Леонов А.И., Васенев В.Н. Моделирование в радиолокации (1979) (1186215), страница 22
Текст из файла (страница 22)
В самом деле, за пределами атмосферы имеем: Х=О, у=О'„ ХМ=О. Поэтому системы (З.З) и (3.4) становятся самостоятельными Система (3.4) в этом случае для осесимметричных элементов интегрируется в квадратурах: вращение вокруг центра масс описывается регулярной прецессией [82]. Система (З.З) также иитегрируетси в квадратурах, если считать Землю сферической н рассматривать эту систему (З.З) в инерциальной (абсолютной) системе координат, а учет вращения Земли осуществить по известным формулам перехода от абсолютного движения к относительному 182]. Таким образом, начальные условия в точке входа в атмосферу (Н=150 км) можно определить по конечным аналитическим формулам.
2-й путь. Использование метода опорной траектории на внеатмосферном участке. Определение параметров центров масс всех адементов при входе в атмосферу даже но аналитическим формулам приводит к большим затратам машинного времени. Поэтому разработан асимптотический метод (метод опорной траектории), позволяющий избежать больших затрат машинного времени при определении вышеуказанных параметров центров масс элементов. Метод опорной траектории заключается в следующем: рассчитываются обычным методом (аналитическим или численным интегрированием) параметры центра масс только одного, так называемого опорного, элемента; траекторные параметры р любого., эз бр= — „- Ю,+- —, бй.+,— Ь Р,. (3.41) $''зо.
Оро, фы — исходные параметры опорного элемента в точке отделения элементов; бра, бйо, Ьфр — отклонения исходных параметров элемента в указанной точке от соответствующих параметров опорного эле.мента; др др др — — — — производные от искомого траекторного падуе ° ди, ' д97, раметрз р в рассматриваемый момент времени. Последняя получается отбрасыванием всех членов второго цорядка малости и выше в аснмптотических разложениих указанных отклонений относительно достаточно малых отклонений в начальных параметрах. Указанная аснмптотическая формула обратима, что позволяет с минимальными затратами машинного времени решать краевую задачу по определению параметров элементов и при неявном задании их начальных значений, например, из такого условия: элементы в определенный момент времени 1зл,.„равномерно распределены в некотором объеме. Как показывают расчеты, точность определения параметров центров масс в этом случае =О,! %.
3-й путь Расчет параметров центров масс без учета подъемной силы яа атмосферном участке. Влияние подъемной силы (о'ьМО) на изменение траекторных параметров центров масс элементов настолько мало. что параметры центра масс можно определять прн а'в=О. Тогда система (3.3) стаиовится самостоятельной.
Параметры центра масс опорного элемента можно определять либо по приближенным аналитическим формулам, получаемым из асимптотических разложений решения по степеням малого пара-. метра, либо по аппроксимациям (полиномам для коордйнат .Х„У„2." и Р=Я ам(Р— ~.)" Р=х, У, г). р О полученным предварительно методом наименьших квадратов по точкам опорной траектории, найденным численным интегрирова-. нием (3.3) при а'а=О. Определение параметров центров масс остальных элементов предлагаем осуществить вышеизложенным методом опорной траектории, только необходимо добавить отклонения за счет.
изменения уа. Теперь решение уравнений вращения вокруг центра масс можзю осуществлять самостоятельно при известных параметрах центра масс и вносить дальнейшие упрощении. Я4 другого элемента определяются добавлением к соответствующим ' параметрам опорного элемента отклонений Лр, рассчитываемых ло асимптотической формуле, требующей только 3 умножения и 2 сложения: 4-й путь; Расчет параметров вращения вокруг центра масс, беэ : учета несферичности и вращения Земли.
Неучет вращения Земли н ее несферичности при определении параметров вращения вокруг центра масс допустим, поскольку параметры вращения быстроменяиицнеся переменные. б-й путь. Применение асимптотических методов решения уравнений (3.4) [78) возможно, поскольку параметры вращення— быстроменяющиеся переменные, а параметры центра масс — медленномеияющиеся переменные. Глава 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТРАЖЕННЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ 4Л.
ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ Комплекснаа и автономная модели РЛС должны содержать. элементы, задающие движение объектов локации в зоне действия РЛС и имитирующие отраженные радиолокационные сигналы Применяется радиолокация в настоящее время очень шнроко(обиаружение различных объектов, навигация самолетов и судов, управление воздушным движением и т. д.). В связи с существенным увеличением скоростей самолетов, развитием ракетной и космической техники повысились требования к дальности действия, точности определения координат, скорости обработки информации и помехозащнщенности РЛС. Кроме того, современные РЛС должны решать и новые специфические задачи. В связи с этими особенностями радиолокационных наблюдений, назначением и типом РЛС, возникают новые требования к моделям формирования радиолокационного сигнала, Эти требования вызывают, в первую очередь, необходимость дифференцированного подхода к полноте описания физических процессов, происходящих при формировании радиолокационного сигнала в конкретной модели, т.
е. необходимость приведения в соответствие целевому назначению модели требуемую глубину и точность воспроизведении физических процессов ври моделировании радиолокационных (РЛ) сигналов. Особое место должны занимать при этом вопросы размещения модели на вычислительных средствах и ее сопряжение с моделями РЛС, Рассмотрим два подхода к созданию модели РЛ сигнала. Первый заключается в создании модели для некоторого обобщенного РЛ сигнала с доступной в технических яриложеяиях степенью детализации физических процессов формирования отраженного сигнала и точностью их описания. При этом под обобщенным РЛ сигналом должен пониматься сигнал, обладающий 9Ь достая полнризационными и спектральными свойст"зиоляющнми производить его преобразование в сигналы — ',к4гикирхетных РЛС. Далее посредством поляризационных и спектральных преобразований формируется сигнал исследуемой РЛС.
Схема модели в этом случае (1-й тип) имеет вид, приведенный на рис. 4.1. Второй. подход заключается в создании модели РЛ сигнала непосредственно для данного типа сигнала РЛС (рис. 4.2). .„..ции и распознавания космических объектов, а также высокой :, 'Квалификации разработчиков модели. Модель П типа может быть рекомендована при решении еди-:::.:новременных задач узкоспециального назначения. Методические вопросы построения моделей радиолокационных ' сигналов являются общими и базируются на анализе преобразо';"'ванин информации в радиолокационном канале.
Как известно, РЛ канал [бб) включает в себя объект нат блюдения, пространство распространения радиоволн, РЛС с си'.,:, стемами обработки и потребителя информации. При этом обоб',;".;::.щенная модель РЛ канала имеет вид, показанный на рис. 4.3. Рис. 4Л. Схема модели РЛ сигнала 1 типа Ъ" Ю ирюжлва яаиюалл РЛ: даиеалягбмаа аимэа~ ддг Рис. 4дп Схема модели РЛ сигнала И типа Основные особенности моделей 1-го и П-го типа заключаются н следующем. Блоки 1 и 2 модели 1-го типа являются общими и могут быть при соответствующей замене блоков 8 и 4 использованы для решения любых задач, так как точность описания и воспроизведения процессов отражении в этом случае наилучшая. Для достижения того же в модели П-го типа необходимо каждый раз заново создавать соответствующие блоки.
Далее, разработка и создание модели 1-го типа позволяют унифицировать систему исходных данных по характеристикам объектов наблюдения, необходимых для формирования такой модели, что в свою очередь открывает хорошие перспективы по ката- ' логизации исходных данных и систематизации исследований по их получению.
Более того, имеется возможность создания и размещения блоков 1 и 2 в едином центре, тогда потребителям (разработчикам различных моделей РЛС) необходимо создавать только операторы сопряжения, т. е. производить приведение обобщенных РЛ сигналов в сигналы, требуемые для исследования. Не вдаваясь в детальный анализ всей совокупности качеств моделей 1-го и П-го типа укажем, что их можно рассматривать: как универсальные и узкоспециализированные.
Это и должно предопределить их практическое применение. Так применение модели 1-го типа можно рекомендовать при проведении широкого круга исследований в области радиолокапии, наличия большого количества моделей-потребителей н в особенности моделей селек- 66 ,г Рис. 4.З. Обобпгениаи модель РЛ-напала Преобразования информации в РЛ канале следующие: 4),-~й,-~Я,; (а)=(г)(х); Я=(а) (у)=(г) (х) (у). Для реального РЛ канала вводится понятие принятого РЛ сигнала (пространство И ~) и преобразования имеют вид $2, =~Ц, =~ 0, =РЦ, (1) =(г) (х) (з) (у). Формирование отраженного сигнала совершается преобразованием и-мерного пространства сообщений И, в и-мерное яространство сигналов й .
В общем виде дли отраженного сигнала имеем выражение з,=-з(1, 1., аа, иь г), (4.1) где ас — совокупность параметров, характеризующих зондйрующий сигнал-, яа — совокупность параметров обобщенного сигнала; г — совокупность параметров, характеризующих отражающие свойства объекта; 1. — совокупность параметров, характеризующих положение объекта в пространстве; 1 — текущее время. Для принятого РЛ сигнала имеем зог=з(8, Е, аа, аь гИ(й~., 2), ' (4.2) где 1(а(ь, Х) — функционал, характеризующий условия распространения радяоволи в пространстве и прием их в РЛС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
