Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет (2007) (1242426), страница 110
Текст из файла (страница 110)
Если эта неопределенность будет больше радиуса корреляции навигационного поля (НП), то в силу случайного характера функционала сравнения изображений его боковой экстремум может оказаться больше главного экстремума, что приведет к ложной коррекции координат и, возможно, полному срыву функционирования КЭНС [9, 1! ). В основе явления ложного захвата лежит увеличение дисперсии распределения главного и боковых экстремумов функционала сравнения под влиянием аппаратурных шумов, погрешностей измерений, априорной неопределенности величин эффективных поверхностей рассеивания (ЭПР), закладываемых в ЭИ, и других факторов, а также из-за уменьшения главного экстремума решающею функционала под влиянием таких геометрических искажений ТИ, как размасштабнрование и разворот ТИ относительно ЭИ.
Рассмотрим этот вопрос более подробно. Характерной особенностью таких КЭНС является то, что в течение всего процесса наведения точка цели находится вне поля зрения системы, т. е. наведение осуществляется по окружающей цель местности. При этом в СУ периодически выдается информация о координатах проекции центра масс БР или ББ в данный момент времени либо в базовой системе координат, либо в местной относительно цели.
Корреляционная обработка поступающей информации при наличии обьекгивностохастической взаимосвязи между принятым параметром и злементамн двумерного массива хранимых параметров, как правило, требует распараллеливания вычислительных средств. Оценка времени вычислительных затрат на каждый цикл навигации и требуемого быстродействия вычислений могут быть грубо осуществлены, исходя из следующих соображений. 594 Будем считать, что размеры хранимых массивов (эталонных значений параметров геофизического поля), определяются произведением п х гп параметров, а измеритель характеризуется наличием )с каналов.
Типовая длительность сеанса приема информации с датчиков геофизических полей составляет примерно 20 мс. Один цикл корреляционной обработки предполагает необходимым выполнение порядка 500 арифметико-логических преобразований. Следовательно, за время 20 мс потребуется осуществление и х т х й х 500 операций, что при стандартном значении )с = 5 потребует использования вычислителя с быстродействием не менее 25 млн оп/с. Уменьшение цикла реализации основной процедуры КЭНС, обусловливаемое необходимостью повышения частоты съема информации с датчика, обычно связывают с созданием специализированных функционально-ориентированных вычислителей (ФОВ). При этом объем памяти таких ФОВ должен составлять не менее 260 Кбайт, а пропускная способность ФОВ с центральным вычислителем при их последовательной связи порядка 200 Кбит/с.
В свою очередь функционирование системы прямого самонаведения (СПН), как правило, основано на получении ТИ путем сканирования местности в районе цели, анализе для обнаружения, классификации и захвата цели с последующим ее сопровождением, периодической выдачей данньш о расстоянии до цели и углах визирования в азимутальной и угломестной плоскостях.
В этом случае цель всегда накопится в поле зрения системы до последнего этапа наведения. Независимо от характера задач, решаемых с помощью вычислительных средств систем видеонаведения, для всех них характерны наличие двух этапов: внутрикадровой и межкадровой обработки. Характерной особенностью внутрикадровой обработки является значительный объем обрабатываемой информации, составляющий для современных ПЗС-матриц массивы 16-разрядных пикселей с размерностью кадров 512 х 512 каждый (причем начальные этапы внутрикадровой обработки производятся над двумя такими матрицами) Учитывая требуемое быстродействие обработки, скорость объема при этом составляет около 20 Мбайт/а. Межкадровая обработка требует от процессора быстродействия не более 1О млн оп/с над 16-разрядными числами.
В редких случаях может потребоваться обработка 24- или 32-разрядных слов и примерно двукратное увеличение быстродействия. Каждая ССН имеет свои особенности, преимушества и недостатки. Выбор в пользу той или иной системы может быть сделан только на основе априорной информации о контрастных характеристиках заданных целей и окружающей их земной поверхности и антропогенной инфраструктуре. Как было показано ранее, одним из главных элементов технологического цикла определения на борту БР (или их ГЧ) координат цели с помощью корреляционного сравнения ТИ с ЭИ является создание на базе первичных информационных материалов (цифровая карта местности, фотоснимки, банки данных и т. п.) эталонных изображений местности района цели или образа самой цели с учетом фоноцелевой обстановки, погодных и сезонных условий. В зависимости от типа системы наведения (КЭНС или СПН) информационное поле может быть навигационным полем или помеховым фоном.
595 Таким образом, для всех систем, работающих по наземным целям, необходимо иметь информацию о местности и цели в терминах датчика (координатора) ССН, установленного на борту БР, а сам подход к процессу полготовки эталонной информации должен строиться с учетом выбранного навигационного поля. Исходная информация о местности, служащая основой для построения эталонов, может быть разбита на три группы: стабильная, полученная заблаговременно и реализуемая в виде топокарт, фото- планов, а также каталогов характеристик НП; кваэиоперативная, полученная с использованием космических средств; метеорологическая, Кроме этого используется уже обработанная информация, где содержатся данные о местности и цели [91).
Для того чтобы использовать всю имеющуюся исходную информацию, преобразованию подвергается каждый ее вид, содержащий данные о типе цели и элементах ландшафта вокруг нее с сохранением максимума информации о каждом элементе объекта и его расположении иа местности относительно цели. Для некоторых ССН параметрами служат геометрические характеристики поверхности и ее оптические или электрофизические характеристики. Из исходных материалов получают не все характеристики, а общий состав и размеры объектов и их взаимное расположение относительно друг друга и цели.
Более точные характеристики объектов и ландшафта должны составлять содержание каталога данного навигационного поля. Каталог создается на основе многочисленных и многолетних исследований теоретического и экспериментального плана и позволяет определять значения сигналов, отраженных от тех или иных объектов местности и инфраструктуры, и тем самым определять информативность местности и возможные точностные параметры всего процесса наведения. Наличие каталога позволяет при идентификации обьехтов местности получать эталонные изображения с достаточно высокой степенью разрешения. Главная задача — получение возможно более точной информации о местности вокруг цели. Начало сбора информации о местности начинается с анализа топографических материалов или аэрокосмических снимков.
При этом производится первичная привязка цели и ее отдельных элементов к местности, определяются размер участка местности, поллежащей каталогизации, и точность привязки гранин объектов к местной системе координат. После этого уточняются параметры объектов с помощью всей имеющейся информации. Картографическая информация позволяет определить мезорельеф местности, состав и характеристики лесных массивов (среднюю высоту, густоту, породу деревьев), ширину и покрытие автодорог, количество путей на железной дороге, ширину и высоту мостов, стационарный объектовый состав местности. Оперативные фотоснимки дают информацию для уточнения границ объектов, их изменений, связанных с сезонными особенностями.
Инфракрасная съемка позволяет выделить объекты с тепловым излучением. Радиолокационная съемка делает возможным определить объекты, находящиеся под покровом растительности, а в ряде случаев — объекты, лежащие под слоем грунта. 596 Полученные данные, сведенные воедино, позволяют получить подробный портрет местности с точным перечнем объектов на ней и их привязкой один к другому и цели.
После этого формируют квантовые или так называемые эталонные изображения местности вокруг цели лля КЭНС и определяют помеховые отражения от элементов местности. Структура базы данных должна обеспечить хранение различных типов и видов данных, которые необходимы для функционирования СУ и эффективного выполнения задач, поставленных перед ракетным комплексом. На основании содержания БД разрабатывают структуру, которая позволяет хранить все необходимые сведения и обеспечивает эффективный доступ и их выборку. При разработке структуры БД важно отслеживать следующие моменты ~9! ): избыточность БД: следует избегать хранения избыточной и дублирующей информации, поскольку это затрудняет работу СУБД, приводит к увеличению размера и усложняет процедуру контроля целостности; создание больших таблиц БД: большие таблицы требуют значительного объема оперативной памяти, хотя в некоторых случаях могут ускорить время доступа к конкретной информации; создание перекрестных связей: при наличии избыточного числа перекрестных связей контроль целостности БД может оказаться невозможным; минимизация размеров полей таблиц БД: чрезмерная минимизация размеров полей таблиц приводит к снижению их универсальности и повышению сложности сопровождения программ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
