Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 3 (2004) (1151999), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Изменения рельефа по земной поверхности хорошо изучены, поэтому эталонные карты достаточно просто могут быть получены либо по топографическим картам, либо по фотоснимкам, получаемым в процессе аэро- или космических съемок местности. Кроме того, на достаточно больших участках земной поверхности распределение рельефа удовлетворяет условию (26.12). Исключение составляют лишь тундровые, степные и пустынные территории с достаточно протяженными участками относительно ровной поверхности, а также акватории морей и океанов. По этим причинам КЭС наведения по рельефу местности находят широкое применение в ракетах как воздушного (АОМ-86В, АОМ-109Н, США и Х-55, Россия [29], так и наземного (ВПМ-1090, США) и морского (ВПМ-109А,В,С, США) базирования. В наиболее простом варианте для определения местоположения по рельефу могут быть использованы его бинарные текущие реализации 219 (26.14) то — нуль.
В результате получают !!а! ва! ! !а 1 ! рабочую эталонную карту в виде матрицы, элементы которой состоят из единиц и нулей в зависимости от 62 00 Х выполнения условий (26.13) и (26.14). Возможный вид такой матов! ! ! рицы показан на рис. 26.6,а. АХ В процессе полета снимая) ь ется реализация текущего рельефа Ьр (рис. 26.6,б), которая квантуется по тем же правилам, что и эта- 11! лонная карта. Результат квантования (рис. 26.б,в) представляется в 6) б ! ! ! ! ! ! ! ! ! виде последовательности нулей и ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! Х единиц, размер которой не прев) йНй ЙЫ~Ы вышает размера строки эталонной 1 карты. После этого начинается поРнс. 26.6 иск по эталонной карте участка, который соответствует принятой бинарной реализации высот рельефа (на рис.
26.6,а обведен сплошной линией). Процедура поиска может выполняться различньпии способами. Самый простой из них — это поочередное сравнение бинарной (текущей) реализации (рис. 26.6,в) со всеми участками эталонной матрицы аналогичного размера со сдвигом на один элемент по строкам и столбцам. Однако этот способ требует очень высокого быстродействия ЭВМ. В противном случае на поиск затрачивается много времени. Другой способ основан на использовании градиентных методов поиска экстремума функционала качества (121, характеризующего степень совпадения текушей реализации рельефа и ее эталонного аналога.
Следует !!!!!!! Р Нср 220 и эталонные карты местности. Процедура получения бинарной эталонной карты сводится к следующему. В процессе подготовки к полету участок реальной эталонной карты разбивается на 1х) прямоугольников, размеры которых зависят от размеров карты, требуемой точности определения местоположения н возможностей бортовой ЭВМ. Затем рассчитывается средняя высота Н,р рельефа всей эталонной карты и средние высоты Ь,р.„(1 = 1, 1, ) = 1,1) каждого элементарного участка карты.
Если выполняется условие Ь, в>Н„, то этому участку карты присваивается значение 1, если же (з„„(Н„, отметить, что в качестве такого функционала могут быть использованы не только взаимно-корреляционная функция, но и существенно более простые в вычислительном отношении взвешенные суммы модулей разности текущих и эталонных высот рельефа ли- епе ) бо взвешенные суммы квадратов этих разностей !12]. В таких случаях критерием совпадения текущей реализации и эталона является минимум используемого функционала. ьх Пример фрагмента теку- аа щих значений функционала Фв в виде квадратичной Рнс. 26.7 формы разностей текущей и эталонных высот рельефа на момент времени 1„показан на рис.
26.7. Нахождение экстремума используемого функционала дает возможность определить ошибки наведения Лх и Лх (рис. 26.6,а и 26.7) н по ним сформировать сигналы управления, соответствующие тому нли иному методу наведения. Для того чтобы исключить влияние постоянных ошибок измерения высоты баро- и радиовысотомерами на точность определения местоположения, могут использоваться разновидности КЭС, в которых сравниваются не текущие и эталонные высоты рельефа, а их приращения (градиенты) !! 2]. Кроме рассмотренного способа определения местоположения по рельефу, могут быть использованы и другие, в том числе основанные на площадной (двумерной) корреляции оптического рабочего изображения участка местности, полученного в полете, с его эталонным фотоизображением. Следует отметить, что все разновидности корреляционно-экстремальных способов точного определения своего местоположения не могут использоваться в течение всего времени полета на большие расстояния.
Это обусловлено необходимостью использования эталонных карт очень больших размеров и, соответственно, длительного поиска экстремума выбранного функционала качества, в результате чего полученные сведения о своем местоположении будут устаревшими. В связи с этим на практике находят применение комбинированные системы наведения, включающие в свой состав автономную, основанную на счислении пути навигационную систему, и различные виды корреляционноэкстремальных систем, используемых для коррекции. 221 Структурная схема одного из возможных вариантов комбинированной системы управления с корреляционно-экстремальной коррекцией по рельефу в процессе полета и с площадной оптической корреляцией по району цели на последнем участке приведена на рис.
26.8. Рнс. 26.8 В такой системе основным по продолжительности режимом работы является автономное управление, которое выполняется по счисленным в инерциально-доплеровской навигационной системе (ИДНС) координатам х„ г,(26.1). Однако точности современных инерциальных датчиков (акселерометров и гироскопов) и ДИСС таковы, что через некоторое время необходимо выполнять коррекцию (12) счисленных координат. На промежуточных этапах коррекция выполняется с помощью КЭС по рельефу местности. Для выполнения этих коррекций во внешнее запоминающее устройство эталонных карт (ЗУЭК) вводятся матрицы участков местности, по которым целесообразно выполнять коррекции. Количество, размеры этих карт и элементарных участков внутри них могут быть различными.
Так, в системе ТЕКСОМ, используемой в крылатых ракетах США различного базирования, используется до 20 эталонных карт размерами от 20х10 км для начальных коррекций до 1х1 км и менее. При этом размеры элементарных участков карт могут изменяться от 122х!22 м до ЗОхЗО м 112). Коррекции по рельефу выполняются либо после накапливания достаточно больших ошибок счисления через 200...300 км полета, либо перед выполнением поворота. Последняя коррекция по рельефу выполняется за 40...50 км до цели. Примерный вид в плане траектории полета крылатой ракеты с КЭС по рельефу местности показан на рис. 26.9.
В вертикальной плоскости основную часть времени ракета пролетает на высотах 15...200 м, что в значительной степени затрудняет ее обнаружение наземными средствами ПВО. 222 При достижении района первой коррекции (№! на рис. 26.9) по координатам х поступающим из ИДНС транзитом через алгоритм коррекции АК в виде значений х„, включается радновысотомер РВ и начинаег формироваться текущая реализация высоты рельефа )зр (рис. 26.6,б), которая преобразуется в АЦП в бинарные отсчеты, поступающие в запоминающее устройство текущей карты (ЗУТК) ЦВМ.
Сформированная в ЗУТК бинарная последовательность текушей высоты рельефа (рис. 26.6,в) поступает в алгоритм вычисления функционала и поиска экстремума АВФПЭ, куда одновременно предъявляется и первая эталонная карта (рис. 26.8). После нахождения экстремума функционала полученные ошибки Лх и Лх (рис. 26.6,а„26.7) передаются в алгоритм коррекции АК, куда также подаются счисленные в ИДНС координаты х, и х,. Скорректированные значения х„и х„поступают в ЗУЭК и РВ для определения момента следующей коррекции и в алгоритм вычисления параметра рассогласования (АВПР). Сформированные в АВПР в соответствии с тем или иным методом наведения параметры рассогласования Л направляются в СУР, вызывая соответствуюшие изменения траектории полета. После выполнения коррекции опять начинается автономный полет (рис.
26.9) до следующего района коррекции (№2 на рис. 26.9) и т.д. Все дальнейшие процедуры коррекции выполняются аналогично. Рне. 26.9 После проведения последней коррекции в ЦВМ начинает рассчитываться дальность до цели. При подлете к цели на определенном расстоянии Д„, включается оптическая система (ОС), формирующая изображенце цели, и оптический коррелятор (ОКр), куда одновременно из эталона оптической карты (ЭОК) поступает заранее снятое изображение цели. В оптическом корреляторе формируется двумерная корреляционная функция эталонного и текушего изображения, максимум которой дает возможность с высокой точностью определить ошибки наведения Лх,„, Лг „и осуществить наведение ракеты на цель.
При этом управление ракетой осуществляется до полного совмещения рабочего и эталонного изображений. Примером рассмотренной системы оптической корреляции является система БМАС (США), используемая в качестве дополнения к 223 системе ТЕКСОМ. Применение БМАБ позволяет уменьшить круговую вероятную ошибку (КВО) наведения от величины 100...150 м, имеющую место в КЭС ТЕЕСОМ, до значений, определяемых единицами метров, реализуя тем самым идею высокоточного оружия.
Необходимо, однако, отметить, что система оптической корреляции обеспечивает такую высокую точносп только в дневное время при хорошей видимости. В целом к достоинствам комбинированных систем наведения крылатых ракет «в — п» с различными видами КЭС можно отнести: всепогодность; высокую точность наведения; хорошую поыехоустойчивость; очень большую дальность действия (до 4000 км и более); полет по траекториям любой конфигурации; малую радиолокационную заметность. Крылатые ракеты с такими системами наведения специально создавались для предотвращения потерь самолетов-носителей, осуществляющих пуск ракет за пределами зон ПВО противника.
Высокая помехозащищенность обеспечивается прежде всего высокой скрытностью, поскольку РВ и ДИСС, размещенные на низколетящей ракете, излучают радиоволны практически только под себя. Эта же особенность предопределяет и низкую эффективность наземных постановщиков помех, поскольку ракета практически мгновенно пролетает зону их действия. Особо следует отметить относительно малые размеры и вес этих ракет. Бомбардировщик В-1В может нести 14 крылатых ракет на внешних подвесках н 8 — на барабане в бомбоотсеке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
