Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации (1974) (1186213), страница 32
Текст из файла (страница 32)
е. в РЛС, имеющих многоканальность по радиальной скорости. Второй причиной «дробления» отраженного сигнала является дискретизация по времени (дальности). Как уже отмечалось, с целью исключения, пропусков отраженных сигналов, период150•дискретизации берут меньше длительности зондирующего сигнала.Это обусловливает возможность фиксации отраженного от одной целисигнала в двух и более соседних интервалах временной дискретизации.Элементарные сигналы, полученные от цели в результате однократногозондирования, подлежат объединению при обработке.Далее необходимо иметь в виду, что обычно отраженный от целисигнал имеет пачечную структуру, так как за время нахождения целив луче диаграммы направленности антенны РЛС посылается несколькозондирующих сигналов и принимается столько же отраженных.
Поэтому в процессе обработки возникает задача объединения в пачки сигналов, полученных в ряде соседних тактов (периодов зондирования).Возможны, естественно, случаи, когда отраженный сигнал является«моноимпульсным» и операция формирования пачек отсутствует.После того, как пачка сформирована, возникает новая задача, состоящая в том, чтобы принять решение: является ли эта пачка истинной, т. е. принадлежащей интересующей нас цели, или она являетсяложной, т. е. образованной помехой- Для этого решается задача обнаружения цели. В соответствии, например, с критерием Неймана —Пирсона обнаружение цели производится по числу импульсов, составивших пачку.
Если это число равно или больше некоторого порога, установленного в соответствии с допустимой вероятностью ложногообнаружения, то принимается решение об обнаружении цели. В противном случае считается, что сформированная пачка является ложнойи подлежит сбросу. Возможны и другие критерии обнаружения, приформировании которых учитывается не только число, но и «кучность»образующих пачку импульсов.При решении задачи обнаружения в значительной степени отсеиваются ложные пачки и тем самым уменьшается объем информации,подлежащей дальнейшей обработке.
Однако в процессе реализации этойоперации производится отсев (сброс) и некоторой части истинных пачек,особенно от целей, находящихся на больших расстояниях, где отраженный сигнал слаб. Если указанная потеря истинных пачек считаетсянежелательной или даже недопустимой, то операция обнаружения наэтапе первичной обработки не выполняется. В этом случае каждая пачкапринимается за истинную и вся тяжесть отсева ложной информацииложится на последующие этапы обработки. Объем перерабатываемойинформации на последующих этапах при этом резко возрастает. В дальнейшем предполагается, что операция обнаружения пачки на этапепервичной обработки реализуется.Далее для каждой пачки, принятой за истинную, необходимо определить ее координаты, что соответствует фиксации координат мгновенного положения цели в момент локации. Обычно значения координат цели соответствуют координатам центра пачки в /-мерном пространстве измеряемых РЛС координат.Наконец, к координатам каждой истинной пачки должно быть приписано время ее получения, приближенно равное времени локациисоответствующей цели.
Координаты мгновенного положения цели в момент локации поступают для дальнейшей обработки.1515.2. Формирование пачек радиолокационных сигналовРешение задачи объединения элементарных двоично квантованныхсигналов в пачки сигналов, относимых к одной цели, может быть выполнено только с помощью достаточно быстродействующей ЦВМ. Имеяв виду это обстоятельство, в данном параграфе рассматриваются принципы машинной реализации процесса объединения квантованных сигналов в пачки для трехкоординатной РЛС кругового (секторного) обзора с парциальной структурой диаграммы направленности в вертикальной плоскости.Предполагается, что дискретизация и квантование сигналов на выходе приемного устройства РЛС производится одновременно во всехпарциальных каналах. В результате в каждом интервале дискретиза-ДЗоичнь/й код /*•Сигналы $каналах1 О 00«••т разрядовРис.
5.1. Кодограмма информации, формируемая для каждого интервала дискретизации.'ции по времени (дальности) снимается /я-позиционная (по числу парциальных каналов) последовательность нулей и единиц, причем номерпозиции в последовательности соответствует номеру парциального канала. Номер интервала дальности кодируется двоичным кодом.Кодограмма информации для 1-го интервала дискретизации подальности имеет вид, показанный на рис. 5.1. Каждая такая кодограммазаписывается в буферное запоминающее устройство (БЗУ) ЦВМ в порядке увеличения дальности.В результате равнодискретной выборки сигналов вдоль разверткидальности одновременно во всех парциальных каналах формируетсядискретный аналог сечения зоны обзора РЛС плоскостью г, ε на фиксированном аз"имутальном направлении β1# Дискретизованное сечениезоны обзора схематически показано на рис. 5.2, а.
Элементарные квантованные сигналы (единицы) изображены на этом рисунке точками,а принятые сягналы (отраженные от цели или ложные) представляютсягруппами точек, обведенных пунктирными линиями. В следующихтактах зондирования производятся аналогичные операции выборки,в результате которых получаются дискретные аналоги сечения зоныобзора в направлении β2» $з и т. д. (рис. 5.2, б и в). Дискретный аналог сигнала пачечной структуры обведен на рис.
5.2 штрих-пунктирной линией.Задача, решаемая на ЦВМ, в конечном счете состоит в том, чтобыполученные при дискретизации элементарные сигналы объединитьв группы и пачки, а затем оценить координаты центра каждой пачкии выдать их для дальнейшей обработки.162Решение сформулированной задачи целесообразно производитьв два этапа:1) объединение элементарных сигналов в группы в плоскости г, еи определение координат «центра тяжести» этих групп. Пара полученных таким образом координат r o i , e o i называется радиолокационнойотметкой;2) объединение полученных отметок в пачки в плоскости β и определение координат центра пачек.Рис. 5.2.Схематическое изображение дискретизованных сигналовпачечной структуры.На первом этапе задача решается путем поразрядного объединенияединиц из соседних интервалов дискретизации по дальности.
В процессе объединения формир-уются частично сгруппированные последовательности нулей и единиц, та'к что на каждом шаге объединения сравнению подлежат предыдущая, частично сгруппированная последовательность, отнесенная к интервалу дискретизации ΔΓ Ι _ 1 , И новая последовательность, полученная в интервале Дг(.Пусть формирование k-то разряда новой частично сгруппированной последовательности производится по правилу(5.2.1)где х\к) (x[k)) — логическая переменная в Ь>м разряде новой последовательности из интервала Art (о логических переменных см.
гл. 2);у\-\ (у\~\) — логическая переменная в k-u разряде частично сгруппированной последовательности, отнесенная к интервалу Дг ( , г .В соответствии с (1) единица в А-м разряде новой частично сгруппированной последовательности получается в случае, если в сравни153ваемых последовательностях в этих разрядах стоят единицы или еслив одной из сравниваемых последовательностей в k-ы разряде стоитнуль, но в соседних справа или слева разрядах стоят обе единицы.После формирования новой частично сгруппированной последовательности необходимо решить еще две задачи:1.
Выявить, нет ли в принятой из БЗУ последовательности началановой группы.,2. Выявить, нет ли в предыдущей частично сгруппированной последовательности таких групп, которые не подтверждаются в данномцикле сравнения, которые, следовательно, можно считать завершенными (законченными).Серия единиц (или одна единица) в новой последовательности принимается за начало группы, если она не совпадает ни с одной из серийединиц в частично сгруппированной последовательности.
Для выявления начал новых групп производится «вычитание» из новой последовательности Xi только что полученной частично сгруппированной последовательности У ( . Формирование А-го разряда кода разности производится в этом случае по правилу(5.2.2)Для выделенных таким образом серий единиц вычисляется координата угла места, после чего координаты гк} и e H j записываются в ОЗУЦВМ как начало новой группы.Для выявления законченных групп из предыдущей частично сгруппированной последовательности Υι~χ вычитается новая частичносгруппированная последовательность Уи а результирующие сигналыв каждом разряде формируются по правилуВыделенные таким образом группы считаются закончившимисяв I—1-м интервале дальности.
Для них вычисляется и кодируетсядвоичным кодом угол места ttf Затем производится привязка начали концов закончившихся групп по правилу|I rK}—ra) I < Дг с в .(5.2.4)В дальнейшем вычисляются координаты центра каждой сформированной группы. Вычисление производится по формуламp±.(5-2.5)Полученные координаты радиолокационной отметки записываютсяв ОЗУ и используются в дальнейшем для формирования пачек.
*Таким образом, в процессе реализации первого этапа обработкивсе группы будут объединены в отметки и переданы на второй этапОбработки. Для реализации обработки в реальном масштабе временинеобходимо, чтобы к началу следующего цикла(периода зондирования)информация предыдущего цикла была полностью обработана.154.Объединение радиолокационных отметок в пачки производится путем сравнения их по координатам. Новая отметка с координатами roj,βόί» 4} объединяется с незавершенной пачкой, имеющей координатыГп)> βπ/. бц>» естш одновременно выполняются условия]βπ/-β0,|<Δβ3,(5.2.6)где ΔΓ 3 , Δβ 3 и Δε 3 — заранее выбранные размеры зон связи по соответствующим координатам.Для вычисления координат незавершенных пачек может быть использован, например, метод средневзвешенных 121.
Конец пачки фиксируется по числу пропусков отметок, объединяемых в пачку в фиксированных границах по координатам г и е.Условимся в дальнейшем считать, что для первичной обработкипоступают сформированные пачки сигналов (отметок).5.3. Элементы.синтеза оптимальных логических схемдля первичной обработки пачек двоично квантованных сигналовЗадачи синтеза оптимальных алгоритмов первичной обработки пачек двоично квантованных сигналов решались в гл. I. Для реализацииполученных там алгоритмов предполагалось использование специализированных цифровых вычислительных устройств с программным управлением или обычных ЦВМ.
На практике могут возникнуть затруднения с обеспечением требуемой производительности указанных вычислительных средств при обработке информации во всей зоне обзораРЛС. Поэтому не лишены оснований поиски более эффективных методовреализации оптимальных алгоритмов обработки пачек, в частностис помощью непрограммных вычислителей, построенных по принципукомбинаторных логических схем, обладающих высокой надежностьюи быстродействием.Задача реализации оптимальных алгоритмов обработки пачек двоично квантованных сигналов с помощью непрограммных вычислителейсводится в конечном счете к задаче синтеза так называемых оптимальных логических схем, причем под оптимальными понимаются такиелогические схемы, при синтезе.которых используется вся доступнаястатистическая информация об обрабатываемых сигналах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
