Радиолокационные измерители дальности и скорости by Саблин В. Н. (z-lib.org) (852905), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Вопросы помехозащиты радиолокационных измерителей дальности и скорости в этой монографии не рассматриваются, поскольку им предполагается посвятить отдельную книгу.Ввиду большого объёма материала и для удобства пользованиямонография разделена на два тома. Первый том включает: предисловие, введение и главы с первой по шестую включительно. Второй - главы 7-12 и заключение. В книге принята тройная нумерация формул и рисунков в которой первая цифра означает номерглавы, вторая - номер параграфа, а третья - номер формулы илирисунка в параграфе.Перечень принятых сокращений и список литературы приведены в конце книги.Труд по написанию первой части монографии распределялсяследующим образом:введение, п.п.
1.8.1, 1.9.4, §§ 1.12, 2.2, 2.4, 4.5, 6.3, 6.4 написаны В.И. Меркуловым; п.1.4.3, §§ 1.5-1.7, п.п. 1.8.2, 3.1.1,3.1.3-3.1,5, §§ 3.2, 3,6 и глава 5 подготовлены А.И. Перовым;предисловие, §§ 2.1, 2.3, п.3.1.2 - В.Н. Саблиным; §6.5 - В.В.Дрогалиным; п.4.2.1 - А.А. Герасимовым; §§ З.З-З.б - Г.И. Горгоновым; §§ 1.13, 3.7 и 6.6 - В.П.
Харьковым; п.4.2.6 - О.А. Сиротой;совместно В.И. Меркуловым и А.И. Перовым подготовлены§§ 1.1, 1.2, п.п. 1.4.1, 1.4.2, 1.9.1-1.9.3, §§ 1.10, 1.11; В.И. Меркуловым и В.В. Дрогалиным написаны §§ 6.1, 6.2; В.И. Меркуловым и А.А. Герасимовым - §4.1 и п.4.2.5; В.И. Меркуловым иГ.И. Горгоновым - §§ 4.3 и 4.4; А.И. Перовым и В.Н. Саблиным §1.3; А.А. Герасимовым и О.А. Сиротой подготовлены п.п. 4.2.24.2.4.ВВЕДЕНИЕРадиолокационные измерители дальности и скорости, являются составной частью радиолокационных систем (РЛС), в свою очередь входящих в состав авиационных систем радиоуправления.Традиционно дальномеры в составе РЛС и радиолокационных головок самонаведения (РГС) решают задачи формирования оценокдальности до целей и скоростей сближения с ними, которые используются для управления летательными аппаратами и целеуказания средствам поражения.
Кроме того, на основе информации одальности и скорости осуществляется селекция полезных сигналовпо времени запаздывания (дальности) и доплеровской частоте(скорости). В силу важности этой задачи дальномерные каналыБРЛС и РГС часто называют автоматическими селекторами дальности и скорости (АСДС).Следует подчеркнуть, что, являясь системами более низкогоуровня иерархии, дальномеры во многом определяют показателиэффективности как РЛС, так и радиоэлектронных систем самонаведения (РЭССН) в целом.
Достаточно сказать, что срыв сопровождения цели по дальности или скорости, как правило, приводит ксрыву самонаведения самолёта или ракеты в целом.Подчинённое положение дальномеров в составе радиоэлектронных систем управления (РЭСУ) предполагает учёт тенденцийразвития последних при предъявлении требований к процедурамрадиолокационного сопровождения целей по дальности и скорости.
В качестве таких тенденций и особенностей, оказывающихнепосредственное влияние на требования, предъявляемые к дальномерам и алгоритмам их функционирования, можно отметить:сверхмайевренность летательных аппаратов;снижение их радиолокационной заметности;необходимость мгновенного применения оружия (стрельба навскидку);расширение ассортимента применяемых радиопомех;использование режимов одновременного автоматического сопровождений нескольких целей в режиме обзора (АСЦРО);Применение комбинированных высокоточных систем наведения ракет [1^*3];одновременное применение больших групп летательных аппаратов.Для информационного обеспечения существенно более сложных алгоритмов траекторного управления сверхманевренных самолётов (модификации СУ-27, С-37 (Россия), F-22, Х-31 (США) ит.д.) зачастую требуется знание не только дальности и скоростисближения с ними, но и ускорения и его производных.Снижение радиолокационной заметности целей обусловливаетуменьшение дальности обнаружения и времени на организациюпротиводействия.
Это предопределяет необходимость увеличениябыстродействия всех составных частей РЭСУ противоборствующихсторон, а, соответственно, и увеличение быстродействия дальномерных каналов. Кроме того, становится весьма актуальной задачаобеспечения устойчивого высокоточного сопровождения целей подальности и скорости при существенно меньших соотношенияхэнергии сигнала к спектральной плотности шума.Применение ракет большой и средней дальности с комбинированными системами наведения по маневрирующим целям требуетсущественного повышения точности управления ими на автономном участке, предшествующем этапу самонаведения. Это повышение точности обеспечивается передачей на борт ракеты сигналоврадиокоррекции [3, 45], которые формируются на основе информации о составляющих скорости или ускорения цели, получаемойс участием дальномеров.Расширение ассортимента применяемых радиопомех и ихимитирующих возможностей [9, 31] в процессе увода по дальностии скорости предопределяет необходимость более сложного анализапринимаемых сигналов и законов изменения дальности и скоростисближения и их производных, а также законов изменения составляющих собственной скорости цели.Обобщая всё вышесказанное, можно придти к заключению,что современные и перспективные дальномеры должны обеспечивать формирование оценок не только дальности и скорости, но иих более высоких производных, а также радиальных составляющих скорости и (или) ускорений цели.Особо следует подчеркнуть, что для бессрывного высокоточного сопровождения сверхманевренных целей нужны следящие измерители нового поколения, удовлетворяющие более жёстким требованиям по точности, устойчивости и быстродействию.
К сожалению необходимо признать, что традиционные радиолокационныеизмерители, построенные по одноконтурному принципу на базеследящих систем с астатизмом второго порядка не удовлетворяютэтим требованиям. Одной из причин этого является возникновениево время интенсивного маневрирования производных отслеживаемых фазовых координат порядок которых превышает порядок астатизма следящих систем.
В итоге происходит нарастание динамических ошибок слежения и срыв сопровождения становитсялишь вопросом времени. Проблема одновременного повышенияточности и устойчивости в одноконтурных следящих системах, вкоторых чувствительный элемент (дискриминатор), сглаживающий фильтр (управитель) и исполнительное устройство (устройство расстановки стробов и управляемый гетеродин) включены последовательно, является достаточно сложной.Сверхманевренные свойства самолётов позволяют значительноуменьшить время, затрачиваемое на их вывод в зону примененияоружия, что предопределяет необходимость его применения «навскидку». Отсюда следует целесообразность существенного повышения быстродействия дальномеров в процессе отработки ошибокзахвата и целеуказаний.
Время отработки этих ошибок, определяемое интервалом в 2...3 с [3] становится непозволительной роскошью.Расширение номенклатуры потребителей радиолокационнойинформации, связанное с её использованием в стрелково-пушечном вооружении и ракетах малой дальности также предопределяетнеобходимость повышения быстродействия, точности и устойчивости сопровождения целей по дальности и скорости.Массированное применение самолётов и ракет обусловливаетразвитие весьма специфических радиолокационных систем, обеспечивающих сопровождение больших групп (облаков, роёв) целей.Использование для этих целей традиционных алгоритмов сопровождения одиночных и групповых объектов приводит к информационному насыщению систем обработки вследствие их ограниченной пропускной способности. Для решения этой задачи нужны новые подходы, связанные с необходимостью сопровождения группыв целом, с определением её размеров и состава.Следует отметить усиление роли радиолокационной дальнометрии в системах гражданского и двойного назначения: в частности в автономных системах автоматической посадки самолётов, вметеолокаторах и системах дистанционного зондирования и мониторинга земной поверхности.Интенсивное внедрение в состав бортового оборудования самолётов многофункциональных РЛС, способных работать в режимахсопровождения обширного класса воздушных (сверхманевренных,зависающих, одиночных, групповых в плотных строях и т.д.) иназемных (малоразмерных, протяжённых, подвижных и неподвижных) целей, свидетельствует о необходимости использования вдальномерных каналах БРЛС и РГС большого набора весьма отличающихся алгоритмов оценивания дальности и скорости, адаптированных к конкретным условиям применения.
В связи с этим,весьма актуальным становится вопрос удешевления разработокпроцедур оценивания дальности и скорости, унификации и стандартизации частных алгоритмов, уменьшения времени на их испытание и доводку. Эти требования приводят к необходимостиучёта ещё на стадии проектирования в качестве заданных частейопределённых устройств и программ и более жёсткого учёта реальных информационных и энергетических ограничений.Кратко перечисленные выше особенности позволяют сделатьуверенный вывод о невозможности разработки универсального радиолокационного измерителя дальности и скорости на базе какоголибо одного теоретического подхода.
В связи с этим в книге уделено большое внимание вопросам синтеза дальномеров различнойстепени сложности на базе различных теоретических подходов,основанных на представлении процессов и систем в многомерномпространстве состояний с использованием математического аппарата статистической теории оптимального управления, теории оптимального оценивания, идентификации и адаптации. Читателюпредставляется право самому отдать предпочтение тому или иномуалгоритму.ГЛАВА 1. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ДИНАМИЧЕСКИХСИСТЕМ1.1. ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К СИНТЕЗУ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМВ ПРОСТРАНСТВЕ СОСТОЯНИЙЗадачей синтеза является получение алгоритмов функционирования динамических систем (ДС), наилучших (оптимальных) втом или ином смысле.
В общем случае, наилучшими являются алгоритмы, обеспечивающие высокую точность и устойчивость ДС, атакже их низкую чувствительность к изменению условий функционирования. Синтез ДС проводится на основе априорных сведений о состоянии системы, наблюдаемых полезных и мешающихсигналах, их статистических характеристиках при отсутствии иналичии дополнительных (структурных, вычислительных и энергетических) ограничений.Структурные ограничения обусловлены наличием заданнойчасти системы или ее связей с внешними устройствами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
