Изобретение относится к области обработки радиолокационной информации (РЛИ) и предназначено для формирования обобщенной картины воздушной обстановки, складывающейся в зоне ответственности пункта управления зенитного комплекса, по информации, поступающей от нескольких источников РЛИ. Достигаемый технический результат - повышение точности отождествления РЛИ. Указанный результат достигается за счет того, что способ третичной обработки РЛИ в вычислительной системе пункта управления состоит из следующих этапов: прием сообщений от источников РЛИ; приведение сообщений к единому времени и в единую систему координат; отождествление поступивших от источников сообщений и формирование обобщенной картины воздушной обстановки; распознавание ложной информации при поступлении РЛИ от двух и более источников с одинаковыми техническими характеристиками. 2 ил.
Изобретение относится к области обработки радиолокационной информации (РЛИ), а именно к задаче формирования обобщенной картины воздушной обстановки, складывающейся в зоне ответственности пункта управления (ПУ) зенитного комплекса, по информации, поступающей от нескольких источников РЛИ, с целью дальнейшего успешного ведения боевых действий.
Задача отождествления радиолокационных отметок, полученных от различных источников РЛИ, по принадлежности к одной цели является достаточно сложной и трудоемкой. Ее решение зачастую неоднозначно и занимает значительное время. На практике параметры воздушного объекта (ВО) определяются разными источниками РЛИ с большими статическими погрешностями, которые вызваны ошибками передающих устройств и ошибками вторичной обработки РЛИ, определяемыми типом источников. В информации, поступающей от источников, работающих в условиях помех (внутренних и внешних), часто присутствуют сообщения о ложных целях. Оценка и отождествление сообщений таких источников происходит с большими погрешностями, часто требуется вмешательство оператора. Кроме того, в сообщениях источников, располагающихся на подвижных основаниях, могут присутствовать динамические ошибки, связанные как с неточным определением параметров ВО самим источником РЛИ, так и ошибками его систем стабилизации и навигации. Ни один из существующих способов не может полностью устранить все проблемы, возникающие при третичной обработке РЛИ.
Известен способ третичной обработки РЛИ от нескольких разнесенных источников (см. Кузьмин С.З. «Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации» M., «Советское радио», 1974, стр. 405). Этот способ включает в себя следующие этапы:
Получение сообщений по ВО от источников РЛИ и приведение этих сообщений к единому моменту времени и в единую систему координат;
Грубое отождествление пар сообщений и формирование групп предварительно отобранных сообщений, для которых результаты попарного сравнения соответствующих параметров не превышают величин допустимых отклонений (стробы отождествления), определяемых ошибками оценки и экстраполяции координат;
Точное отождествление сообщений, отобранных в группы, по минимуму суммы квадратов отклонений по координатам между поступившими и обобщенными сообщениями;
Усреднение параметров ВО, полученных из нескольких сообщений;
Обработка обобщенных траекторий (ОТ) с целью их сглаживания.
Этот способ не позволяет достичь уровня достоверности и однозначности процесса отождествления РЛИ, требуемого современной военной техникой. Если результат сравнения хотя бы для одной пары параметров двух сообщений колеблется около величины строба отождествления (то больше, то меньше), наблюдается образование вместо одной-двух ОТ (разотождествление), в массиве ОТ появляется то одна, то две трассы (эффект двоения трассы).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ обработки РЛИ в сетевой информационной структуре автоматизированной системы управления (Патент РФ №2461843). Этот способ предполагает:
Получение сообщений от источников и отбор сообщений с признаком «новая цель»;
Приведение отобранных сообщений к единой точке отсчета;
Предварительный отбор от других источников сообщений, которые могут быть отождествлены с вновь поступившими сообщениями, по критерию максимально возможной скорости ВО и среднеквадратичной погрешности измерения координат источником РЛИ;
Предварительное формирование пар сообщений;
Попарная оценка сообщений на предмет возможного отождествления и формирование матрицы ВО;
Выборка и передача информации из матрицы ВО по заявкам потребителей.
Авторы данного способа предлагают часть функций по обработке РЛИ перенести на сервер сетевой информационной структуры, что позволяет сократить время, занятое обработкой РЛИ, но не повышает саму точность обработки РЛИ и не устраняет двоения трасс в массиве ОТ.
Сглаживания влияния статических погрешностей вторичной обработки РЛИ и передачи информации;
Уменьшения эффекта двоения трасс на границах стробов отождествления;
Снижения влияния ложной информации, присутствующей в сообщениях источников, работающих в условиях помех.
Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемом способе третичной обработки РЛИ в вычислительной системе (ВС) ПУ, включающем:
Прием сообщений по ВО от источников РЛИ;
Приведение полученных сообщений к единому времени и в единую систему координат;
Отождествление поступивших от источников сообщений с целью формирования обобщенной картины воздушной обстановки и передачи ее потребителям;
новым является то, что:
Решение на отождествление сообщений принимают при попадании в стробы отождествления величин среднеквадратичных отклонений координатных составляющих сообщения по ВО от источника и объединенной траектории за несколько циклов обмена;
Разотождествление сообщений производят, если величина среднеквадратичного отклонения хотя бы по одной из координат превышает величину, равную суммарной величине строба отождествления и зоны неоднозначности, величина которой определяется динамическими ошибками систем стабилизации и навигации источника РЛИ;
Имеется возможность распознавания ложной информации при поступлении РЛИ от двух и более источников с одинаковыми техническими характеристиками путем проведения при поступлении сообщения по новому ВО от одного из источников анализа возможности попадания нового ВО в зоны видимости других источников и установлением времени ожидания поступления информации по этому ВО от других источников, если в течение времени ожидания информация от других источников не поступила, а информация по этому ВО от первого источника перестала приходить, делают вывод о ложности информации по данному ВО в сообщениях первого источника.
В предлагаемом способе сглаживание погрешностей обработки и передачи РЛИ достигается за счет использования информации по ВО за несколько циклов обмена. Для принятия решения по отождествлению вычисляются среднеквадратичные отклонения (СКО) между соответствующими координатами ВО в сообщениях источника и ОТ за n циклов обмена:
где U kj - координата ВО в сообщении источника по j-й цели в нумерации источника, полученного на k-м цикле обмена,
U k - координата ОТ, экстраполированная на данный момент времени,
n - постоянная величина и зависит от периода обновления информации по ВО.
При первом поступлении на пункт сбора информации от источника по j-й цели отождествление с ОТ производится при выполнении по всем координатам условий:
где ΔU - величина строба отождествления.
Для борьбы с эффектом двоения трасс были введены зоны неоднозначности для стробов отождествления. При повторном поступлении информации по j-й цели проверяются условия:
где δU - величина зоны неоднозначности.
Величина зоны неоднозначности определяется величиной динамической ошибки систем стабилизации и навигации источника РЛИ. Если условие (3) хотя бы для одной из координатных составляющих сообщения не выполняется, то происходит разотождествление ОТ. Введение зоны неоднозначности в условии (3) позволяет снизить частоту отождествлений/разотождествлений РЛИ, поступающей от источников, работающих с динамическими ошибками.
При получении информации от двух и более источников с одинаковыми техническими характеристиками можно распознать ложную информацию. При поступлении сообщения по новому ВО от одного из источников, если анализ зон видимости источников показал возможность поступления информации по этому ВО от других источников, для данного сообщения устанавливается время ожидания t ож поступления информации от других источников. t ож зависит от степени опасности ВО. Из этих сообщений формируется массив сообщений, ожидающих обработки (МО). Если в течение времени t ож информация от других источников не поступила, и информация по этому ВО от первого источника перестала приходить, делается вывод о ложности информации по данному ВО в сообщениях первого источника. Таким образом, в массив ОТ ложная информация не поступает.
На фиг. 1 приведена схема реализации предложенного способа, где:
1 - объединенное пространство данных (ОПД);
2 - источник РЛИ (ИСТ);
3, 13 - средства связи (СРС);
4 - обнаружитель ложной информации (ОЛИ);
5 - блок предварительной обработки сообщений (БПО);
6 - анализатор возможности отождествления с имеющимися объединенными траекториями (ABO);
7 - анализатор возможности разотождествления (АВР);
8 - анализатор зон видимости источников (АЗВ);
9 - блок расчета времени ожидания и записи в МО (БРВО);
10 - блок проверки по МО (БП);
11 - блок ревизии МО (БР);
12 - блок сопровождения массива ОТ (БС);
14 - потребители РЛИ (ПОТ).
На фиг. 2 приведен график, поясняющий применение зон неоднозначности при отождествлении РЛИ, где N - число ОТ, σ - СКО в соответствии с выражением (1).
Данный способ третичной обработки РЛИ может быть реализован на базе однопроцессорной ВС ПУ и состоит из этапов принятия сообщений, обработки и передачи информации потребителям. В соответствии с фиг. 1 предлагаемый способ условно может быть разделен на отдельные задачи, последовательно решаемые в блоках 5-12. Каждая задача использует собственное локальное адресное пространство. Между задачами существует информационная связь посредством ОПД 1. В качестве ОПД используется оперативное запоминающее устройство ВС ПУ.
На каждом цикле обмена РЛИ от ИСТ 2 через СРС 3 поступает в БПО 5, где производится приведение поступившего от источника сообщения к единому моменту времени и единой системе координат. В качестве СРС в ВС ПУ используются мультиплексный канал информационного обмена (МКИО) и канал Ethernet.
Для принятия решения по отождествлению РЛИ используется усредненная информация за n циклов обмена данными с источником. Приведенные сообщения по всем ВО, поступившие на протяжении n циклов обмена от источника РЛИ на пункт сбора информации, записываются в виде массива размерностью n×i×j, столбцы которого представляют собой совокупность i параметров для j-й цели в нумерации источника, получаемые на каждом из n циклов обмена. Массивы сообщений источников хранятся в ОПД 1. Также в ОПД 1 находится массив ОТ и МО. На каждом цикле в обработку поступают сообщения только одного источника. В ABO 6 сообщения по новым ВО в нумерации источника проверяются по координатам на возможность отождествления с существующими ОТ в соответствии с условиями (2). При выполнении условий (2) для данной ОТ в ОПД 1 выставляется признак сопровождения ВО источником. Сообщения, не удовлетворяющие условиям (2), образуют в ОПД 1 новую ОТ.
Разотождествление происходит в АВР 7, если условие (3) хотя бы по одной из координат не выполняется. Величина δU в условии (3) позволяет компенсировать эффект двоения трасс. Процесс отождествления и разотождествления при уменьшении и увеличении соответственно величины СКО σ поясняет график на фиг. 2. Процессы перехода от одной ОТ к двум и обратно идут по разным сторонам прямоугольника 15, образованного зоной неоднозначности.
При наличии двух и более источников с одинаковыми техническими характеристиками запускается процесс фильтрации ложной информации в ОЛИ 4. При поступлении информации по ВО от одного из таких источников АЗВ 8 проверяет возможность поступления информации по данному ВО от других источников с учетом зоны видимости. При положительном результате проверки в БРВО 9 в зависимости от степени опасности ВО рассчитывается t ож и производится запись сообщения в МО. При поступлении информации от другого источника в БП 10 осуществляется проверка МО на возможность отождествления одного из сообщений, хранящихся в МО, с вновь поступившим. Если такое сообщение найдено, то происходит отождествление двух сообщений и новая ОТ добавляется в массив ОТ. Если такое сообщение от другого источника не поступило, в БР 11 проводится постоянная ревизия МО по сообщениям на предмет истечения t ож. Если время t ож истекло, а информация по этому ВО от первого источника перестала поступать, это сообщение считается ложным и удаляется из МО, а новая ОТ не образуется. Если информация по данному ВО от первого источника продолжает поступать, образуется новая ОТ.
В БС 12 осуществляется постоянный контроль за массивом ОТ. Если информация по какой-то ОТ ни по одному из сопровождающих ее источников не поступает на протяжении времени t ист (t ист зависит от типа источника и от цикла обмена с источником), ОТ сбрасывается с сопровождения и удаляется из массива ОТ.
Данные из массива ОТ через СРС 13 передаются ПОТ 14 для дальнейшего ведения боевых действий по ВО.
Заявленный способ третичной обработки радиолокационной информации в ВС ПУ позволяет устранить эффект двоения трасс, производить отождествление и разотождествление сообщений от источников с высокой степенью достоверности, снизить влияние ложной информации от источников, минимизировать случаи вмешательства оператора в сам процесс обработки и может быть реализован как в ВС ПУ зенитных комплексов, так и в ВС самих зенитных комплексов, работающих в составе группировки.
Способ третичной обработки радиолокационной информации в вычислительной системе пункта управления, включающий прием сообщений по воздушным объектам (ВО) от источников радиолокационной информации (РЛИ), приведение этих сообщений к единому моменту времени и в единую систему координат, отождествление поступивших от источников сообщений с целью формирования обобщенной картины воздушной обстановки и передачи ее потребителям, отличающийся тем, что решение на отождествление сообщений принимают при попадании в стробы отождествления величин среднеквадратичных отклонений координатных составляющих сообщения по ВО от источника и объединенной траектории за несколько циклов обмена, разотождествление сообщений производят, если величина среднеквадратичного отклонения хотя бы по одной из координат превышает величину, равную суммарной величине строба отождествления и зоны неоднозначности, величина которой определяется динамическими ошибками систем стабилизации и навигации источника РЛИ, с возможностью распознавания ложной информации при поступлении РЛИ от двух и более источников с одинаковыми техническими характеристиками путем проведения при поступлении сообщения по новому ВО от одного из источников анализа возможности попадания нового ВО в зоны видимости других источников и установлением времени ожидания поступления информации по этому ВО от других источников, если в течение времени ожидания информация от других источников не поступила, а информация по этому ВО от первого источника перестала приходить, делают вывод о ложности информации по данному ВО в сообщениях первого источника.
Похожие патенты:
Группа изобретений относится к системам посадки самолетов и может быть использована при реализации комплексов аэродромного обеспечения. Достигаемый технический результат - расширение ассортимента устройств посадки самолетов на аэродром, что достигается за счет использования РЛС, содержащей: четыре антенны (ППА), десять генераторов сигналов, по двенадцать смесителей и фильтров, по четыре усилителей мощности и частотомера, пять ЦАП, вычислитель коэффициента и по две схемы умножения и вычитания.
Изобретение предназначено для применения в области авиационного приборостроения, в частности в пилотажно-навигационном оборудовании летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - повышение надежности и безопасности совершения посадки ЛА, увеличение точности формирования заданной траектории посадки.
Изобретение относится к устройству (10) для обнаружения транспортного средства, в частности воздушного судна (А), на полосе (R) аэропорта, в особенности на взлетно-посадочной полосе, рулежной дорожке или месте стоянки воздушных судов, причем данное устройство (10) содержит, по меньшей мере, один радиолокационный датчик (11), установленный в районе полосы (R) и выполненный с возможностью испускать радиолокационный луч для сканирования пространственной зоны (Е) обнаружения.
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в автоматизированных системах управления, построенных на принципах сетевой информационной структуры, в части, касающейся обработки радиолокационной информации (РЛИ) от источников - радиолокационных станций (РЛС) и передачи ее потребителям - зенитно-ракетным комплексам и системам.
Изобретение относится к области навигации летательных аппаратов (ЛА) и может быть использовано при осуществлении посадки ЛА. .
Изобретение относится к системам обнаружения, сопровождения и распределения воздушных целей в радиолокационных комплексах наземного и/или морского базирования и может использоваться в системах противовоздушной обороны при защите наземных объектов от воздушного нападения.
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения малых высот полета летательного аппарата. Достигаемый технический результат - расширение диапазона измеряемых высот летательного аппарата. Указанный результат достигается тем, что в высотомер введены RS триггер и в каждом блоке измерения наклонной дальности второй ключ, выходом соединенный с управляющим входом светочувствительного прибора с зарядовой связью блока измерения наклонной дальности, причем информационный вход второго ключа служит первым входом блока измерения наклонной дальности, вторым входом которого служит управляющий вход ключа, третьим входом блока измерения наклонной дальности служит вход блока питания, выполненного управляемым, а вторым выходом каждого блока измерения наклонной дальности служит выход счетчика импульсов, причем R вход RS триггера соединен с вторым выходом первого блока измерения наклонной дальности, a S вход RS триггера подключен к второму выходу второго блока измерения наклонной дальности, третий вход которого соединен параллельно с R выходом RS триггера с вторым входом первого блока измерения наклонной дальности, третий вход которого присоединен параллельно с S входом RS триггера к второму входу второго блока измерения наклонной дальности. 2 ил.
Изобретение относится к способу и устройству обнаружения вращающегося колеса транспортного средства, которое движется по проезжей части в направлении движения и колеса которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку. Техническим результатом является повышение надежности обнаружения вращающегося колеса транспортного средства. Предложен способ обнаружения вращающегося колеса (4) транспортного средства (1), которое движется по проезжей части (2) в направлении движения (3) и колеса (4) которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку, включающий этапы: отправку электромагнитного измерительного луча (9) с известной временной характеристикой его частоты на первую область над проезжей частью (2) в направлении наискось к вертикали (V) и перпендикулярно или наискось к направлению движения (3), прием отраженного измерительного луча (9) и запись временной характеристики его частот по отношению к известной характеристике в качестве характеристики (20) смеси принятых частот и обнаружение непрерывно возрастающей или убывающей в течение отрезка времени полосы (22) частот в характеристике (20) смеси принятых частот в качестве колеса (4). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к способу и устройству детектирования (обнаружения) вращающегося колеса транспортного средства, которое движется по проезжей части в направлении движения, и колеса которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку. Техническим результатом является повышение надежности детектирования вращающегося колеса транспортного средства. Предложен способ детектирования колес (4) транспортного средства (1), которое передвигается по дороге (2) в направлении (3) движения и колеса (4) которого, по меньшей мере, частично открыты сбоку, включающий: излучение электромагнитного излучения лепестка (15) диаграммы направленности измерительного пучка с известной временной характеристикой частоты от области сбоку дороги (2) на область дороги (2) и с наклоном по отношению к направлению (3) движения; прием лепестка (15) диаграммы направленности измерительного пучка, отраженного проходящим транспортным средством (1), и запись временной характеристики (F) всех частот отраженного излучения относительно указанной известной характеристики; и обнаружение в качестве колеса уширения (A2) частоты в записанной характеристике (F), появляющегося во время прохода (Тр) транспортного средства, причем уширения, превышающего заданную величину (S) уширения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении радиолокационных рельефометрических систем, предназначенных для определения местоположения летательных аппаратов (ЛА) с использованием радиоволн. Достигаемый технический результат изобретения - повышение скрытности и быстродействия способа навигации летательных аппаратов, а также точности определения местоположения летательного аппарата при движении над мерным участком. В способе автономной навигации ЛА, включающем определение наклонной дальности ЛА до земной поверхности, заключающемся в излучении радиоволн в виде нескольких лучей и последующем приеме отраженных радиоволн по этим лучам, радиоволны излучают одновременно на одной несущей частоте в виде последовательностей радиоимпульсов, начальные фазы которых модулированы М-последовательностями, ортогональными друг другу. Отраженные радиоволны разделяют по лучам и определяют наклонные дальности летательного аппарата до земной поверхности корреляционным способом с использованием модулирующих М-последовательностей в качестве опорных функций или способом согласованной фильтрации с использованием в качестве весовых коэффициентов кодов, формирующих модулирующие М-последовательности. 10 ил.
Изобретение относится к системам управления. Способ формирования сигнала управления для сопровождения цели заключается в том, что сигнал управления формируется по закону на основе динамических матриц внутренних связей систем, обобщенного вектора состояния системы и вектора сигналов управления. Сигнал управления состоит из взвешенной суммы фазовых координат и их производных, входящих в сигнал управления с пропорциональными коэффициентами, зависящими от несоответствия динамических свойств динамических матриц внутренних связей систем. Система формирования сигнала управления для инерционного пеленгатора включает измеритель, фильтр, усилитель, сумматор, управляющий элемент. Дополнительно введены усилители с коэффициентами, зависящими от разности матриц и фильтры высоких производных отслеживаемых координат. Значения несоответствия по производным поступают на вход сумматора. Улучшаются показатели эффективности системы. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к способу детектирования вращающегося колеса транспортного средства. Предложен способ детектирования вращающегося колеса (1) транспортного средства (2), характеризующийся тем, что детектируют колесо (1) путем оценки допплеровского сдвига частоты отраженного колесом (1) и возвращенного с допплеровским сдвигом измерительного луча (6), испускаемого детекторным блоком (5), мимо которого проходит указанное транспортное средство (2). В относительном положении (R), относительно колеса (1), транспортное средство (2) содержит бортовое устройство (15), способное устанавливать радиосвязь (23) с приемопередатчиком (24), установленным в известном положении (L) в детекторном блоке. Способ включает: измерение направления (δ) и расстояния (z) до бортового устройства (15) от приемопередатчика (24) посредством радиосвязи (23) между указанными устройствами и управление направлением излучения (δ, β, γ) или положением (A) излучения измерительного луча (6) в соответствии с измеренными направлением (δ) и расстоянием (z) и с учетом вышеуказанных относительного положения (R) и положения (L). Относительное положение (R) сохраняют в бортовом устройстве (15) и считывают из бортового устройства (15) с помощью радиосвязи (23) для учета при вышеуказанном управлении. Достигается создание усовершенствованного способа детектирования колес, основанного на допплеровских измерениях. 14 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в автоматизированных системах управления, построенных на принципах сетевой информационной структуры, в части, касающейся передачи и обмена радиолокационной информацией (РЛИ), в автоматизированной системе обработки и обмена радиолокационной информацией (АСОО РЛИ). Достигаемый технический результат - сокращение времени прохождения РЛИ в сети системы за счет удаления неактуальной, поврежденной, нежелательной информации, а также исключения передачи повторной информации, а также - улучшение показателей качества информации и снижение требований к пропускной способности линий связи вследствие повышения скорости обработки РЛИ на серверах. Указанные технические результаты достигаются за счет того, что источники РЛИ выдают через шлюзы телекодовой информации на серверы всю РЛИ по мере ее поступления, серверы обрабатывают поступающую РЛИ, потребители получают РЛИ по заявкам, предварительно сообщая на серверы, какую информацию они хотели бы получить, а в случае отсутствия затребованной информации, серверы получают ее из компьютерной сети от других серверов и выдают потребителям, при этом производится первичная маршрутизация данных и их фильтрация по критериям времени жизни в сети и адреса источника, после чего реализуются дополнительные алгоритмы фильтрации и маршрутизации РЛИ. При этом узлы сети объединяют в виртуальную одноранговую сеть. 1 ил.
Изобретение относится к области обработки радиолокационной информации и предназначено для формирования обобщенной картины воздушной обстановки, складывающейся в зоне ответственности пункта управления зенитного комплекса, по информации, поступающей от нескольких источников РЛИ. Достигаемый технический результат - повышение точности отождествления РЛИ. Указанный результат достигается за счет того, что способ третичной обработки РЛИ в вычислительной системе пункта управления состоит из следующих этапов: прием сообщений от источников РЛИ; приведение сообщений к единому времени и в единую систему координат; отождествление поступивших от источников сообщений и формирование обобщенной картины воздушной обстановки; распознавание ложной информации при поступлении РЛИ от двух и более источников с одинаковыми техническими характеристиками. 2 ил.
Волкова Г.А.ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ВТОРИЧНОЙ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ
Учебное пособие к лабораторной работе
ВТОРИЧНАЯ ОБРАБОТКА
РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ.
Введение
Обработку радиолокационной информации делят на первичную и вторичную. Устройство первичной обработки решает задачи обнаружения и измерения координат (дальности, азимута и угла места) мгновенного положения цели относительно РЛС в каждом периоде обзора .
Координаты мгновенного положения как истинных, так и ложных целей в цифровом виде поступают в устройство вторичной обработки, в котором на их основе определяется местоположение каждой обнаруженной цели в избранной системе координат, в результате чего формируются отметки х , которые могут быть истинными и ложными. Отметка – совокупность кодов дальности, азимута и угла места в определенный дискретный момент времени.
Одна отметка, полученная в каком-либо обзоре, не позволяет принять решение о наличии цели в зоне обзора, так как могла быть ложной, по ней нельзя судить о траектории движения цели.
В устройстве вторичной обработки на основе отметок , полученных в n соседних обзорах, решаются следующие основные задачи:
Обнаружение траекторий целей,
Сопровождение траекторий целей,
Траекторные расчеты в интересах потребителей радиолокационной информации.
Эти задачи включают в себя оценивание параметров траектории, задаваемой обычно векторной функцией, расчет сглаженных (интерполированных) и упрежденных (экстраполированных) координат, а также операцию стробирования отметок целей. Вторичная обработка информации осуществляется автоматически, с помощью ЦВМ.
Рассмотрим один из способов автозахвата траектории цели на примере двухкоординатной РЛС. Пусть с устройства первичной обработки переданы координаты обнаруженной цели и сформирована отметка x 1 , не принадлежащая ни одной из ранее сопровождаемых траекторий. Эту отметку принимают за начальную отметку траектории цели. Поскольку РЛС предназначена для сопровождения объектов определенного класса (например, самолетов), то известны минимальная V min и максимальная V m а x скорости цели. Поэтому можно выделить область S 2 в виде кольца с центром в первой отметке и с радиусами R min =V min T обз и R m а x =V m а x T обз, в пределах которой может находиться цель в следующем обзоре, см.рис.1. Операция формирования области называется стробированием, а сама область - стробом.
Если в строб S 2 во втором обзоре попадает отметка x 2 , то происходит завязка траектории, причем, если таких отметок несколько, то каждую из них рассматривают как возможное продолжение траектории. Если в строб не попадает ни одной отметки, то происходит сброс. Критерий завязки траектории в этом случае "2/2".
По двум отметкам можно определить направление движения и среднюю скорость цели 
, затем рассчитать возможное положение отметки в очередном (третьем) обзоре. Определение положения отметки в следующем обзоре называется экстраполяцией.
На этапе автозахвата траектории принимается простейшая гипотеза о прямолинейном и равномерном движении цели. Экстраполированные значения координат вычисляются по формуле:
.
Вокруг экстраполированной отметки образуется круговой строб S
3, размеры которого определяются погрешностями измерения положения отметки цели 
и погрешностями расчета положения экстраполированной отметки 
:
Факт попадания очередной получаемой отметки в строб проверяется путем сравнения разности координат полученной x
i
и экстраполированной x
э i
отметок с размерами полустроба:
.
Если в строб S 3 в третьем обзоре попала одна отметка, она считается принадлежащей обнаруживаемой траектории. Процесс продолжается. Если ни одной отметки не попадает в строб, то траектория продолжается по экстраполированной отметке, но размеры строба увеличиваются.
При обнаружении траектории маневрирующего объекта размеры стробов должны рассчитываться с учетом возможного маневра. Размер строба непосредственно влияет на показатели качества обнаружения траектории. Его увеличение приводит к увеличению числа ложных отметок в стробе, в результате возрастает вероятность ложного обнаружения F АЗ. Уменьшение размера строба может привести к непопаданию истинной отметки в строб, при этом снижается вероятность правильного обнаружения D АЗ.
При гауссовском распределении погрешностей измерения координат и ошибок экстраполяции для обеспечения заданной вероятности попадания отметки в строб его форма должна совпадать с эллипсом ошибок; при обнаружении траектории в пространстве строб - эллипсоид ошибок . Однако формирование таких стробов сопряжено с большими вычислительными затратами, и на практике ограничиваются формированием стробов такой формы, которая удобна для вычислений в принятой системе координат. При этом образуемый строб должен охватывать эллипс (эллипсоид) ошибок.
Траектория считается обнаруженной, если выполняется критерий обнаружения. Структурная схема алгоритма автозахвата траектории представлена на рис.2, жирными стрелками показаны линии связи, по которым передается информация в виде кодов, по остальным линиям связи передаются «нули» и «единицы», соответствующие отсутствию и наличию отметки в стробе в i -м обзоре.
Обнаружение (автозахват) траекторий.
Процесс обнаружения (автозахвата) траектории является по существу процессом проверки гипотезы Н 1 о том, что совокупность полученных в соседних обзорах отметок является траекторией цели, относительно гипотезы Н0, что все эти отметки возникли в результате ложной тревоги.
При автозахвате траекторий используются критерии Неймана-Пирсона, Байеса и Вальда. Алгоритм автозахвата может быть получен методом отношения правдоподобия. Например, при использовании критерия Байеса оптимальная процедура автозахвата сводится к формированию отношения правдоподобия Λ и сравнению его с порогом Λ 0:
где
и 
- совместные плотности распре-деления отметок
при условии, что справедливы гипотезы Н
1 и Н
0 соответственно.
P 0 и P 1 - априорные вероятности отсутствия и наличия траектории соответ-ственно,
С 01 и С 10 - стоимости ошибок: ложного захвата траектории и пропуска траекто-рии соответственно.
Стоимости правильных решений приняты равными нулю. При этом минимизируется величина среднего риска , где F АЗ и D АЗ - вероятности ложного автозахвата и правильного автозахвата траектории цели соответственно.
Большие выигрыши во времени автозахвата получаются при использовании последовательного анализа (критерия Вальда) , когда отношение правдоподобия формируется по мере поступления каждой i
-й отметки и сравнивается с двумя порогами: 
и 
:
.
При превышении верхнего порога выносится решение d
1 - траектория обнаружена; если меньше нижнего порога, то выносится решение d
0 - траектория не обнаружена. Если же
,
то принимается решение d
п о продолжении испытаний: производится (i+1)
-й обзор, и описанная процедура повторяется. При этом решение в среднем принимается менее, чем за n
обзоров.
Обозначим через {
δ i
, i
=l, 2, ...} последовательность нулей и единиц, соответствующих отсутствию или наличию отметок в стробах, формируемых в процессе обнаружения траектории:
при наличии отметки в стробе на i
-м шаге;
в противном случае.
δ
i
=
Отношение правдоподобия на k-м обзоре
,
путем логарифмирования упрощается:
.
Тогда алгоритм обнаружения траектории при использовании критерия Вальда
сводится к добавлению к сумме "веса" 
, если δ i
=1 и вычитанию "веса" 
, если δ i
= 0 , и сравнению суммы в порогами lnΛ Н и lnΛ В.
При этом выигрыш по сравнению с обнаружителем Неймана-Пирсона составляют во времени обнаружения истинной траектории приблизительно е
АЗ =D
АЗ, а во времени обнаружения ложной траектории 
.
Однако, для упрощения устройств обнаружения траекторий используют неоптимальные алгоритмы, например, k/m. Так, при использовании критерия «4/5» для обнаружения траектории необходимо, чтобы после завязки траектории по критерию «2/2» еще хотя бы 2 отметки в трех последующих обзорах попали в строб (критерий подтверждения траектории "2 из 3"). Обнаруженная траектория передается на сопровождение. Если подтверждения не происходит, траектория сбрасывается.
Эффективность алгоритмов автозахвата характеризуется:
Вероятностью обнаружения истинной траектории D АЗ;
Вероятностью обнаружения ложной траектории F АЗ;
Средним временем автозахвата истинной траектории T СР АЗ;
Средним временем автозахвата ложной траектории Т СР ЛЗ.
Для расчета этих характеристик используется аппарат цепей Маркова.
Применим математический аппарат цепей Маркова к анализу устройства (автомата) захвата, работающего по следующему алгоритму: завязка траектории производится по критерию "2/2", а обнаружение фиксируется, если отметка попадает в строб хотя бы в одном из трех следующих обзоров после завязки траектории (критерий подтверждения "1/3"). Таким образом, критерий обнаружения траектории может быть назван "2+1 из 5", т.е. "3 из 5".
Считаем, что на вход устройства захвата в очередном обзоре поступает "единица", если отметка цели попадает в экстраполированный строб, и "нуль", если отметка не попадает в этот строб.
Возможные комбинации "нулей" и "единиц" в течение m циклов обзора определяют состояния автомата. Составим таблицу состояний автомата захвата для критерия "3 из 5":
№ состояния комбинации "0" и "1" характерные состояния
1 11 -завязка траектории
3 111,1101,11001 -автозахват
5 11000 -сброс траектории
По таблице состояний строится граф, см. рис. 3. В узлах графа указаны состояния автомата. Над ребрами графа указаны вероятности перехода из состояния в состояние, причем принято, что попадание отметки в строб (появление "единицы" на входе автомата) происходит с вероятностью р
, а отсутствие ее в стробе (появление "нуля" на входе автомата) - с вероятностью q
.
Переход системы из состояния в состояние зависит:
От того, в каком состоянии находится автомат в данный момент,
От текущего входного воздействия ("единица" или "нуль" на входе). Следовательно, состояния автомата образуют простую цепь Маркова.
Вектор начальных состояний (в нашем случае - после второго обзора, чем и определяется индекс) -
показывает, что с вероятностью 
произошла завязка траектории по критерию "2/2", с вероятностью 
завязка траектории отсутствовала, что соответствует сбросу траектории, а остальные состояния автомата к началу третьего обзора невозможны.
Матрица вероятностей переходов легко составляется на основе графа:
,
где номер строки соответствует номеру состояния, из которого переходит автомат, а номер столбца показывает, в которое состояние переходит автомат.
Можно определить векторы состояний автомата в 3,4 и 5 обзорах:
,
И т.д.
Рассчитанные векторы состояний для 3,4 и 5 обзоров имеют вид:
,
,
.
Сумма вероятностей по строке при этом равна единице.
Третий элемент вектора состояний дает значение вероятности автозахвата траектории за соответствующее число циклов обзора:
,
,
.
Поскольку р есть вероятность попадания отметки в строб, то по своему физическому смыслу р соответствует вероятности правильного обнаружения цели в стробе автозахвата D стр, а q = 1- D стр. На рис.4а построена зависимость вероятности автозахвата от номера обзора при разных вероятностях правильного обнаружения в стробе D стр. Видно, что с увеличением номера обзора вероятность автозахвата D АЗ возрастает, причем D АЗ тем больше, чем больше D стр.
Вероятность ложного автозахвата определяется тем же соотношением, с той лишь разницей, что р есть вероятность ложной тревоги в стробе автозахвата F стр, а q = 1- F стр.
Зависимости вероятности ложного автозахвата от номера обзора при разных вероятностях ложной тревоги в стробе приведены на рис.4б.
Вероятности D стр и F стр вычисляются по формулам:
D стр =D ; F стр =MF ,
где D и F - вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги в элементе разрешения при первичной обработке, М - число элементов разрешения в стробе.
D
АЗ (n) при D
стр =0,8
D
АЗ (n) при D
стр =0,9
F
АЗ (n) при F
стр =
F
АЗ (n) при F
стр =
рис.4,а рис.4,б
Рассмотренный выше метод определения характеристик качества работы устройства автозахвата с использованием математического аппарата цепей Маркова является строгим аналитическим методом. Однако, недостатком этого метода является громоздкость вычислений при использовании более сложных критериев. Так, например, увеличение n приводит к повышению порядка матриц, и операции с ними становятся затруднительными . В этом случае для возведения матриц в степень и выполнения других операций необходимо использовать ЭВМ. Поэтому ниже предлагается упрощенная методика вычисления характеристик качества автозахвата, позволяющая с помощью графических построений рассмотреть процесс автозахвата на плоскости случайных блужданий.
Процесс автозахвата будем рассматривать в тех же предположениях, т.е. за начало автозахвата принимается наличие двух единиц подряд. Появление нулей и единиц на следующих шагах (циклах обзора) должно привести либо к пересечению верхнего порога "автозахват", либо нижнего порога "сброс". Между моментами появления комбинации "11" и пересечением верхнего или нижнего порога процесс переходит на каждом шаге в то или иное состояние. Поскольку появление на входе устройства нулей и единиц носит случайный характер, процесс перехода устройства из одного состояния в другое эквивалентен случайным "блужданиям". При этом плоскость, на которой происходят блуждания, принято называть "плоскостью случайных блужданий".
Траекторию блуждания процесса на плоскости можно рассматривать как движение (блуждание) некоторой точки, которую обычно называют "изображающей" точкой. Таким образом, весь процесс автозахвата можно представить графически. При этом расчет характеристик качества работы устройства автозахвата значительно упрощается и составления матриц в этом случае не требуется.
На рис.5 изображен график случайных блужданий для критерия "3 из 6". По оси ординат отложены номера шагов (циклов обзора), а по оси абсцисс - число нулей в имеющейся комбинации.
Движение изображающей точки начинается с момента появления двух единиц подряд, вероятность этого состояния р 2 . Стрелками указываются возможные направления перемещения изображающей точки, т.е. переходы из одного состояния в другое. Переходы в направлении вверх по вертикали происходят с вероятностью р , а по диагонали вправо и вверх - с вероятностью q. В предположении, что отдельные состояния независимы, вычисляются вероятности нахождения точки в каждом из состояний. Случайные блуждания этой точки происходят дискретно внутри области "неопределенность" до тех пор, пока точка не окажется либо на верхней пунктирной линии (состояние "автозахват"), либо на нижней (состояние "сброс"), после чего движение изображающей точки прекращается. Видно, что автозахват может произойти на третьем, на четвертом, на пятом и на шестом шаге, при этом оказываются вычисленными вероятности автозахвата на 3-м шаге (цикле обзора)
, на 4-м шаге 
, на 5-м шаге 
и на 6-м шаге 
.
Вычисленные вероятности автозахвата на конкретном шаге позволяют определить, путем суммирования, вероятности автозахвата за конечное число шагов. Нетрудно убедиться, что при использовании критерия "3 из 6" вероятность автозахвата за 3 шага (цикла обзора) ; за четыре шага 
, за пять шагов и, наконец, за шесть шагов.
Для расчета вероятности правильного автозахвата Dаз как функции числа шагов по-прежнему считаем p = D стр, q =1 - D стр, а для расчета вероятности ложного автозахвата F АЗ принимаем p = F стр, q =1 - F стр (используя те же соотношения).
Для расчета среднего времени автозахвата воспользуемся известной формулой математического ожидания:
,
где вероятности P l (на конкретном l -м шаге) должны удовлетворять условию нормировки:
,
т.е. соответствовать полной группе событий.
Легко убедиться в том, что события "автозахват произведен на l -м цикле обзора" при l от k до m для любого критерия вида "k из m" не образуют полной группы. Поэтому для вычисления Т необходимо произвести нормировку. Для критерия автозахвата "k из m" нормировка осуществляется следующим образом:
Тогда для критерия "3 из 6" среднее время автозахвата вычисляется по формуле:
,
где 
.
Для расчета среднего времени правильного автозахвата T СР АЗ подставляем p = D стр,
q =1 - D СТР, а при расчете среднего времени ложного автозахвата T СР ЛЗ:
p = F стр, q =1 - F стр.
Результаты расчета вероятностей правильного и ложного обнаружения траектории, а также среднего времени автозахвата по предлагаемой методике с использованием "плоскости случайных блужданий" полностью совпадают с расчетом, основанным на применении аппарата дискретных цепей Маркова.
Сопровождение траекторий .
Сопровождение траекторий состоит в непрерывной привязке вновь получаемых в очередном обзоре отметок к соответствующим траекториям, сглаживании координат и оценивании параметров траектории движения цели. Структурная схема алгоритма сопровождения траектории представлена на рис.8.
Пусть в результате сопровождения селектированы отметки . На основе этих отметок, полученных с ошибками, необходимо вырабатывать непрерывные данные о траектории (сглаживание или интерполяция), а также определить параметры траектории с возможно меньшей ошибкой.
Обычно траектория цели задается полиномом -й степени (сглаживающая функция) для каждой из координат (дальности, азимута и угла места). Например, для координаты дальности:
,
степень которого зависит от маневренности цели. Коэффициенты полинома 
, имеющие смысл дальности r
0 , скорости
V
r , ускорения a
r и т.д. подлежат оценке.
Оценка параметров траектории может быть произведена методом максимума функции правдоподобия, при этом роль помехи играют ошибки измерения координат, распределенные нормально с нулевым средним значением.
Функция правдоподобия отселектированных отметок 
опре-деляется n
-мерной гауссовской плотностью вероятностей 
.
Логарифмируя 
и определяя частную производную по каждой из оцениваемой величин 
, составляется система уравнений правдоподобия:
Системы управления боевыми действиями авиации, кроме рассмотренных выше задач по обработке информации, поступающей от одной РЛС, решают еще одну задачу, которая связана с объединением информации о целях, полученных от нескольких РЛС или первичных постов обработки РЛИ, и созданием общей картины воздушной обстановки.
Обработку РЛИ, поступающей от нескольких источников, условились называть третичной обработкой информации (ТОИ).
В виду того, что зоны обзора РЛС или зоны ответственности постов обычно перекрываются, сведения об одной и той же цели могут поступать одновременно от нескольких станций. В идеальном случае такие отметки должны накладываться одна на другую. Однако на практике этого ненаблюдается из-за систематических и случайных ошибок в измерении координат, различного времени локации, а также из-за ошибок пересчета координат между точками стояния источника и приемника информации.
Главной задачей третичной обработки является решение вопроса,
сколько целей находится в действительности в зоне ответственности. Для решения этой задачи необходимо выполнить следующие операции:
Произвести сбор донесений от источников;
Привести отметки к единой системе координат и единому времени отсчета;
Установить принадлежность отметок к целям, т.е. решить задачу отождествления отметок;
Выполнить укрупнение информации.
Для решения этих задач используются все характеристики целей. Устройства третичной обработки реализуются на специализированных ЭВМ с полной автоматизацией всех выполняемых операций. Однако иногда для упрощения автоматических устройств некоторые операции ТОИ могут производиться по командам и с участием оператора. В частности, таким образом выполняются операции отождествления и укрупнения.
Третичная обработка является завершающим этапом получения информации о воздушной обстановке.
Донесением о целях принято называть информацию, содержащую сведения о местоположении целей, об их характеристиках, выдаваемую от источников по каналам связи для ее дальнейшей обработки и использования.
Задача сбора донесений заключается в том, чтобы принять возможно больше информации при минимальных потерях.
Каждое поступающее на вход донесение должно быть обработано, на что требуется некоторое время. Пусть в момент поступления донесения производится обработка предыдущего донесения. В этом случае поступившее донесение может либо покинуть систему не обработанным, либо ждать своей очереди на обслуживание, пока система не освободится, либо ожидать обработки строго ограниченное время. В соответствии с этим все системы массового обслуживания разделяются на системы с отказами, системы с ожиданием и системы с ограниченным ожиданием (смешанного типа). На практике получили распространение системы смешанного типа с временем ожидания, выбранным из условия наилучшей обработки.
Координаты целей измеряются в системе координат обнаружившейих РЛС, поэтому при передаче данных на пункт ТОИ необходимо пересчитать их к точке стояния приемника информации . В качестве единой системы координат могут использоваться геодезическая, полярная или прямоугольная системы координат. Наиболее точной является геодезическая, однако расчеты в ней сложны. Поэтому она используется лишь тогда, когда источники и приемники информации находятся набольших расстояниях друг от друга и велик фактор кривизны Земли. В остальных случаях пользуются полярной или прямоугольной системами координат с поправкой по высоте. Расчеты в этих системах достаточнопросты и приемлемы для решения целого ряда практических задач.
В АСУ передача координат целей обычно осуществляется в прямоугольной системе координат. На пункте обработки также используется прямоугольная система. Следовательно, задача сводится кпреобразованию прямоугольных координат целей относительно точкистояния источника в прямоугольные координаты относительно точкистояния пункта обработки.
К единому времени отсчета приводятся отметки, полученные напункте ТОИ от разных источников. Единое время необходимо для того, чтобы определить положение обрабатываемых отметок по состоянию накакой-то один момент времени. Эта операция значительно облегчает задачу отождествления отметок.
Координаты отметок приводятся к единому времени путем определения для каждой отметки времени экстраполяции относительнозаданного момента сравнения. Учитывая сравнительно высокий темп обновления информации, целесообразно при экстраполяции приниматьгипотезу равномерного и прямолинейного изменения координат.
Все источники РЛИ обрабатывают информацию автономно инезависимо друг от друга. За счет перекрытия зон ответственности в составе донесений могут быть дублирующие донесения, полученные отнескольких источников по одной и той же цели.
В процессе отождествления отметок целей вырабатывается решение, устанавливающее:
Сколько целей имеется в действительности, если донесения о нихпоступают от нескольких источников;
Как распределяются поступившие донесения по целям.
Обычно отождествление выполняется в два этапа. Сначала производится грубое отождествление или сравнение отметок, а затем проводится распределение отметок, позволяющее принять более точное решение на отождествление.
В основе этапа сравнения лежит предположение, что донесения ободной и той же цели должны содержать одинаковые характеристики. В силу этого решение о тождественности отметок принимают на основании и сравнения характеристик. Однако в действительности из-за различных ошибок полного совпадения характеристик не бывает. В результате возникает неопределенность, выражаемая двумя конкурирующими гипотезами:
1. Гипотеза предполагает, что отметки от одной и той же цели,
хотя произошло несовпадение.
2. Гипотеза предполагает, что отметки от разных целей, поэтомупроизошло несовпадение.
Решение на выбор той или иной гипотезы принимается на основанииоценки величины несовпадения и использования критерия минимумаошибки принятия решения.
На этапе распределения для группирования отметок по отдельнымцелям используются признаки их принадлежности к источникаминформации и нумерации целей в системе этих источников. Правилалогического группирования отметок в соответствии с принадлежностьюдонесений о целях к источникам информации формулируютсяследующим образом.
1. Если в области допустимых отклонений получены отметки отодного и того же источника, то число целей равно числу отметок, так какодна станция в один и тот же момент времени не может выдавать от
одной цели несколько отметок.
2. Если в области допустимых отклонений от каждого источникаполучено по одной отметке, то считается, что эти отметки относятся кодной и той же цели.
3. Если от каждой станции получено по равному числу отметок, тоочевидно, что число целей равно числу отметок, полученных от однойстанции, ибо маловероятно, чтобы в пределах небольшой области станцияобнаруживала только свои цели и не обнаруживала цель, которуюнаблюдает соседняя станция.
4. Если от нескольких источников поступило неодинаковоеколичество отметок, принимается, что источник, от которого полученонаибольшее количество отметок, дает наиболее вероятную обстановку.При этом общее количество целей определяется числом отметок,принятых от указанного источника.
Таким образом, обработка донесений в группе состоит вгруппировании отметок от нескольких источников к одной цели. Этазадача решается сравнительно просто при использовании первого ивторого правила и значительно труднее при применении третьего ичетвертого.
По гипотезе третьего правила имеем две цели, к каждой из которыхотносится по одному донесению от каждого источника. Необходимоопределить, какие пары отметок относятся к каждой цели. Наиболееправдоподобный вариант выбирается в результате сравнения суммквадратов расстояний между отметками. Принимается та комбинация, длякоторой эта сумма минимальна.
Приведенные правила сравнения и распределения отметок неединственные, и в зависимости от требуемой точности могут бытьусложнены или упрощены.
После отождествления сведения о цели выражаются группой отметок,полученных от нескольких источников. Для формирования одной отметкис более точными характеристиками координаты и параметры траекторииусредняются.
Простейший способ усреднения заключается в том, что вычисляетсясреднее арифметическое координат. Этот способ достаточно прост, но онне учитывает точностных характеристик источников информации. Болееправильным является усреднение отметок целей с учетом коэффициентавеса отметок, а коэффициент выбирается в зависимости от точностиисточника. И наконец, в качестве усредненных можно взять ординатыотметки, полученные от одного источника, если имеются данные, чтоэтот источник выдает наиболее точную информацию.
Укрупнение (группирование) отметок целей проводится в тех пунктахобработки, где не требуется информация по каждой цели или жеплотность поступления отметок от целей оказывается выше рассчитаннойпропускной способности. Обычно группирование производится навысших инстанциях системы управления.
Группирование осуществляется теми же способами, что иотождествление, и ведется по признаку близости координатных описанийгруппируемых объектов. Для этого формируется строб по темкоординатам, которые назначаются как характерные для группы целей.Координаты центра строба распространяются на всю группу. Обычноделается так, что центр строба совпадает с отметкой головной цели вгруппе. Размеры строба определяются, исходя их навигационных итактических требований. Обычно используется полуавтоматическийметод укрупнения, который включает в себя следующие основные этапы:
1. Выделение компактных групп целей на основе близости координатx , y , H . Оператор визуально определяет компактную группу целей покоординатам, выделяет головную цель, назначает один из стробовукрупнения и вводит в ЭВМ номер строба и головной цели. На основеэтой информации ЭВМ завершает процесс выделения компактнойгруппы.
2. Селекция внутри выделенных групп по скорости. Цель остается всоставе укрупненной цели, если:
где – составляющие скорости головной цели;– порог селекциипо скорости.
3. Определение характеристик укрупненной цели. Укрупненной целиприсваивается количественный состав, и формируется обобщенныйпризнак действия.
4. Корректировка решения оператора. Ввиду того что обстановка ввоздухе меняется, имеется возможность скорректировать данныеукрупненной цели путем ее укрупнения, разукрупнения, отукрупненияили приукрупнения.
5. Сопровождение укрупненной цели. Эта операция осуществляетсяавтоматически ЭВМ. При этом производится корректировка координат,обеспечивается выбор головной цели при исчезновении информации остарой головной цели.
Таким образом, в процессе ТОИ производится сбор донесений отисточников, приведение отметок к единой системе координат и единомувремени отсчета, установление принадлежности отметок к целям(отождествление отметок) и выполнение укрупнения информации.
Заключение
1. Операции, производимые при первичной обработке, может производитьРЛС самостоятельно.
2. Если при первичной обработке из смеси сигнала с шумом на основе статистического различия структуры сигнала и шума выделяется полезная информация, то вторичная обработка, используя различия в закономерностях появления ложных отметок и отметок от целей, должна обеспечить выделение траекторий движущихся целей.
3. Траектория движения цели представляется в виде последовательности полиноминальных участков с различными коэффициентами и степенями полиномов, т.е. система обработки должна перестраиваться в соответствии схарактером движения каждой цели.
4. В процессе ТОИ производится сбор донесений от источников, приведение отметок к единой системе координат и единому времени отсчета, установление принадлежности отметок к целям (отождествлениеотметок) и выполнение укрупнения информации.
На самоподготовке необходимо подготовиться к контрольной работе последующим вопросам:
1. Назначение и содержание первичной обработки радиолокационной информации.
2. Назначение и содержание вторичной обработки радиолокационной информации.
3. Определение параметров движения целей в процессе вторичнойобработки радиолокационной информации.
4. Экстраполяция отметок в процессе вторичной обработки радиолокационной информации.
5. Продолжение траектории движения в процессе цели вторичной обработки радиолокационной информации.
6. Назначение и содержание третичной обработки радиолокационной информации.
7. Сбор донесений в процессе цели третичной обработки радиолокационной информации.
8. Приведение отметок целей к единой системе координат и единому времени отсчета в процессе цели третичной обработки радиолокационной информации.
9. Отождествление отметок целей в процессе цели третичной обработки радиолокационной информации.
10. Укрупнение информации в процессе ТОИ.
На этапе первичной и вторичной обработки, как известно. осуществляется обработка информации только от одной радиолокационной станции (РЛС). Для управления огневыми средствами с помощью АСУ необходимо иметь информацию о целях в пределах достаточно большого пространства, что не может быть обеспечено одной РЛС. Получение информации возможно, только путем создания единого радиолокационного поля с помощью нескольких РЛС. Поэтому возникает задача обработки радиолокационной информации, полученной от нескольких РЛС.
Обработка радиолокационной информации, поступающей от нескольких РЛС, называется третичной обработкой информации (ТОИ).
Для выполнения своих задач радиолокационные станции располагаются на местности в определенный боевой порядок. Зоны видимости РЛС образуют радиолокационное поле. При этом РЛС могут быть так расставлены, что их зоны видимости будут перекрываться полностью или частично (рис. 4.1). Радиолокационные поля с перекрытием зон видимостей обеспечивают лучшие условия для наблюдения за целью, однако требуют большего количества радиолокационных, средств. При этом сведения об одной и той же цели могут поступать одновременно от нескольких станций. В идеальном случае такие отметки целей должны накладываться одна на другую.
Однако практически совпадения не наблюдается из-за систематических и случайных ошибок в измерении координат целей, различного времени локации, а также из-за ошибок, возникающих при учете параллакса между точками стояния РЛС и пунктом третичной обработки при приведении координат целей к единой системе. Последнее является обязательным условием третичной обработки, так как все РЛС определяют координаты целей в своих системах координат, что не позволяет производить объединение информации.
Рис. 4.1. Горизонтальное сечение зон обзора
В общем случае несовпадение отметок и траекторий может быть или по причине ошибок измерения координат целей и различного времени локации, или же потому, что имеется несколько целей, создающих эти отметки и траектории. Раскрытие, этой неопределенности, т. е. решение вопроса, сколько целей находится в действительности в контролируемой зоне, является главным вопросом третичной обработки.
В целом на данном этапе обработки информации решаются следующие задачи:
Сбор донесений, поступающих от источников информации (РЛС);
Приведение отметок цели к единой системе координат;
Приведение отметок к единому времени отсчета;
Отождествление отметок, т. е. принятие решения о принадлежности их к определенным целям;
Осреднение координат нескольких отметок одной цели с целью получения более точных ее координат.
Часто, особенно в сложной воздушной обстановке, дополнительно возникает при третичной обработке задача укрупнения информации. Устройства третичной обработки сравнительно просто реализуются специализированными электронными вычислительными машинами (ЭВМ).
Рассмотрим более подробно содержание перечисленных задач.
Введение
Основной задачей радиолокации является сбор и обработка информации относительно зондируемых объектов. В многопозиционных наземных РЛС, как известно, вся обработка радиолокационной информации подразделяется на три этапа.
Первичная обработка заключается в обнаружении сигнала цели и измерении ее координат с соответствующими качеством или погрешностями.
Вторичная обработка предусматривает определение параметров траектории каждой цели по сигналам одной или ряда позиций МПРЛС, включая операции отождествления отметок целей.
При третичной обработке объединяются параметры траекторий целей, полученных различными приемными устройствами МПРЛС с отождествлением траекторий.
Поэтому рассмотрение сущности всех видов обработки радиолокационной информации является весьма актуальным.
Для достижения поставленных целей рассмотрим следующие вопросы:
1. Первичная обработка радиолокационной информации.
2. Вторичная обработка радиолокационной информации.
3. Третичная обработка радиолокационной информации.
Данный учебный материал можно найти в следующих источниках:
1. Бакулев П.А. Радиолокационные системы: Учебник для вузов. – М.:
Радиотехника, 2004.
2. Белоцерковский Г.Б. Основы радиолокации и радиолокационные
устройства. – М.: Советское радио, 1975.
Первичная обработка радиолокационной информации
Для автоматизации процессов управления авиацией необходимо иметь
исчерпывающую и непрерывно обновляющуюся информацию о координатах и характеристиках воздушных целей. Эту информацию в автоматизированных системах управления (АСУ) получают с помощью средств, входящих в подсистему сбора и обработки радиолокационной информации (РЛИ), а именно: постов и центров обработки РЛИ, авиационных комплексов радиолокационного дозора и наведения. Основными средствами получения сведений о воздушных целях являются РЛС. Процесс получения сведений об объектах, находящихся в зоне видимости РЛС, называется обработкой РЛИ.
Такая обработка позволяет получать данные о координатах цели, параметрах ее траектории, времени локации и др. Совокупность сведений о цели условно называют отметкой . В состав отметок, кроме указанных выше данных, могут входить сведения о номере цели, ее государственной принадлежности, количестве, типе, важности и др.
Сигналы, которые несут необходимую для оператора информацию, называют полезными, но на них, как правило, обязательно накладываются помехи, искажающие информацию. В связи с этим в процессе обработки возникают задачи выделения полезных сигналов и получения необходимых сведений в условиях помех.
Обработка информации основывается на существовании различий между полезным сигналом и помехой. Весь процесс обработки РЛИ можно разделить на три основных этапа: первичную, вторичную и третичную обработку.
На этапе первичной обработки РЛИ цель обнаруживают и определяют ее координаты. Первичная обработка осуществляется по одной, но чаще по нескольким смежным разверткам дальности. Этого хватает для обнаружения цели и определения ее координат. Таким образом, первичной обработкой РЛИ называется обработка информации за один период обзора РЛС. В состав первичной обработки РЛИ включают:
Обнаружение полезного сигнала в шумах;
Определение координат цели;
Кодирование координат цели;
Присвоение номеров целям.
До недавнего времени эту задачу решал оператор РЛС. Но в настоящее время в реальных условиях слежения по индикаторам за многими целями, движущимися с большими скоростями, человек – оператор не в состоянии оценивать многообразие воздушной обстановки, пользуясь только визуальным способом. В связи с этим возникла проблема передачи части или всех функций человека – оператора при обработке РЛИ вычислительным средствам, которые были созданы на объектах АСУ авиацией.
Первичная обработка РЛИ начинается с обнаружения полезного сигнала вшумах. Этот процесс складывается из нескольких этапов:
Обнаружение одиночного сигнала;
Обнаружение пакета сигналов;
Формирование полного пакета сигналов;
Определение дальности до цели и ее азимута.
Все эти этапы реализуются с использованием оптимальных алгоритмов, основанных на критериях минимума ошибок принятия решения и результатов измерения.
Таким образом, операции, производимые при первичной обработке, может производить РЛС самостоятельно.