Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Я Повышение эффективности решения задачи распознавания объектов в РСА достигается за счет повышения информативности используемых распознавательных признаков (характеристик) объекта и формирования новых распознавательных признаков. К основным распознавательным признакам объектов при их наблюдении РСА относят: ° характерные размеры РЛИ объектов; ° амплитудные портреты объектов; ° поляризапионные портреты объектов; ° трехмерные портреты объектов; ° многочастотные портреты объектов; ° динамические портреты объектов.
Использование большою количества распознавательных признаков повышает эффективность распознавания, но требует существенного усложнения аппаратуры РСА. 7.5. Точность измерения координат целей Точность определения меипоположепия цели. Она характеризуется ошибками измерения координат цели в заданной системе координат. Точность измерения координат цели определяется в единичном измерении за время синтезирования. Измерение координат цели во времени определяется системой слежения, точность которой зависит также от динамики изменения координат. Точность слежения задается отдельной характеристикой ошибок сопровождения одной или нескольких целей, а также дальностью захвата целей на сопровождение.
Обычно дальность захвата на сопровождение составляет 0,7 от дальности обнаружения цели, а число одновременно сопровождаемых целей в РСА фронтовых самолетов не превышает 10. Уменьшение дальности захвата на сопровождение по сравнению с обнаружением связано с тем, что для предотврашения срыва сопровождения требуется более высокое отношение сигнал/помеха, так чтобы СКО измерения параметров при слежении было меньше 1/б элемента разрешения по этому параметру. Параметрами радиолокационного сигнала цели, которые определяют ее местоположение в системе координат «наклонная дальность ʄ— вектор путевой скорости Ч носителя РСА», являются задержка огибаюи1ей и 272 Хороипериетики РСА землеобзоро доплеровская частота (рис. 7.8). Для неподвижной цели наклонная дальность К„=ст„/2, где т„— задержка прихода радиолокационного сигнала цели относительно момента излучения зондирующего сигнала; с — скорость распространения радиоволны.
Соотвегствен- У но угол цели ~3„определяется доплеровской частотой сигнала цели: М'„„ 13„= агссов 2 2Ч Рис. 7.8. Система координат где Х вЂ” длина волны РЛС; гл„— «наклонная дальность — вектор путевой доплеровская частота сигнала скорости» цели; Ч вЂ” путевая скорость носителя РСА. Потенциальная точность измерения задержки и частоты сигнала цели. Определяется свойствами сигнала и помех. Источниками помех являются внутренний шум приемника, отражения от метеообразований и земной поверхности, шумы квантования системы обработки, искусственные пассивные и активные помехи. СКО измерений задержки при аддитивной нормальной помехе и постоянной амплитуде сигнала 1 АМЧ где ЛГ, — ширина спектра сигнала цели; г1 — отношение сигнал/помеха.
В системах радиовидения для обеспечения высокого разрешения по дальности полоса частот сигнала может быть порядка нескольких десятков и даже сотен мегагерц, поэтому потенциальная точность измерения дальности достигает десятков сантиметрош со, с бг 2 2М,Д ъ/Ч где Ьг — разрешение по наклонной дальности. ! Так, если ЛГ, =150 МГп, 0=100, с=3!О" мlс,то о„=10см. Кроме ошибок измерения дальности, обусловленных наличием по- меХ суШествуют погрешности измерений не зависящие от мощности сигнала и помех. Это ошибки, обусловленные случайными изменениями скорости распространения электромагнитных волн в атмосфере и отклонением траектории волны от прямолинейной вследствие рефракции. Обе 273 Глпвп 7 эти причины являются результатом изменения коэффициента преломления атмосферы, прежде всего по высоте, вследствие изменения влажности, температуры, давления и других условий.
Для самолетных РСА эта ошибка обусловлена прежде всего рефракцией и носит систематический характер, т.е. остается постоянной за время работы РСА в заданном районе. Она может достигать 10...20 м. Если имеется возможность измерить характеристики атмосферы, то эта ошибка может быть скомпенсирована, что важно, например, при картографировании местности. Измерение дальности до объекта предполагает указание определенной точки на объекте, относительно которой вычисляется дальность. При радиолокационных измерениях это означает, что у цели имеется один фазовый центр функции отражения (как у уголкового отражателя), относительно которого измеряется задержка сигнала и вычисляется дальность.
Реальная цель (в элементе разрешения РСА) имеет несколько переотражателей (зеркальных точек), и положение эквивалентного фазового центра цели является случайным в пределах геометрического размера цели, а в некоторых случаях даже выходит за ее пределы.
В результате возникает ошибка измерения дальности до геометрического центра цели, СКО которой примерно равно половине размера цели по дальности. Используя различные методы сглаживания РЛИ (уменьшение спекл-шума), можно снизить эту ошибку. Кроме того, источниками ошибок измерения дальности могут быть нестабильности задержки сигнала в приемопередаюшем тракте, фильтре сжатия по дальности и дискриминаторе задержки, а также нестабильности генератора отсчета задержки и квантователя по задержке. Обычно суммарная ошибка измерения дальности, вызываемая этими причинами, не превышает 2...3 м.
Потенциальная точность измерения доплеровской частоты. Так же, как и измерение задержки, определяется характеристиками сигнала и помех. В случае нормальных аддитивных помех и постоянной амплитуды сигнала СКО измерений частоты 1 ог= —, Т,Д' где Т, — время измерения (синтезирования). 2У Учитывая, что $'„=0 япО, СКО измерения угла цели 6„ д и к н~ А о0, Д2ЧТ, яп 0„ /ц определяется шириной синтезированной ДН ЬВ,. Ошибка измерения азимута соответственно равна 274 Характеристики РСА землеобзора <т, =ы/Д. При ц=100 потенциальная точность измерения азимута цели очень высокая и составляет 0,1 разрешения по азимуту. Азичутальние ошибки, не зависящие от мощности сигнала и помех, определяются конечным размером цели (половина геометрического размера по азимуту при отсутствии сглаживания спекл-шумов) и рефракцией при распространении электромагнитных волн в атмосфере.
Угловая азимутальная ошибка вследствие рефракции для самолетных РСА обычно мала (меньше 10 ' рад). Кроме того, так же, как и при измерении дальности, источниками ошибок являются фазовые нестабильности приемопередающего тракта, частотного дискриминатора, фильтра сжатия. Обычно эти частотные нестабильности не превышают 1...2 Гц. Основными источниками угловых ошибок измерения в системе координат «вектор путевой скорости Ч вЂ” наклонная дальность К„» являются ошибки навигационных систем при измерении скорости носителя Ч. Так, при использовании стандартных доплеровских измерителей скорости и угла сноса (ДИСС) ошибка измерения скорости о,, составляет 0,1о4 от измеряемой величины, что приводит к ошибке измерения азимута цели (для углов 0„, близких к п/2 ) ое =В„оч/ Так, при 60, = 1О ( Ы = 1О м, К„= 100 км ), 0„=! рал и относительной ошибке измерения скорости и Ч=Ю1% ошибка измерения по азимуту цели в 1О раз превышает разрешающую способность по углу ое/60, =10 и составляет п„=100 м.
Более точное измерение путевой скорости возможно по результатам оценки максимальной доплеровской частоты спектра траекторного сигнала. В большинстве тактических задач измерение угла (азимута) цели производится относительно строительной оси носителя РСА. В этом случае основную ошибку в измерение азимута цели вносит неточность определения угла сноса а, (см. рис. 7.8). Практически можно считать, что ошибка измерения азимута цели относительно строительной оси носителя РСА равна ошибке измерения угла сноса и для типовых ДИСС составляет о„=5 10 ', что в 50...100 раз превышает разрешающую способность РСА. Поэтому в большинстве случаев угловые координаты цели (азимут) определяются с помощью реальной (а не синтезирован- 276 Глава 7 ной) ДН антенны.
Потенциальная точность определения угла определя- ется шириной ДН антенны О: и, =О~/Д. Так, при использовании достаточно большой антенны ( О„= 1О ' рад = 0,6' ) и о = 100 точность определения угла азимута о, = 10 ' рад = 3,6', что на дальности 80 км обеспечивает точность измерения азимута о, =80 м . При этом предъявляются высокие требования к точности привязки ДН антенны к строительной оси и точности датчиков углового положения ДН.
Для антенн с механическим сканированием эти ошибки составляют обычно 3... 1О'. Точность определения местоположения цели в земной системе координат зависит прежде всего от ошибок навигационной системы, используемой носителем (ГЛОНАСС, ИНС, РСБН и т.п.). Благодаря высокой разрешаюшей способности РСА (радиовидению) возможна высокоточная привязка цели к ориентирам с известными координатами. В этом случае точность измерения координат цели определяется ошибками измерения разности координат цели и ориентиров.
При малых расстояниях между целью и ориентиром ошибки измерения координат цели и координат ориентира оказываются коррелированными, так что ошибка измерения разности координат оказывается близка к потенциальной. При картографировании точность определения координат цели на изображении карты местности в земной системе координат определяется точностью: 1) навигационной привязки центра кадра изображения; 2) точностью измерения положения центра изображения цели; 3) измерения расстояния на изображении между центром кадра и центром цели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
