Третичная обработка радиолокационной информации. Алгоритм вторичной обработки радиолокационной информации Вторичная обработка радиолокационной информации алгоритмы

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.

1. 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.

Радиолокационные средства (станции, комплексы, системы) обнаружения воздушных и надводных целей на надводных кораблях являются одним из элементов системы освещения воздушной и надводной обстановки, решающей задачи информационной поддержки командных комплексов управления и боевых контуров. Назначением обзорных радиолокационных средств в этой системе является добывание информации обо всех целях в контролируемой области пространства и преобразование её к виду, необходимому потребителям для её непосредственного использования.

В общем случае в состав радиолокационной информации, выдаваемой потребителям обзорными средствами, входят:

Текущие координаты целей (т.е. координаты, экстраполированные на момент выдачи потребителям);

Параметры движения целей (курс, скорость, высота полёта, курсовой параметр и др.);

Некоторые признаки целей (государственная принадлежность, воздушная-надводная, одиночная-групповая и др.).

Задачи обнаружения, дискретного измерения координат, вычисления текущих координат и параметров движения целей, а также ввода их признаков решаются устройствами обработки радиолокационной информации, которые могут являться оконечными устройствами радиолокационных средств или входить в состав общекорабельных систем обработки радиолокационной информации.

Процесс преобразования отражённых от целей сигналов в присутствии шумов и помех с целью извлечения переносимой ими информации о целях принято называть обработкой радиолокационной информации.

Под первичной обработкой радиолокационной информации понимается процесс анализа полезных, т.е. отражённых от целей, сигналов и помех, принимаемых за время одного обзора, при котором выполняются следующие операции:

Селекция (выделение) полезных сигналов из помех;

Принятие решения об обнаружении пачки отражённых сигналов по определённому критерию;

Измерение координат обнаруженной цели;

Оценка параметров сигналов, несущих информацию о характере цели и её первичная классификация;

Кодирование измеренных координат цели и параметров отражённых сигналов с целью подготовки к последующей обработке.

Под вторичной обработкой радиолокационной информации понимается процесс сопоставления и обобщения информации, полученной за несколько обзоров пространства, содержанием которого является:

Отождествление пачек (отметок), полученных в текущем обзоре, с пачками (отметками) в предыдущих обзорах, что позволяет отсеять ложные отметки и выявить вновь появившиеся цели;

Объединение информации от одной цели в траекторию для определения параметров движения цели; прогнозирование её будущего положения;

Окончательная нумерация целей и их вторичная классификация.

В результате вторичной обработки снижается мешающее воздействие помех, создаётся возможность определять координаты цели при временном отсутствии отражённых от неё сигналов, исключать отметки от ложных целей или снижать вероятность их появления.

ВТОРОЙ УЧЕБНЫЙ ВОПРОС: Обобщенная структурная схема устройств обработки радиолокационной информации.

Устройства обработки информации находят применение как в системе освещения воздушной обстановки в интересах информационной поддержки противовоздушной обороны корабля, так и в системе освещения надводной обстановки в интересах обеспечения навигационной безопасности плавания, предупреждения столкновений и тактического маневрирования корабля. Поскольку первая задача характеризуется более высокой степенью сложности и требует значительно большего состава оборудования, обобщённую структурную схему рассмотрим применительно к обработке информации РЛС обнаружения воздушных целей.

Под устройствами обработки информации понимается совокупность технических средств, решающих следующие основные задачи:

1. отображение воздушной обстановки на экранах индикаторных устройств для визуального обнаружения и классификации целей;

2. опознавание обнаруженных целей;

3. ручное измерение и ввод в устройство вторичной обработки (УВО) координат, а также некоторых признаков обнаруженных целей (,своя’’,чужая’’,неопознанная’’,воздушная’’,надводная’’,одиночная’’,групповая’’, и др.);

4. автоматическое обнаружение и измерение координат обнаруженных целей в устройство первичной обработки (УПО); автоматический ввод координат обнаруженных и сопровождаемых целей в УВО;

5. вычисление текущих координат и параметров движения сопровождаемых целей в УВО;

6. контроль качества сопровождения целей и корректирование траекторий, вычисленных в УВО;

7. отображение результатов вторичной обработки информации на индикаторных устройствах и знаковых табло;

8. выдача обработанной информации в управляющие системы корабля;

9. выдача целеуказания зенитным огневым средствам.

Индикатор начального ввода (ИНВ) предназначен для отображения и анализа воздушной и надводной обстановки; визуального обнаружения целей; отбора отметок целей, подлежащих сопровождению в УВО; ручного ввода координат этих целей в УВО. ИНВ является по существу пультом управления работой устройств обработки и устанавливается на командных пунктах корабля. Количество ИНВ определяется принятой на корабле организацией анализа и боевого использования информации РЛС ОВНЦ. При наличии нескольких ИНВ один из них назначается основным (главным).

Устройство первичной обработки (УПО) информации предназначено для автоматического обнаружения отметок (пачек) целей, измерения их координат и выдачи в УВО.

Устройство вторичной обработки (УВО) информации предназначено для построения (сопровождения) траекторий целей по совокупности дискретных измерений координат, выполняемых операторами индикаторных устройств или УПО, вычисления и непрерывного уточнения параметров движения и текущих координат сопровождаемых целей.

Индикатор СОПРОВОЖДЕНИЯ (ИС) предназначен для ручного измерения и ввода координат сопровождаемых целей, а также для контроля качества сопровождения. Для решения этой задачи на экране высвечиваются отметки сопровождаемых целей, а также метки (символы), отражающие вычисленные УВО их текущие координаты. Нормальное качество сопровождения траектории характеризуется близким и устойчивым положением метки относительно отметки цели. Каждый ИС обеспечивает возможность контроля качества сопровождения нескольких (до четырёх) траекторий. Количество ИС определяется необходимой пропускной способностью, т.е. Максимальным числом одновременно сопровождаемых траекторий.

Знаковое табло (ЗТ) предназначены для отображения информации о сопровождаемых траекториях, формируемой в результате вторичной обработки и выдаваемой потребителям. По каждой сопровождаемой траектории на ЗТ отображаются её номер, текущие координаты, параметры движения и некоторые признаки. Знаковые табло устанавливаются у ИНВ и используются для анализа воздушной обстановки и для оценки качества сопровождения.

Индикаторы целеуказания (ИЦУ) обеспечивают отображение радиолокационной обстановки и некоторых результатов вторичной обработки информации для анализа и оценки в интересах целераспределения огневых средств и выдачи им целеуказания. Количество ИЦУ определяется числом командных пунктов корабля, обладающих правом выдачи целеуказания.

С помощью приборов сопряжения (ПС) потребителям выдаётся:

1. Первичная радиолокационная обстановка (РЛОп), отображаемая на ИНВ. Она выдаётся путём трансляции потребителям импульсов запуска развёрток дальности, напряжений, синхронизирующих вращение развёрток со скоростью вращения диаграммы направленности антенны, и видеонапряжения отражённых от целей сигналов и помех. При этом на индикаторных устройствах сопрягаемых систем воспроизводится полностью «картинка», отображаемая на ИНВ.

2. Вторичная радиолокационная обстановка (РЛОв), под которой понимается информация лишь о тех целях, которые сопровождаются в УВО. С высоким темпом, значительно превышающим темп обзора пространства, по каждой из сопровождаемых целей выдаются в двоичном коде номер цели, текущие координаты, параметры движения и некоторые признаки.

3. Синхронное (силовое) целеуказание в аналоговом (СЦУа) или цифровом (СЦУц) виде, представляющее собой текущие координаты и параметры движения целей, подлежащих обстрелу.

Целеуказание - это команда на открытие огня, которая выдаётся управляющим огнём путём одновременного нажатия клавиш номера цели и номера огневого средства, которому надлежит открыть огонь по этой цели. При этом текущие координаты назначенной для обстрела цели поступают в радиолокационные средства управления оружием на привода наведения по дальности, пеленгу и углу места. Поэтому такое целеуказание называется не только синхронным, но и силовым.

Ошибки вычисления текущих координат и параметров движения цели, выдаваемых в качестве целеуказания системе управления оружием, являются функцией числа отметок от данной цели, подвергнутых вторичной обработке, т. е. функцией числа обзоров РЛС. По мере увеличения числа отметок, поступивших в процессе периодического кругового обзора пространства, уточняются параметры траектории, а следовательно, уменьшаются ошибки вычисления текущих координат цели. При длительном сопровождении неманеврирующей цели точность целеуказания может быть достаточно высокой. Однако, для выработки точного целеуказания требуется определённое работное время вторичной обработки информации.

4. Электронное целеуказание (ЭЦУ) представляет собой выдачу в сопрягаемую систему управления оружием координат конца визира, совмещённого управляющим огнём (оператором ИЦУ) с отметкой цели, подлежащей обстрелу. Такое целеуказание может быть выдано однократно, в том числе по первой же обнаруженной отметке цели, или повторно на следующих обзорах.

Так как в этом случае потребителю выдаются результаты дискретных измерений координат цели, то такое целеуказание называют дискретным. Этот вид целеуказания характеризуется большими ошибками запаздывания координат, а следовательно, низкой точностью, но малым работным временем. Учитывая ограниченную точность координат цели, выдаваемых для её обстрела, такой вид целеуказания является резервным и часто называется целепоказом.

Если синхронное целеуказание обеспечивает наведение РЛС управления оружием на цель с точностью, достаточной для появления её отметки на секторных индикаторах системы управления, то при выдаче электронного целеуказания предполагается необходимость дополнительного допоиска цели, требующего дополнительного времени.

По линии обратного контроля из систем управления оружием поступают доклады (сигналы): «готов к приёму целеуказания», «целеуказание принимается» и «цель сопровождается», которые отображаются на ИЦУ.

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.

Предисловие к изданию на русском языке
Предисловие редактора
Предисловие
Список используемых обозначений
Глава 1. Введение
1.1. Цифровая обработка информации в РЛС
1.1.1. Классификация РЛС
1.1.2. Общие сведения о функциональных элементах РЛС
1.1.3. Принципы построения РЛС с сопровождением в режиме обзора
1.2. Обработка данных в РЛС с ФАР
1.2.1. ФАР с электронным сканированием
1.2.2. Использование ФАР в РЛС
1.2.3. Контроллер
1.2.4. Сопровождение целей с использованием ФАР
1.3. Обработка данных в сетях РЛС
1.3.1. Примеры радиолокационных сетей
1.3.2. Способы обработки данных
1.3.3. Двухпозиционные РЛС и сети двухпозиционных РЛС
1.4. Фильтры сопровождения
1.4.1. Общие положения теории систем
1.4.2. Теория статистической фильтрации
1.4.3. Применение теории фильтрации
1.5. Применение систем ЦОРИ в РЛС
1.5.1. Примеры применения ЦОРИ
1.6. Заключение
Глава 2. Математический аппарат теории оценивания и фильтрации
2.1. Введение в теорию оценивания
2.1.1. История вопроса
2.1.2. Основные определения
2.1.3. Классификация задач оценивания
2.1.4. Критерий наименьших квадратов
2.1.5. Критерий минимума средней квадратической ошибки
2.1.6. Критерий максимального правдоподобия
2.1.7. Критерий максимальной апостериорной вероятности (байесовский критерий)
2.2. Подробное рассмотрение оценивания по критерию минимума средней квадратической ошибки в параметрических задачах
2.2.1. Общее решение задачи оценивания по критерию минимума средней квадратической ошибки
2.2.2. Линейный оцениватель по критерию минимума средней квадратической ошибки
2.3. Оценивание по критерию минимума средней квадратической ошибки в динамических задачах
2.3.1. Модели систем
2.3.2. Фильтрация, экстраполяция и сглаживание
2.3.3. Линейная экстраполяция и фильтрация при оценивании по критерию минимума средней квадратической ошибки
2.4. Калмановская фильтрация
2.4.1. Дискретный калмановский фильтр и экстраполятор
2.4.2. Численный пример
2.4.3. Стационарный режим работы калмановского фильтра
2.5. Адаптивная фильтрация
2.5.1. Введение
2.5.2. Чувствительность и расходимость калмановского фильтра
2.5.3. Байесовские методы адаптивной фильтрации
2.5.4. Субоптимальные небайесовские адаптивные фильтры
2.6. Нелинейная фильтрация
2.6.1. Введение
2.6.2. Расширенный калмановский фильтр
2.6.3. Другие субоптимальные методы фильтрации
2.7. Заключение
Глава 3. Система сопровождения целей в режиме обзора
3.1. Введение
3.2. Принципы построения систем СЦРО
3.2.1. Структура файлов данных
3.2.2. Формирование и обновление карты отражений от местных предметов
3.3. Математические модели датчика и траектории цели
3.3.1. Система координат
3.3.2. Радиолокационные измерения
3.3.3. Модель цели
3.4. Фильтры сопровождения
3.4.1. Применение калмановского алгоритма
3.4.2. а-B-алгоритм
3.4.3. Двумерная задача
3.4.4. Адаптивный метод сопровождения маневрирующей цели
3.5. Привязка отметок к траекториям
3.5.1. Алгоритмы сопоставления и привязки отметок к траекториям
3.5.2. Форма и размеры корреляционных стробов
3.6. Методы завязки траектории
3.6.1. Характеристики алгоритмов завязки траектории
3.6.2. Метод скользящего окна
3.6.3. Пример применения алгоритма
3.6.4. Форма и размеры стробов завязки траектории
3.7. Заключение
Глава 4. Алгоритмы сопровождения
4.1. Введение
4.2. Основные особенности базового фильтра сопровождения
4.2.1. Подход Сингера
4.2.2. Полумарковский подход
4.2.3. Нелинейная фильтрация данных радиолокационных измерений
4.3. Адаптивная фильтрация при сопровождении маневрирующей цели
4.3.1. Алгоритм обнаружения маневра
4.3.2. Способы реализации адаптивности
4.4. Фильтрация в условиях отражений от местных предметов
4.4.1. Оптимальный байесовский подход
4.4.2. Субоптимальные алгоритмы
4.4.3. Совместная оптимизация обработки сигналов и радиолокационных данных
4.5. Фильтрация при наличии нескольких целей
4.5.1. Случай двух пересекающихся траекторий
4.5.2. Оптимальный и субоптимальный фильтры сопровождения
4.5.3. Сопровождение групповой цели (боевого порядка)
4.6. Сопровождение с использованием результатов измерений радиальной скорости
4.6.1. Сопровождение одиночной цели при отсутствии помех
4.6.2. Сопровождение одиночной цели на фоне отражений от местных предметов
4.6.3. Случай двух пересекающихся траекторий
4.6.4. Линейная обработка измерений радиальной скорости
4.7. Активное сопровождение с использованием фазированной антенной решетки
4.7.1. Адаптивное управление темпом обновления траектории
4.7.2. Сопровождение нескольких целей с использованием перекрывающихся последовательностей импульсов
4.8. Бистатические системы сопровождения
4.8.1. Структура фильтра сопровождения
4.8.2. Сравнительный анализ моностатической и бистатической РЛС
4.9. Заключение
Список литературы
Список работ, переведенных на русский язык
Дополнение. Новые методы обработки информации в пространстве состояний на основе теории оценивания (Юрьев А. Н., Бочкарев Л. М.)
Д.1. Общие вопросы фильтраций и оценивания
Д.2. Обнаружение и различение траекторий целей
Д.З. Сопровождение маневрирующей цели
Д.4. Сопровождение нескольких целей
Д.5. Сопровождение целей с использованием нескольких датчиков
Список литературы к дополнению

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.