Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 2 (2003) (1151998), страница 58
Текст из файла (страница 58)
14.5, где окружность представляет сечение главного лепестка ДН в плоскоРис. 14.5 сти, перпендикулярной оси антенны. В такой ситуации ф„измеряется по центру пачки импульсов, отраженных от цели, а скорость Ą— по доплеровскому сдвигу частоты. Автономные датчики измеряют углы атаки а„, крена у„, рыскания у„и тангажа 6„, а также производные ф„и д„. БВС осуществляет завязку траекторий и их экстраполяцию, формирует стробы отождествления и идентифицирует в них результаты измерений, а также выполняет а-, !3-фильтрацию и ранжирование целей по степени их опасности.
Для решения поставленных задач в процессе СНП должны фор- мироваться оценки дальности Д, скорости Д, углов <р, и у„ и угловых скоростей ю,. и оз„линии визирования. Эти величины оцениваются в результате выполнения следующих операций. Результаты Д„(1), Д„(1), ~р,.„(!) и ф„„(1) первого измерения для первой обнаруженной цели заносятся в виде массива чисел в память БВС, после чего начинается формирование стробов отождествления по дальности, скорости и углам по правилу (14.5) г ~)Д=)слз РлЗ' +2Р~~я' (1„! 13) Ь~=Ы ~О„Т'+2~„,; йр.=~„!О„~'+2~„„, предусмотренному для завязки траекторий. Здесь Рх„, Р;„, и Р,.„, Р „„— дисперсии погрешности измерения дальности, скорости и борто- вых пеленгов; Р„, — дисперсия априорного разброса ускорения Д; Р,, и Р . — дисперсии априорного разброса угловых скоростей; К„„ 1с„,, )~„„, и )с „, — коэффициенты, удовлетворяющие условию (14.6) с учетом требуемой вероятности завязки траектории. Одновременно с вычислением стробов (14.
! 3) экстраполируются дальность и скорость по закону: 3!2 Д,(2) = Д„(1)+Д„(1)Т; Д,(2) = Д„(1). (14.14) Если полученные на втором цикле измерения Д„(2) и Д„(2) удовлетворяют условиям Д,(2) — ЛД ~ Д.(2) ~ Д,(2)+ с!Д, Д,(2)-с!Д Д„(2) < Д,(2)+ с)Д, то вычисляются значения угловых скоростей (! 4.15) ф,„(2) — срсч(1) . ф„„(2) — д,„(1) (14.16) и ускорения Д„(2) — Д„(1) Т (14. ! 7) на основе которых формируются результаты прогноза для третьего цикла ср„,(3) = ср„„(2) + ср,„(2)Т, Д,(3) = Д„(2)+Д(2)Т, ср„(3) = ср,„(2) + ср,„(2)Т, (14. 18) Д, (3) = Д„(2)+ Д„(2)Т.
3!3 Если на третьем цикле результаты измерений Д„(3), Д„(3) и ср„,(3), ср,„(3) попадут внутрь стробов (14.13), то принимается окончательное решение о наличии цели, результаты измерений поступают в качестве начальных условий в алгоритмы экстраполяции и фильтрации н начинается отсчет времени с„для обнаруженной цели.
Если условия (14.15) не выполняются, то принимается предварительное решение о наличии еще одной цели и для нее повторяется вся процедура завязки траектории. В ситуации, когда полученные измерения Д„(1) и Д„(1) свидетельствуют о том, что обнаруженная цель удалена от истребителя на небольшое расстояние и приближается к нему с большой скоростью, процедуру завязки траектории можно упростить до выполнения лишь условий (14.15). После этого начинаются экстраполяция и фильтрация данной траектории. В промежутках между измерениями в простейшем случае экстра- полируются завязанные траектории на основе гипотезы изменения фазовых координат с постоянной скоростью: д(о) =д„; д(о) =д„; Д,(1„) =Дс(й)+Дс(й)1„, Д,(1,) = Д()с)+ Д()с) 1„ (14.19) р (1„) =Ф,()с)+Ф,()с)1„, Ф,(о) = р„„; Ф (1„)=Ф,(1с); Ф (о)=Ф,.; (14.го) ср„(1„) =Ф,(1с)+ср,(1с)1„, Ф,(О) =ср„,; (14.2! ) Ф.,(о) =Ф..; Ф.,(1„) = сср,()с)' а„,(1„) = ср„()с+ 1)+ зр(1а); (14.22) а„(1„) = ср„()с+ 1)+6(1„).
тальной и вертикальной плоскостях; Ф и д — текущие оценки скоростей изменения курса и тангажа, формируемые на основе измерений у„ и зу„; Д„, Д„, ср и ср„, — результаты последних измерений на момент завязки экстраполируемой траектории. Текущие экстраполированные значения Д„Д„ср,.„ср„, и оь,, оз„, поступают к потребителям информации для реализации закона наведения (7.22), (7.23) и к ракетам в качестве команд ЦУ. Одновременно с решением уравнений экстраполяции для каждой сопровождаемой цели на основе соотношений (14.11) и (14.19)-(14.22) формируются стробы отождествления: лд=~, Г2О,,+20„„=~„Г2О;.~20,.; (14.23) 314 В (14.19) — (14.22) Д, Д, Д и срг, ср,— оценки, формируемые в соответствующих фильтрах после измерений на к-м цикле; с„— текущее время между измерениями, удовлетворяющее условию О<с„<Т; а, а„,— экстраполированные текущие оценки угловых скоростей ЛВ в горизон- где было учтено, что Д(к+!)= Д()с+!)-Д(к) /Т, Р- =2Р./Т, я Фа+О ~Ф(е юйфт, Фа ц [Ф м-Ф Вфт, Р-,.-2Р- Гт Р-,=2Р: /Т, аМ„(с„и 1с „, к удовлетворяютусловию(!4.6).
Необходимо отметить, что в общем случае размеры стробов (14.23) меньше размеров аналогичных стробов завязки (14.13). Это обусловлено тем, что в (14.23) используются дисперсии Р„;, Р-, Р-, Р„.,в и Р., Р; более точных процессов оценивания Д, Д, !р„, <р„и Ф~' 4 <р,, ф„по сравнению с аналогичными дисперсиями измерении и априорных сведений в (14.13). Если на момент времени ((с+! )-х измерений условия Д,((с+1) — АД<Д„((с+1) <Д,()с+1)+М, Д,((с+1) — АД<Д„( +1) <Д,()с+1)+М, ср„(1с+ 1) — Ьф„< сро,()с+ 1) < ср„()с+ 1)+/3ср„ ср„,(~с+ !) — /нр„< ср„„(~с+ !) < ~р„.,(!с+ !)+~ср.
(!4.24) выполняются только для одной экстраполируемой траектории, то она и считается соответствующей полученным результатам и используется для последующей коррекции в алгоритмах а-, !3-фильтрации. Если условиям (!4.24) удовлетворяют несколько траекторий, то вычисляется функционал (!4.8) 1; = (Д„((с+ 1) — Д„(!с+ 1)) ~с(а + (,Ц„()с+ 1) — Д„(1с+ 1)) ~с( + (!4.25) +( (й+ 1) ((,+ 1)) г +( (й+ 1) (1, 1)) з для каждой 1-й из зтих трасс. Траектория, для которой 1, будет минимальным, и считается идентифицированной.
3!5 Коррекция результатов прогноза идентифицированной траектории по полученным измерениям проще всего выполняется по алгоритмам а-, !)-фильтрации [27): Дж = Д,ж+а. (Д. () ) -Дэ(й)); Д,ж=Д,() )+ — "(Д.ж-Дз(й)); (14.26) Д„(1с) =Д,(1с)+а„(Д„()с) — Д,()с)); Т !эг (14.27) !р,((с) = ф ( )+!х„,(ф,.( )-!р,;( )); ч,Ф) = — '(ф,. (К) -ф„Ж); (14.28) Ф,®= р„®+а„(р„„®- р„(К)); Т !'Р'"( ) ""'( )1 ' (!4.29) Здесь Д„Д,, <р„н ф,, определяются законом экстраполяции (14.19) — (14.21) на момент времени 1„=Т; Д, и Дг — оценки скорости по результатам измерения времени запаздывания (дальности ) и доплеровской частоты (скорости сближения);аь (); — соответствующие постоянные коэффициенты усиления невязок измерений.
После вычисления оценок (14.26)-(14.29) начинается новый этап экстраполяции (14.19)-(14.22). Траектории, для которых условие (14.24) не выполняется подряд в 3-4 циклах, сбрасываются с сопровождения. По степени опасности цели ранжируются по критерию минимального времени 1, =Д, (!с+1)/Д, (1с+1), (14.30) 316 оставшегося до встречи с сопровождаемой целью. 11риоритет пораже- ния целей определяется в порядке возрастания времени (14.30).
Упро- щенная схема логических связей основных этапов рассмотренного алго- ритма АСЦРО приведена на рис. 14.1. Рассмотренный алгоритм АСЦРО, являясь одним из самых простых, не обладает высокой точностью сопровождения целей и требует достаточно большого времени (2 — 3)Т на достоверную завязку траектории. Если при использовании этого алгоритма истребитель наводится на геометрический центр целей, то низкая точность оценивания требуемых фазовых координат не препятствует его реализации. Однако при наведении самолета на наиболее опасную маневрирующую цель показатели точности сопровождения могут оказаться недостаточными. Кроме того, точность АСЦРО может оказаться недостаточной для эффективного целеуказания ракетам, что приводит к необходимости перехода к режиму СОЦ.
Низкая точность оценивания фазовых координат при использовании рассмотренного алгоритма АСЦРО объясняется следующими причинами: использованием антенн с механическим сканированием; применением примитивных моделей состояния для прогноза; низкой достоверностью идентификации целей в широких стробах отождествления; неоптимальностью формирования оценок по алгоритмам а-, )З-фильтрации и низкой точностью измерений в режиме обзора. Для антенн с механическим сканированием луча характерно большое время обзора Т, что обусловливает низкую точность экстраполяции, необходимость в больших стробах отождествления и невозможность использования алгоритмов оптимальной фильтрации. Применение простых моделей (14.19) — (14.21) обеспечивают низкую точность экстраполяции маневрирующих целей, а корреляционные стробы больших размеров определяют низкую достоверность идентификации результатов измерения н возможность использования для коррекции сопровождаемой траектории не соответствующих ей измерений.
Алгоритмы а-, )з-фильтрации, в которых постоянные коэффициенты а„(), выбираются из условий компромисса между требованиями точности и устойчивости сопровождения, по точности оценивания уступают оптимальным фильтрам с переменными коэффициентами усиления невязок. 14.5. АЛГОРИТМЫ АСЦРО С БЕССТРОБОВОЙ ИДЕНТИФИКАЦИЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ НО МОДЕЛИ СОСТОЯНИЯ И АНАЛОГО-ДИСКРЕТНОЙ ФИЛЬТРАЦИЕЙ Анализ недостатков алгоритмов АСЦРО с идентификацией измерений в стробах отождествления и последующей а-, ~)-фильтрацией, выполненный в 914.4, позволяет сделать следующие выводы. Для повышения точности АСЦРО в БРЛС с механически сканирующей антенной необходимо: увеличивать скорость сканирования антенны; уменьшать время, затрачиваемое на завязку траекторий; 317 использовать более точные модели для экстраполяции маневрирующих целей; применять более современные приемы идентификации результатов измерений, не связанные с использованием широких стробов отождествления; оценивать требуемые фазовые координаты по алгоритмам оптимальной аналого-дискретной фильтрации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
