =ах=а~ =0 Подставив эти выражения в (6.40) и (6.42), получим В (6.44) опущена величина 1/т„, так как т„» Т„. Как следует из полученного выражения (6.44), при квадратичной аппроксимации г(1) допустимое время синтезирования Т,„,„при маневре ЛА и наличии ТН зависит от длины волны РСА, статистических характеристик ТН и скорости изменения радиального ускорения при целенаправленном маневрировании ЛА.
В качестве маневра рассмотрим разворот в горизонтальной плоскости, который является составной частью большинства фигур пилотажа, применяемых в различных условиях. На коротком участке (в течение отрезка времени синтезирования) перегрузку п можно считать постоянной. В этом случае самолет совершает движение по окружности с радиусом разворота К =У /а„и угловой скоростью со=а„/Ъ' (см. рис. 6.18), где У вЂ” скорость самолета; а„= а„+а,, +ах =пв — попе- 2 2 речное ускорение; я — ускорение свободного падения. При выполнении разворота текущие координаты ФЦА по осям земной системы координат: х(1)=Крз1пМ, у(1)=йр(1 — сохой), х(1) = Н.
Отсюда параметры движения ФЦА по осям той же системы координат в момент времени 1 = 0: Ух — -К„а=У, ах=0, ах =-К„со'=а'„/У, Глава 6 Ч'11 со, О со,Г,р ) Ч, =Ъ;созО„совд„, а„— " " пвяпО„сов~р„, Кн а,' = — ~~1-сов О„сов ~р„1совО„соз~р„— н (6.45) пв ~! Зпвяп Он сов ~рн — ʄ— с 4 сов О„сов ~р„.
Как видно из этих выражений, родисаьная скорость Ч„относительно объекта (а следовательно, и доплеровская частота траекторного сигнала) при маневрировании зависит только от положения объекта и равна радиальной скорости при прямолинейном равномерном полете. Радиальное ускорение а„от которого зависит крутизна ЛЧМ траекторного сигнала, со- с уменьшением периода колебаний Т„ЛА. При отсут- ко ствни траекторных нестабильностей Т, „,„= 5,6 с для данного числового примера.
Прн маневрировании " ЛА со значением п > 2 Рис. 6.19.! рафики зависимости Т„,„ влиянием ТН на величину от пеРегРУзки пРи маневРиРовании Т, „,„можно пренебречь. 210 стоит из двух слагаемых, первое из которых есть радиальное ускорение при прямолинейном равномерном полете, а второе обусловлено маневром ЛА. В выражении для а,' первое слагаемое также представляет собой скорость изменения радиального ускорения при прямолинейном равномерном полете, а второе — изменение этого значения при маневре. Графики зависимости Т„,„=Т(п) без ТН при о =0 !сплошная линия) и с учетом ТН при оь, =0,01м~с для Х=Зем, Кн =100км, Ъ; =250 м/с, Он =30 и срн =0 приведены на рис.
6.19. Из графиков следует, что при неэнергичном маневрировании ЛА, когда перегрузка п <2, и при отсутствии мас лон невра основное ограничение на допустимое время г.о синтезирования при квадратичной аппроксимации расстояния накладывают ТН, 15 причем Т„уменьшается Системы обробогнки сигналов РСА Если время синтезирования, необходимое для получения заданного разрешения, оказывается больше допустимого, то интервал синтезирования можно разбить на ряд участков, на которых допустима квадратичная аппроксимация текущего расстояния.
При этом на каждом участке необходимо вычислять по данным ИНС радиальную скорость и ускорение движения ФЦА относительно объекта. Итак, для вычисления опорной функции при маневрировании носителя и наличии ТН необходимо измерить с помощью ИНС составляющие скорости и ускорения носителя по осям нормальной системы координат (НСК) и с учетом заданного положения зоны обзора (азимута Оо, угла места гр„и дальности К„) рассчитать радиальную скорость и ускорение движения ФЦА по отношению к объекту. Оигидки ИНС. Ошибки измерения составляющих скорости и ускорения носителя по осям НСК приводят к ошибкам при вычислении тангенциальной скорости, радиальной скорости и ускорения движения ФЦА.
Ошибки оценки тангенциальногг скорости незначительны и их влиянием можно пренебречь. Ошибки оценки на интервале синтезирования радиальной скорости ЛУ, ирадиальногоускорения Ла, двггжения ФЦА приводят к тому, что формируемая опорная функция оказывается рассогласованной с отраженным сигналом. В этом случае фазовые искажения траекторного сигнала имеют вид: 4гг 1 ггг(г) = — (Мl,1+ Ла, — ) .
(6.46) Из последнего выражения видно, что ошибка оценки радиальной скорости приводит к линейному набегу фазы траекторного сигнала (т.е. вызывает сдвиг изображения), а ошибка оценки радиального ускорения — к квадратичному набегу фазы. Следствием последнего является расфокусировка РЛИ, приводящая к снижению разрешающей способности РСА. Ошибка измерения радиальной скорости зависит от ошибок измерения составляющих скорости чх, \г., Чг, которые в свою очередь зависят от ошибок измерения соответствующих ускорений с помощью акселерометров, ибо скорость в ИНС определяется путем интегрирования выходных сигналов акселерометров. Ошибка измерения радиального ускорения (6.40) определяется как непосредственно ошибками самих акселерометров, так и ошибками измерения скорости.
Для оценки влияния случайных ошибок измерения ЛЧ, и Ла, на характеристики РЛИ можно использовать зависимости (6.29) и (6.32) с 4я 2гг учетомтого что с = ЛЧ и с = — Ла.. > г» ? ~ >' Глава б Если потребовать„чтобы вследствие неточного измерения радиального ускорения ФЦА разрешающая способность РСА не ухудшалась более чем на 1О;4 (М /О < 1,1), то из (6.32) следует, что для интервалов синтезирования Т, = 1... 1,5 с необходимо измерять радиальное ускорение с СКО менее чем 10 ~ м/с .
Сдвиг изображения из-за случайной ошибки оценки радиальной скорости на интервале синтезирования также приводит к размазыванию РЛИ при некогерентном накоплении. При допустимом сдвиге изображения на половину элемента разрешения (о /0„<0,5) для Т, =1...1,5с из (6.29) следует, что допустимое СКО ошибки измерения радиальной скорости составляет 3-10 ~ м/с. Задача определения составляющих вектора скорости и ускорения движения ЛА в НСК, а также направления на центр зоны обзора решается в ИНС с помощью акселерометров и гироскопов. При этом важной характеристикой является полоса пропускания соответствующих измерителей.
Случайные изменения параметров движения ФЦА в результате ТН являются узкополосными процессами, у которых средние частоты спектров лежат в пределах 0,2...2 Гц, а ширина спектров колеблется от 0,1 до 0,3 Гц. Штатные навигационные системы ( в первую очередь ИНС и ДИСС) предназначены для решения задач навигации, т.е. определения местоположения ЛА в географической (или ортодромической) системе координат. Полосу пропускания этих систем выбирают гораздо более узкой, чем полоса траекторных нестабильностей, чтобы измерять лишь низкочастотные отклонения ЛА от заданной траектории полета и таким образом повысить точность навигации. Для компенсации ТН необходимы измерители, которые должны быть широкополосными и иметь малые ошибки на интервале синтезирования.
Такие требования не позволяют использовать штатные системы. Кроме того, штатные навигационные системы располагаются на самолете вблизи центра масс, а антенна РСА часто выносится в носовую часть самолета. При таком расположении параметры движения ФЦА могуг заметно отличаться от параметров движения центра масс из-за угловых и упругих колебаний ЛА. В связи с этим навигационные измерители целесообразно располагать по возможности ближе к фазовому центру антенны РСА. Один из вариантов построения системы компенсации ТН состоит в комплексном использовании двух ИНС вЂ” штатной навигационной ИНС с коррекцией от радиотехнических датчиков (ГЛОНАСС, ДИСС или РЛС в режиме измерения скорости и угла сноса) и широкополосной ИНС с системой акселерометров и датчиков угловых скоростей (микро- навигация), устанавливаемых непосредственно на антенне РСА. 212 Гиегпеии обработки сигналов РГА Ошибки (СКО) современных систем микронавигапии (ИНС.
лазерный гироскоп. ОРИ) имеют следующие значения: курс — 0.02', крен, тангаж— 0,01', скорость по строительной оси — 0,03 мlс, дальность — ! 6 м (ОРБ). В заключение отметим, что интегрирование выходных сигналов акселерометров ИНС при определении составляющих вектора скорости ЛА приводит к возрастанию погрешности измерения радиальной скорости и радиального ускорения с течением времени. Поэтому в системах компенсации ТН наряду с ИНС применяют следяший измеритель средней доплеровской частоты траекторных сигналов в пределах ДН реальной антенны. Такой доплеровский измеритель позволяет определять медленные по сравнению с временем синтезирования изменения радиальной скорости носителя РЛС относительно центра зоны одновременного обзора.
При этом погрешность измерения У„с течением времени не возрастает. 6.3.3. Автофокусировки изобрпжвиия в РСА Для обеспечения высокой разрешающей способности РСА по азимуту необходимо с точностью до долей длины волны РСА знать изменение траектории движения фазового центра антенны РЛС на интервале синтезирования. Эта задача решается специализированной ИНС микро- навигации, которая измеряет параметры движения носителя РСА (скорости и ускорения по осям нормальной системы координат).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
