Куприянов А.И., Сахаров А.В. Радиоэлектронные системы в информационном конфликте (2003) (1186258), страница 6
Текст из файла (страница 6)
2.2. Рнк. 2 2 Триангуляция нрн нзмеренши нонровляющнх кокинуков Пусть в четырех разнесенных точках приема А, ... Ал (рис. 2.2) с базамн разнесения А,Аз = АзА, = И установлены четыре независимых радиопеленгатора любого типа. Каждый из пеленгаторов измеряет направляюшие косинусы пеленгов цели кодар, =и,; соз6; =к„; 1= |:4. (2.8) По измерениям направляюших косинусов определяется местоположение объекта разведки ОР в системе координа~ Осту, т.е. декартовы координаты х, у, ~ источника излучения.
37 2.1. Триангуляционные системы Из рис. 2.2 следуют геометрические соотношения: 2 2 Аз = 24 +»42+ —; 212 = Я- —.Ыз.—; 4 4 2 2 2 22' . 2 2 ЯЗ = Я + у47+ —; Я4 = Л вЂ” у47+ —. 47 4 4 (2.9) С учетом соотношений 47 » + 7(дз» Лзчз» )1зчз — й46 2 ' 2 42 42 )42ЧЗ У+ — = )ЗЗЧЗ,' У вЂ” — = )44Ч4' 2 ' 2 244 = )(з —, )12 = )1з— 4ЗЗ .
Чз ~4 ЧЗ У = йзЧЗ = (2.10) Из (2.9) н (2.10) следуе~ 2» = )12 ~, + сз — У 2У = Лз ~ЧЗ 4- Ч4 — ' Чз . чз Ч,!' (2.11) ЯДЗ = )124,2+4(; )'зпз 4Ч4 + 47. Отсюда следуют соотношения для вычисления дальностей до цели, что часто бывает необходимо в системах РРТР: (2,!2) а лля вычисления двух декартовых координат можно получить соотно- шения: Чз+Ч4 Чз+Ч4 (2.!3) й, — =1~,+~2 — 1; -! Ч! -Ч,~' )(,у-з 21, ч ч Ч~ ° -з )4242 = ~ЧЗ+Ч4 — ~ Г 4з л4"' = ~ Чз Ч4 — ~ 1з 4з 38 Глава 2. Системы местоопределения в РРТР Так как 2Я = Я, + г(г — —, из (2.13) получается дальность до г г гг 2 ' объекта разведки: (2.! 4) Используя (2.4) и (2.14), можно вычислить высоту объекта разведки над поверхностью Земли: (2.!5) Имея координаты х, у, л, Я, нетрудно вычислить направляюшие косинусы цели со50= —; созяг= —; 5!п!3= —. х у )(' Я' )1 (2.!6) При необходимости можно вычислить азимут а и угол места р объекта разведки; сов лг у гйа = — = —; со50 Я ' соз!) = соа 6+соя Лг = — ! +~ — ~.
(2. 17) Триангуляционное местоопределение по методу (рис. 2.1) основывается на использовании четырех пеленгаторов, каждый из которых измеряет два угловых параметра: азимут и угол места источника излучения (или соответствуюшие зтим параметрам направляющие косинусы), т.е. всего используется восемь оценок угловых координат источника излучения. Такие измерения, на первый взгляд, избыточны: для определения тройки пространственных координат (х, у, а) необходимо и достаточно наличие только трех независимых измерений, а их можно получить из двух точек (например, взяв два азимута и олин угол места). Но при угловых измерениях из двух точек задача местоопределения может вырождаться: по таким измерениям нельзя определить координаты объекта, если он располагается на прямой, продолжаюшей базовую линию двух измерителей.
Кроме того, увеличение числа измерений всегда (при правильной обработке) повышает точность местоопределения. 23. Трнангуяяинонные системы 39 Для триангуляпионного определения пространственных координат объекта разведки вовсе не обязательно использовать неподвижные пеленгаторы, как на рис. 2.!. Пеленгаторы могут перемешаться в пространстве, но при этом нужно, чтобы законы их движения (траектории) были бы известны и временные зависимости собственных мгновенных координат (х(Т), у(Т), ~(Т)) учитывались бы при обработке. Так, на рис. 2.3,а иллюстрируется местоопределение наземного объекта по пеленгам с борта самолета радиотехнической разведки, а на рис. 2.3,б — с борта разведывательного ИСЗ.
«з б) Рис 2.3, Трцоигуляция при подвижном пеленгаторе 4О Глава 2. Системы местоопрелелеиия в РРТР Измеряя пеленги на источник излучения в разных точках, которые последовательно занимает разведывательный летательный аппарат при движении по траектории рис. 2.3,а или по орбите рис. 2.3,б и зная координаты этих точек, можно вычислить неизвестные координаты неподвижного излучающего объекта.
22. Разностно-дальномерные системы местоопределения Триангуляционная система местоопределения поддерживается измерениями пеленгов (или направляющих косинусов) объекта разведки, В совокупности оценок пеленгов из разных точек пространства разрушена значительная часть информации о принимаемом сигнале. В частности, о взаимной корреляции принимаемых в этих точках сигналах разведываемого объекта. Учет такой информации может существенно повысить точность местоопределения. Взаимную корреляцию сигналов в разных разнесенных точках используют разностно-дальномерные методы местоопределения. Геометрические соотношения, иллюстрирующие применение метода разностно-дальномерного местоопределения, иллюстрируются рис.
2.4. Местоположение источника излучения на плоскости определяется в результате измерения разности моментов времени приема сигнала в двух точках, разнесенных на величину базы д. Геометрическое место точек, соответствующих измеренной разности дальностей Я,(х,у) — Ртз(х,у) = ц)гць — — соим, это гипербола. Точка положения источника излучения находитОР ся на пересечении двух гипер- 1 1 бол, для построения которых нужно измерить две разности 1 1 1 дальностей ЛЯы и Лг(зз на ь ь двух базах з(ц и Фзз. Дяя опре- 1 з 1 з деления трех пространственных 1 1 координат нужно, соответ- 1 1 ственно, получать три незави- А симых измерения на трех базах. 2 з Для измерения разности зз с! зз дальностей до объекта разведки применяются взаимокорреляционные измерители.
Схема взаимокорреляционного измерителя приведена на рис. 2.5. Рнс. 24. Кнрннцпну разносозно-дальномерного способа меснзоонределенил 41 2.2. Разностно-дальномерные системы местоопределения Оиа подобна схеме фазового пеленгатора и содержит двухканальное радиоприемиое устройство с общим гетеродииом (Г) на оба канала, измерительную линию задержки (ЛЗ), собственно измеритель, состоящий из перемиожителя и интегратора, систему управления (СУ), синхронно управляющую линиями задержки.
В этом следящем измерителе сигналы с выходов обоих каналов перемножаются, результат перемножения усредняется и управляет задержкой в измерительной линии ЛЗ, устанавливая Ьт*, при котором максимизируется выходной эффект измерителя ~(!). Оценка дт* — это формируемый схемой выходной отсчет. Рис. 25. Взаолгокоррелляоонный озиеритель На выходе измерителя функции взаимной корреляции включена диффереицируюшая цепь Вуе)г для формирования нечетной дискриминационной характеристики.
Направление прихода волны от источника излучения составляет угол е с "ормалью к базе г( = А,Аэ Поскольку расстояние до источника излу- 42 Глава 2. Системы местоопределения в РРТР чения очень велико и Я, и Яз» Ю, лучи, приходяшие на каждую ан- тенну, приблизительно параллельны. При этих условиях в точках 1 и 2 на выходах антенн создаются напряжения и, (г) = Ке(Е, (г)е'""'~; сб (Г) = и,(à — дГ) = Ке~Е, (à — М)е"~р "(, дг= — = ' ' =г1 — г,, с с (2. 19) где измеряемая взаимокореляционным измерителем разность задержек когерентных сигналов, связанная с пеленгом соотношением дЯп = (сов Е = сдг .
(2.20) Обший гетеродин в точке 3 создает напряжение и„(г) = Ке~Е„е~ о+~)'~, При идеальных идентичных комплексных коэффициентах передачи приемников К~ в точках 4 и 5 формируются напряжения ЕУ,(г) = К Ке)Е (г)Е,еу "'~; (2.21) (У,(г) = Кв Ке)Еа(à — дг)Е„е~ ~е Рвы~.
Ка(т) = (иа(г)и (с+т)) = г 1 = ~иа(г)и,(г+т)г(г = — Ке(Яа(т)ехР(углах)~, 2 г где Я,(т) = ) Е,( )Е,(г+ )сгг о — огибаюшая корреляционной функции Ц(т) рис. 2.б. (2.23) Вводя в рассмотрение высокочастотную взаимокорреляционную функцию принимаемого сигнала 2 2. Разностио-дальномерные системы местоопределения Рис. 2 7. Выходной эффект корреляционного измерителя Рнс.
2 6. Корреляционная функция и ее огибакнцая Иногда удобно представить йс(!) =ис(!)ехр( — гц)с(!)3. Тогда (2.22) дает решение Ко(т) = ))Х(т) соя!осе+ Лг(т) 5)п азот = (2.24) = Ц(т)соя(го т — Ф (т)1„ где с г (соя ') о (!) = ~ Ее(!)Ео(г+ т), )Ьо(!) (Ро(г+ т)1'(г, (2,25) 5!П к()-й ()+н ( )) ф ()- н( — ) ()дб) 2 2 . )(г(т)" ~М(т)~ Выходной эффект измерителя в точке 8 на схеме рис. 2.5 имеет вид У(т) = 2К ~ и,(! — т)и,(! — дт' Х(! = о (г кк ()г( — ь — \г,( — ~ ) ~ ) ') ')л~. о (2.27) Глава 2. Системы местоопределения в РР ГР Сравнивая полученное решение с (2.22) можно установить, что полезный выходной эффект измерителя совпадает со смещенной авто- корреляционной функцией принимаемого сигнала (2.24): К(г) = К!т (ькг~ дг)1 = КвзкКв(т (дг~ дг))ы = (2 27) где К„„— полный коэффициент передачи измерителя. Выходной эффект (2.27) измерителя взаимокорреляционной функции в точке 8 воспроизведен на рис.
2.7. Полученное решение (2.27) позволяет сделать следующие выводы. Выходной эффект взаимокорреляционного измерителя соответствует смещенной на Ать- Ьт = Лтя (2.28) автокорреляционной функции Ко(т) принимаемого радиосигнала с отличием лишь частоты заполнения (оз„я вместо оз„). При установке измерительной линии задержки на величину задержки Лт* = лг = — ьйп е =— (2.29) с с У(т) совмещается с Кв(т) по методу максимума. Для повышения точности измерителя система, следящая за задержкой Мт, формирует производную А~(т)/А.
Измерения взаимокорреляционной функции можно проводить по огибающей выходного эффекта К'в(7 - (дт* — дг)1, но точность отсчета задержки при этом будет ниже. Структуру цифрового измерителя разности задержек сигнала на основе системы слежения за максимумом взаимокорреляционной функции представлена на рис. 2.8. йк ЛЗ Рис 2 8.
Цифровой измеритель задерзкки ао максимуму взаимной корреляции 45 2.2. Разностно-дальномерные системы местоопределения е~г)(т) = егг,[дт — (Лт*-Лг)1= К)г,[т — (лт*-лг)]х [")1," — я1 -г" — г11 ~з(п (2.30) В аналогово-цифровом преобразователе (АЦП) эти напряжения квантуются по уровню и дискретизуются по переменной т с шагом 'с„ —" = л. В результате формируются две последовательности ого У„г[п) = У„,([и[[с т ь -Лг) = КЯ ([п[ — (Лт*-Л!))х [г) х~ 1(ог„,(лт * -дг) + Фс[п[).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
