Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации (1974) (1186213), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Ввиду случайного Взаимного расположенийсравниваемых 'сигналов число операций, затрачиваемых на их сравнение, Является случайной величиной, причем закон распределения этойслучайной величины аналитически получить не удается.В дальнейшем будем считать, что в среднем на одно сравнение приходится одинаковое число операций.
В этом случае время обслуживания каждого выбранного из БЗУ требования определяется толькочислом сигналов (незавершенных пачек) в ОЗУ, расположенных междудвумя соседними сигналами входящего потока. Действительно, еслив интервале задержек между предыдущим и новым сигналом входящегопотока в ОЗУ нет незавершенных пачек, то время обслуживания нового требования будет минимальным, равным времени сравнения парысигналов (временная диаграмма на рис. 5.17).
При наличии в этоминтервале 1, 2, ..., т пачек в ОЗУ, время обслуживания возрастетв 2, 3т + 1 раз соответственно.Вероятность наличия m пачек в ОЗУ в интервале задержек Aiit'l+lмежду соседними сигналами входящего потока определяется закономПуассонаJ/"ОЗУ^Vехр(—^-А/|||+1).(5.6.31)Для среднего интервала времени между соседними требованиямивходящего потока, равного Atlil+l = tr/Nri вероятность наличият пачек в ОЗУ равнаВыражение (32) определяет число сравнений при, обслуживанииодного сигнала входящего потока без учета постоянной составляющей,равной единице. Далее необходимо учесть эту постоянную составляющую, что приводит к смещенному закону Пуассона, который записывается в видеО,п<\.Математическое ожидание в этом случае равно 1 -f- ^O3y/Nr, aдисперсия /позу/Ν,..
Поэтому'для математического ожидания и дисперсии времени обслуживания имеем соответственно,(5.6.34)(5.6.35)1где т-с — время сравнения пары сигналов.195При необходимости дискретный закон распределения времени обслуживания может быть аппроксимирован подходящей функцией непрерывного параметра т. В_нашем случае, при небольших плотностяхпомех (ρΝ < 1) отношение тозу/Ν,. « к, т. е. равно примерно принятому критерию сброса пачки. Обычно к = 2 — 3. При этом смещенныйзакон Пуассона может быть аппроксимирован смещенным нормальным законом и теми же математическим ожиданием и дисперсией.5,6.7.
Требования к быстродействию АУ и емкости БЗУпри реализации алгоритма первичной обработкиДля определения требуемого быстродействия АУ ЦВМ в процессереализации алгоритма обработки радиолокационной информации необходимо прежде всего задаться коэффициентом его загрузки как одноканальной системы массового обслуживания (§3.4). Нас интересует,главным образом, стационарный режим работы системы, существование которого обусловлено выполнением условия р = Ы г т о б с л < 1,где N r — интенсивность суммарного входящего потока.Как уже отмечалось, первичная обработка сигналов осуществляется'по тактам, в пределах каждого интервала времени зондирования.
Приэтом время обработки, равное периоду зондирования ТП, как правило,больше времени развертки дальности tn в течение которого принимаются входные сигналы. Следовательно, если исходить из условия р < 1,то будут получены несколько завышенные требования к быстродействию АУ. Однако мы в дальнейшем будет пользоваться условием р < 1,во-первых, ввиду необходимости предусмотреть резерв быстродействия на выполнение неучтенных операций и операций, связанных с контролем качества вычислений ЦВМ, а вс*вторых, потому, что для предварительных расчетов определяющим фактором является простота решения задачи аналитическими методами.Итак, пусть ρ <С 1 задано.
Тогда допустимое среднее время обслуживания одного требования в АУ равно т о б с л = p/Nr,Если теперь использовать выражение (34), то можно определитьдопустимое время т с на сравнение вновь пришедшего требования с одним требованием из ОЗУ по формулеТв-Товсл/О+тозуДО,).(5.6.36)Допустим далее, что прямым подсчетом или путем предварительного моделирования алгоритма получено среднее число N c приведенных коротких операций, выполняемых в процессе сравнения парысигналов.
Тогда потребное быстродействие АУ для реализации рассматриваемого алгоритма первичной обработки определяется по формулебс196РNr/(5.6.37/На рис. 5.21 построены графики требуемого быстродействия АУв функции от порога х1 при тех же исходных предпосылках, что и прирасчете требуемой емкости ОЗУ. В качестве независимого параметравзято требуемое число операций N"o, затрачиваемых на сравнение парысигналов. Из рассмотрения графиков следует, что необходимое быстродействие в сильной степени зависит от порога ограничения сигналов в устА"0,9ройстве квантования.\Для определения емко\- 100сти БЗУ необходимо былобы воспользоваться метоs 50дом вложенной цепи Мар/Ζ0кова и рассчитать финальные вероятности состоя\ний системы массового обслуживания «БЗУ — АУ»(§ 3.4).
Число состоянийэтой системы т при заданной вероятности потери10требований и будет равно:ί '•числу требуемыхячеекБЗУ (точнее, число ячеекБЗУ равно т — 1), Одна2•ко расчет финальных вероятностей состояний вло1,5женной цепи Маркова придостаточнобольшихттребуемого быстродейчрезвычайногромоздок. Рис. 5.21. Графикиствия АУ.Более удобно сначала рассчитать среднее время γ нахождения требования в очереди по формуле (3.4.12), а затем, имея в виду, что БЗУ как «хранилище» очередиявляется многоканальной системой массового обслуживания с потерями, воспользоваться для расчета числа ячеек БЗУ формулойЭрланга••-Р1=п —л!k\(5.6.38)Зная Рп, по этой формуле можно найти п — требуемое число ячеекБЗУ.СПИСОКЛИТЕРАТУРЫI. Б у н и м о а и ч В. И.
Флюктуационные процессы в радиоприемныхустройствах. М., «Сов. радио», 1951._2.. К у з ь м и н С. 3. Цифровая обработка рэдиолокационной^информации.М., «Сов. радио», 1967.3, Л е в и н Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники, т.1М., «Сов. радио», 1969,1974. С е д якИ-н Н. М. Элементы теории случайных импульсных потоков.М., «Сов. радио», 1965.5.
Т и х о н о в В. И. Выбросы случайных процессов. М., «Сов. радио»,1970.6. Яр У ш е к В. Е. Синтез схем для обработки цифровых сигналов. —«Известия АН СССР». Техническая кибернетика», 1969, № 2.7. Brookner E. Recurrent Events In a Markov Chain. — «Information andControl», 1966, v. 9, ХгЗ,8. Child P. Digital Date Processing Considerations in Radar.
—«Radio andElectronic Engineer»,-1-964, v. 27, № 1.6.МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ ВТОРИЧНОЙОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ6.1. Краткая характеристикаосновных операций вторичной обработкиВ процессе вторичной обработки радиолокационной информациирешаются следующие основные задачи:— обнаружение траекторий целей,'— сопровождение целей,— траекторные расчеты в интересах потребителей радиолокационной информации.Рнс. 6.1. Пояснение способа автоматического обнаружения и сопровождения траекторий.В данном параграфе рассматриваются основные операции, выполняемые в процессе решения перечисленных задач.Обнаружение траекторий целей в процессе вторичной обработкиобычно осуществляется автоматически, с помощью ЦВМ.
Рассмотримодин из возможных способов автоматического обнаружения траектории цели по данным двухкоординатной обзорной РЛС (рис. 6.1).Пусть появилась одиночная отметка в некоторой точке зоныобзора РЛС. Очевидно, эту отметку необходимо принять за первую(начальную) отметку траектории новой цели. Теперь, если извест198НЫ К м и н —минимальная скорость движения цели, и VMaKC — максимальная скорость движения цели, то область Slt в которой следуетискать принадлежащую этой цели, вторую отметку в следующем обзоре» можно представить в виде кольца, внутренний радиус которогоЯмни β ^ м и Л а внешний — Ям а к с = К м а н с Г 0 . Операция формирования области 5j называется стробированием, а сама эта область —стробом. В строб Sj может попасть не одна, а несколько отметок.
Каждую из них следует считать как возможное продолжение предполагаемой траектории (рис. 6.1). По двум отметкам можно вычислить скорость и направление движения каждой из предполагаемых целей, а затем рассчитать возможное положение отметки на следующий (третий)обзор. Операция расчета начальных значений параметров (скорости,направления движения) называется оценкой этих значений, а операциярасчета возможного положения отметки на следующий обзор — экстраполяцией (предсказанием).Вокруг экстраполированных отметок (которые на рис.
6.1 обозначены треугольниками) вновь образуются круговые стробы S2, размерыкоторых определяются, исходя из возможных ошибок предсказанияи формирования отметок. Если в какой-либо строб S 2 в третьем обзорепопала отметка, то она считается принадлежащей к обнаруживаемойтраектории и траектория продолжается. При попадании отметок в /стробов подряд принимается решение об обнаружении траектории,и она передается на сопровождение.Таким образом, в процессе обнаружения траектории выполняютсяследующие операции: стробирование, проверка критерия обнаружения, оценка начальных значений параметров траектории по минимальному объему данных, экстраполяция параметров.Слежение за траекторией цели состоит в непрерывной привязкек ней вновь полученных отметок и уточнении параметров движения.Автоматическое слежение за траекторией цели обычно называется автосопровождением цели.Рассмотрим принцип реализации автосопровождения цели при вторичной обработке информации обзорной двух координатной РЛС.Пусть по отметкам, полученным в трех обзорах подряд, принято решение об обнаружении траектории и она передана на сопровождение.Первая операция, подлежащая выполнению в процессе автосопровождения, состоит в уточнении параметров траектории по данным всех замеров координат, реализованных в процессе обнаружения траектории.Второй операцией, решаемой в процессе автосопровождения, являетсяэкстраполяция параметров на следующий обзор.
В отличие'от ранеерассмотренной задачи обнаружения траектории здесь эта операция может быть выполнена значительно более точно.Выделим теперь в зоне обзора некоторую стробируемую областьс центром, совпадающим с экстраполированной точкой. Эта область,как и прежде, может быть круговой (на рис. 6.1 стробы сопровоженияограничены двойными линиями). Если известны статистические характеристики ошибок экстраполяции и измерения координат, то можноопределить вероятность попадания новой отметки в строб сопровождения.
Наоборот, задавшись вероятностью попадания новой отметки в199строб, можно рассчитать его размеры. Теперь, если-размеры стробавыбраны так, что вероятность попадания в него истинной отметки велика, то отметку, попавшую в строб, следует считать принадлежащей данной траектории, а отметки, оказавшиеся за пределами строба, —ложными или принадлежащими другим траекториям.
.В строб сопровождения может попасть не одна, а несколько отметок (главным образом за счет ложных отметок). В связи с этим Tpejбуется выполнить новую операцию — отбор для продолжения траектории одной отметки из нескольких попавших в строб.Наконец, может возникнуть такая ситуация, когда в стробе не окажется ни одной отметки. В этом случае наиболее разумно принятьэкстраполированную отметку за истинную и считать ее продолжениемтраектории.Таким образом, в процессе автосопровождения цели выполняютсяследующие операции: оценка Параметров траектории цели; экстраполяция параметров траектории на следующий обзор или "несколькообзоров; выделение упрежденной области (строба), в которой с некоторой вероятностью ожидается появление новой отметки; селекцияотметок в стробе с целью выбора одной из них для продолжениятраектории. Сравнение показывает, что в процессе обнаружениятраектории и автосопровождения цели выполняются фактически однии те же операции.При траекторных расчетах производятся главным образом вычислительные операции точной оценки параметров траектории и экстраполяции параметров на большие временные интервалы.6.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
