Радиолокационные измерители дальности и скорости by Саблин В. Н. (z-lib.org) (852905), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Объясняется это тем, что при совпадении дальностидо цели с дальностью i-й опорной точки с точностью до ±АД/2разность (flmj-0 ,6c0T3Hj) будет минимальной для каждой j -ой частоты повторения. В идеальном случае при Д=ДА эта разность равнанулю, но погрешности измерения t3hj, обусловленные шумами измерения и другими причинами, не позволяют получить чисто нулевое значение Qi(Оценка дальности при таком способе измерения является дискретной величиной с шагом АД.
Для уменьшения ошибки дискретизации измерение обычно осуществляется в два этапа. На первомэтапе, вследствие ограниченных вычислительных возможностейЦВМ, значение п обычно невелико, поэтому полученное значениедальности Д| является грубым. Оно используется в качестве начального условия для алгоритма более точного (нониусного) оценивания дальности. Суть этого алгоритма состоит в том, что участок дальности от Д^АД/2 до Д}+АД/2, соответствующий измеренному на первом этапе значению Д;, разбивается на (т|+1) небольших участков АД' (рис.
4.2.13,6). Для каждой дальностиДк=Д1+кДЦ\ где к=-г|/2 ...0 ...т|/2, после определения значенийДн1ц, вычисляется сумма типа (4.2.37). Наименьшая сумма определяет более точное значение дальности Д^, которое используетсяв качестве её оценки.Следует отметить, что для получения достаточно точной оценки нониусным способом требуется достаточно большой набор частот повторения импульсов (от 10 и более). Обычно этот способ измерения используется при переходе к сопровождению цели приВЧПИ, если в режиме ОБЗОР при ВЧПИ дальность измерялась сиспользованием ЛЧМ зондирующего сигнала, и точность измерения недостаточна для целеуказания системе сопровождения подальности.4.2.6.
К омбинированный метод измерения дальностиВ режиме ВЧПИ при малой скважности перебор частот повторения импульсов для устранения неоднозначности по дальностисвязан с большими трудностями [17]. В то ж е время применениеметода ЛЧМ не позволяет получить необходимую точность измерения. Точность измерения дальности методом ЛЧМ можно увеличить, воспользовавшись методом изменения частоты повторенияимпульсов [65]. Для этого при нахождении дальности методомЛЧМ одновременно с измерениями частотных смещений принятого сигнала относительно излучаемого необходимо с помощью временных стробов измерить неоднозначную дальность Дн при используемом периоде повторения импульсов Тп.На рис.
4.2.14 приведены распределение результатов измерения дальности методом ЛЧМ, неоднозначной дальности и их совместное распределение.Как уже отмечалось при измерении частоты по номеру «звенящего» фильтра дальность, определенная с использованием методаЛЧМ зондирующего сигнала является дискретной. Плотность распределения результатов измерения дальности методом ЛЧМ можно представить в виде непрерывной функции £лчм(Д) (рис.4 .2.14,а) расположенной на интервале от (Длчм“АДлчм/2) ДО(Длчм+ДДлчм/2), где Длта - измеренное значение, ДДлчм=с<^/(28) диапазон ошибок измерения (интервал дискретизации), Af - расстройка соседних фильтров по частоте, S - крутизна изменениячастоты. Плотность распределения оценки Д по результатам изме-8ячм(Д)^ ка)ДлчмДячи+ДДячы/2Дям-ДДрш^АДмеШ\«— 51/Ооихб)ОТП^ахАДош ДДДодн 2ДД01 ЗДЛдА&«,(МВ)йИ(Дт /АД«.}*АЦм1int{Д/АДост)•АДодиРис.
4.2.14.рения неоднозначной дальности Дн представим в виде решётчатойфункции (рис. 4.2.14,6)g HW ) = —^тах5(Д-Д(п)),где nmax = inti ^ т&х I - максимальный коэффициент неодно[АДодн]аначности; Дтах - максимальное значение дальности для данногорежима РЛС; ДД0дн=соТи/2 - отрезок однозначной дальности, соответствующий периоду повторения Ти; int{*} - операция взятиянаименьшего целого от результата деления Д ^ на А Д ^ , а5(Д-Д(п))0, при Д * (пДЦодн + Дн)1, при Д = (пДДодн+ДН) ’Совместное распределение оценки дальности методом ЛЧМ приусловии измерения неоднозначной дальности&х>вм(Д)кнгдчм(Д)6{Д-Д(п)},где кн - нормирующий коэффициент, представлено на рис.4.2.14,в. Из этого рисунка видно, что грубая оценка дальности методом ЛЧМ с погрешностью ±ДДлчм/2 позволяет сократить количество неоднозначных оценок дальности по результатам измерениянеоднозначной дальности Дн.Результат совместной оценки дальности можно представить ввидеД (Цлчм^^ОАДодн^Дн*(4.2.38)где nJI4M=int{fljr4M/A fl0flH} - коэффициент неоднозначности грубойдальности, измеренной методом ЛЧМ; к - разница коэффициентовнеоднозначности п*=^{Д/ЛДодн} и п ^ , причем к=0 , ±1, ±2,±кщах> где kmax=int{АДлжуи/2АДодн} - коэффициент неоднозначностиинтервала погрешности измерения дальности методом ЛЧМ.
Таким образом при совместном измерении возможны (2kmax+ l) значений дальности. Для раскрытия неоднозначности можно воспользоваться двухчастотным способом измерения дальности [6]. Дляэтого выбирается такая вторая частота повторения F ^ , что на интервалепогрешности,равномАДлчм»отрезковдальностиАДодн2” со /(2ГП2)наединицуменьшеотрезковдальностиАДады2=Со/(2РП1), соответствующих частоте Fnl, т.е.^"ИАДлчм/АД одн1}АДлчм/ АД одн2}*^“1 9(4.2.39)или переходя от Додн1, Д ^ к Fnl, F ^ , получимАДлчмс0(4.2.40)2 (^п1 ” Fn2)При выполнении условия (4 .2 .3 9 ) внутри интервала ЛДодзначение дальности, полученное двухчастотным способом, будетоднозначным. В соответствии с (4 .2 .3 8 ) искомое значение дальности можно выразить через известные значения АДода1> Днъ ДЦодн2»Дн2 и неизвестные коэффициенты неоднозначности kl9 кг**Д=(пЛчм1+к1)АДодн1+ДнЪ(4.2.41)Д= (Пячм2+к2)АДодн2+Дн2>(4.2.42)где, Hjpnji и Пд^г - представляют наименьшую целую часть от отношений {Длчм/АДодн1} и {Длчм/АДоднг}; кь к2 - целое число отрезков АДодн! и АДоднг, соответствующих смещению Д относительноДим для Fnl и F,^ соответственно.
Согласно (4.2.39) существуютдва соотношения между к* и к2k i= k 2;k i - k 2+ l .(4 .2 .4 3 )Приравнивая друг другу выражения (4.2.41) и (4.2.42) и подставляя соотношения (4.2.43), получимД^Г^лчм! "плчм2)ДДодн1ДЦодн2■^(Дн1ДЦодн2"Дн2ДДодн1)]/[ДЦодн2‘ ДДодн1](4.2.44)илиД==[(плчм2“г1лчм2'^' 1)ДДодн1ДДодн2^"(Д н1ДДодн2“Дн2ДДодн1 )]/ [ДДодн2"ДДодн1] •(4.2.45)За отсчёт дальности принимается то значение Д, которое находится в ограниченном интервале от Длчм-АДлчм/2 до Длчм+ДДлчм/2 .Линеаризуя выражение (4.2.44) как функцию нескольких переменных Д=ДДн1 » Дн2) и принимая, что значения п ^ , АД0Дн1 >ДДодн2 точно определены, получим соотношение для дисперсииошибки измерения дальностид=(----- -------------- ]DдD +1ДЦ0Дн2 - ДЧоднгУ------- ------------------] D „2,ДДодн2-ДДодн1;(4.2.46)где Г)д1 и D h2 - дисперсии измерения неоднозначной дальности.Заменив в (4.2.46) ДДодн1=со /(2Рп1) и А Д 0дн 2 = с о / ( ^ и 2 ) и используя соотношение (4.2.40), получимОд=(АД2лчм/ДД2оДН1)Он1+(ДЦ2лЧМ/ДЦ2одн2)Он2.(4.2.47)Учитывая, что D h1=D h2=D h и принимая для наглядности АДоды1==ЛД0ДН2—АДодн» получаем, что погрешность измерения дальностикомбинированным методомО дК А Ц 2лчм/ДЦ2одн1)А г .прямо пропорциональна погрешности измерения неоднозначнойдальности и отношению ошибки измерения дальности методомЛЧМ к интервалу однозначного измерения.Комбинированный метод позволяет за короткое время радиоконтакта с целью получить измеренное значение дальности с точностью, значительно превосходящей точность измерения дальности методом ЛЧМ и соизмеримой с точностью измерения дально-сти нониусным методом, требующим для получения достаточноточной оценки большого количества частот повторения и, следовательно, значительного времени.
В связи с этим, измерение дальности методом ЛЧМ используется только при работе БРЛС в режиме«ОБЗОР*, метод перебора частот повторения (нониусный метод)только в режиме захвата цели на сопровождение, а комбинированный метод может применяться как при работе БРЛС в режиме«ОБЗОР*, так и при переходе от режима «ОБЗОР* в режим непрерывного сопровождения.4.3. ОЦЕНИВАНИЕ ДАЛЬНОСТИ И СКОРОСТИ В БРЛС ПРИСОПРОВОЖДЕНИИ ОДИНОЧНОЙ ЦЕЛИВ режиме СОЦ (РНП) луч антенны всё время направлен наодну цель. Это даёт возможность существенно увеличить времянакопления и формировать первичные измерения с более высокойточностью.
При этом регулярное поступление измерений даёт возможность применять достаточно эффективные процедуры повышения точности оценивания за счёт использования тех или иныхалгоритмов фильтрации.При использовании в БРЛС сигнала с ВЧПИ его селекция поскорости осуществляется точно также, как и при непрерывномсигнале. Селекция же по дальности отличается от селекции, выполняемой в БРЛС с НЧПИ.
Относительно малая энергия сигналас ВЧПИ в одном импульсе не позволяет осуществлять селекцию повремени запаздывания непосредственно по каждому импульсу. Отсюда следует необходимость предварительного накапливания полезных сигналов для обеспечения достаточно большого отношенияэнергии сигнала к спектральной плотности шума. Спецификойприменения сигналов с ВЧПИ является неоднозначность отсчётадальности, обусловленная тем, что время запаздывания отражённых импульсов может превышать период повторения зондирующих импульсов. Это предопределяет необходимость применениятого или иного способа устранения неоднозначности (см. §4.2).Обычно такая задача решается в процессе формирования начальных условий для следящей системы и на её работу никак не влияет.
В то же время наличие мёртвых зон, вызываемых попаданиемотражённых сигналов во временные участки бланкирования приёмника, непосредственно влияет на функционирование дальномера.Структурная схема одного из вариантов дальномерного каналаБРЛС, выполняющего автосопровождение цели при импульсномсигнале с ВЧПИ [3], приведена на рис. 4.3.1, а диаграммы ее работы на рис. 4.3.2. Особенностью рассматриваемого дальномераявляется использование в нем БЦВМ, с помощью которой частьзадач решается на алгоритмическом уровне. При этом будет полагаться, что неоднозначность отсчётов в процессе формированияпервичных измерений дальности устраняется одним из способов,рассмотренных в §4.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
