Prelucrarea terțiară a informațiilor radar. Procesarea digitală a informațiilor radar Metoda forței brute în procesarea informațiilor radar

CAPITOLUL I

Prelucrare spatiotemporala

informații radar

1.1. Principii de obținere a informațiilor radar

Obținerea informațiilor radar se bazează pe următoarele principii de bază.

1. Informatia se obtine prin perturbarea mediului de propagare de catre diverse obiecte, in special datorita emisiei de unde radio de catre obiect.

2. Pentru a obține informațiile necesare, se iau în considerare și se folosesc modele reale de propagare a undelor radio în spațiu.

3. Izolarea semnalelor slabe provenite de la obiecte și rezoluția obiectelor este asigurată datorită diferențelor de semnale și interferențe, precum și a semnalelor de la diferite obiecte între ele.

4. Informațiile despre obiecte se obțin în paralel sau secvențial în timp și sunt emise sub formă de fluxuri de informații.

Tipurile de radiații includ: radiația secundară, reradierea și radiația intrinsecă a undelor radio. În primele două cazuri, radarul emite un semnal puternic (semnal sondei) către obiect; în acest din urmă caz, nu este necesară iradierea obiectului. Radarul care utilizează radiația secundară și reemisia se numește activ, iar radarul care utilizează propria sa radiație este numit pasiv.

Radarul cu răspuns pasiv se bazează pe faptul că o stație radar (radar) emite unde electromagnetice, care sunt reflectate de un obiect și intră în receptor ca semnal reflectat. O cerință importantă pentru obiecte în acest caz este diferența dintre proprietățile lor reflectorizante și proprietățile reflectorizante ale mediului. Fenomenul de radiație secundară face posibilă detectarea obiectelor care nu sunt surse ale propriilor emisii radio sau reemisii (Fig. 1.1, a).

Radar cu răspuns activ (Fig. 1.1, b), denumit uneori radar secundar (în primul caz, radar primar), se caracterizează prin faptul că semnalul de răspuns nu este reflectat, ci reemis prin mijloace speciale (respondere – repetoare). În același timp, raza de acțiune și contrastul observării radar sunt crescute semnificativ, iar imunitatea la zgomot este îmbunătățită. Această metodă este utilizată pe scară largă pentru a determina naționalitatea aeronavei (folosind coduri speciale). În aviația civilă, metoda de răspuns activ este utilizată pe scară largă, deoarece poate fi folosită pentru a obține o mulțime de informații suplimentare de zbor (număr de bord, altitudine de zbor etc.).

Sistemele radar active pot fi combinate sau separate. Într-un radar combinat, dispozitivele de transmisie și recepție sunt amplasate împreună și este posibil să se utilizeze alternativ aceeași antenă pentru transmisie și recepție.

Într-un sistem distanțat, dispozitivele de transmisie și de recepție sunt situate la o anumită distanță unul de celălalt.

Radarul pasiv se bazează pe recepția emisiilor radio proprii ale obiectelor (Fig. 1.1, V). Oscilațiile electromagnetice sunt create de elementele unui obiect: părțile sale încălzite (radiația termică în domeniul undelor infraroșii sau milimetrice), dispozitive de inginerie radio pentru comunicare, navigație, localizare, contramăsuri radio, precum și particule vibrante ale zonelor ionizate ale atmosfera din vecinătatea obiectului. Recepția poate fi efectuată de unul sau mai multe dispozitive de recepție distanțate.

Atunci când se determină coordonatele obiectelor aeriene în orice sistem radar, sunt utilizate anumite modele de propagare a undelor radio. Să ne limităm la cazul propagării undelor radio în spațiul liber, care este omogen, izotrop și nedispersiv. Pentru toate punctele din acest spațiu, viteza de propagare a undelor radio este aceeași, nu depinde de polarizarea undei și de frecvența oscilațiilor (c = 3*10 8 m/sec).În acest caz, semnalele de sondare și reflectate se propagă pe o cale dreaptă și fără a le distorsiona forma. Timpul de întârziere Г 3 al semnalului reflectat în raport cu semnalul de sondare (Fig. 1.2) pentru un sistem distanțat este determinat de relația

Concentrația energiei emise într-o direcție și recepția direcțională asigură o creștere semnificativă a razei radarului. Devine posibil să se măsoare coordonatele unghiulare ale obiectelor aeriene - azimut și elevație, de exemplu, cu maximul semnalului reflectat, precum și să se rezolve obiectele prin coordonate unghiulare (Fig. 1.3).

Lățimea modelului de radiație al unei antene radar este determinată de raportul dintre dimensiunile sale geometrice și lungimea de undă. Prin urmare, proprietățile direcționale înalte sunt asigurate prin creșterea dimensiunii antenei și prin utilizarea intervalului de unde decimetru, centimetru și milimetric.

Chiar și cu iradierea foarte țintită a unui obiect, o mică parte din energia emisă este reflectată de suprafața acestuia. Disiparea energiei este și mai pronunțată pe calea de la obiect la antena de recepție din cauza direcționalității slabe a radiației secundare. Semnalele de intrare, în special la distanțe lungi, se dovedesc a fi slabe și trebuie luate măsuri pentru a le distinge de fondul de interferență și zgomot. Astfel de măsuri includ: creșterea puterii medii a semnalelor emițătorului, dimensiunile antenei și utilizarea receptoarelor cu zgomot redus. Amestecul de semnale slabe și interferență trebuie tratat în așa fel încât să se folosească cât mai bine diferențele reciproce dintre semnal și interferență.

Cele mai multe radare moderne generează un flux de informații despre obiectele dintr-o regiune a spațiului care conține un număr mare de volume rezolvate. În acest caz, pot fi utilizate principiile compilării secvenţiale, paralele sau paralel-secvenţiale a fluxului de informaţii.

Principiul detectării secvențiale a obiectelor de către un radar cu un fascicul de tip ac este descris clar în Fig. 1.4. Legea mișcării fasciculului poate fi diferită, de exemplu, într-o spirală.

Prin crearea unui fascicul de raze ac (Fig. 1.5), este implementat principiul recepției paralele a mai multor fluxuri de informații. Fiecare fascicul are nevoie de propriul receptor.

Dacă de-a lungul uneia dintre coordonatele unghiulare (unghiul de elevație) fluxul de informații se obține în paralel, iar de-a lungul celeilalte (azimut) - secvenţial, are loc o compilare paralel-secvențială a fluxului de informații.

Fluxurile de informații seriale, paralele și paralel-seriale pot fi, de asemenea, formate folosind două sau mai multe radare separate. De exemplu, telemetrul radio cu diagrama prezentată în Fig. 1.6 cu o linie continuă formează un flux consistent de informații despre azimutul obiectelor. Radarele speciale (altimetre) cu un model de radiație îngust în plan vertical (linia punctată în Fig. 1.6) produc un sondaj secvenţial în altitudine şi determină înălţimea obiectelor la acele azimuturi unde sunt detectate de telemetru.

Pentru a combina și procesa informațiile de la mai multe radare, pot fi create noduri radar (Fig. 1.7). Mai multe noduri radar care fac schimb de informații formează un sistem radar (Fig. 1.8).

Echipamentele radar sunt utilizate pe scară largă pentru a rezolva problemele de radionavigație legate de determinarea locației aeronavelor și a altor obiecte în mișcare. În fig. 1.9 arată locația obiectului Cîntr-un spațiu care poate fi afișat într-un sistem de coordonate sferice ( D, β, ε) sau într-un sistem de coordonate cilindric (D g, p, N).

Figura indică: D- gamă înclinată (sau pur și simplu gamă); Dp- interval orizontal; ft- azimut (unghiul dintre direcția nord și proiecția direcției asupra obiectului în plan orizontal, măsurat în sensul acelor de ceasornic); £ - unghi de elevație (unghiul dintre proiecția direcției către obiect în plan orizontal și direcția către obiect); N -înălțimea obiectului.

Este tipic pentru radar ca întregul proces de determinare a coordonatelor să fie efectuat dintr-un punct (în figură, punctul DESPRE). Excepție fac sistemele radar distanțate. Coordonatele direct determinate sunt D, D e.În acest caz, putem presupune că obiectul C situat în punctul de intersecție a trei suprafețe: o sferă cu rază Dși două plane (vertical, trecând prin punct Cși înclinat, situat în unghi s până la orizont). Aceste suprafețe sunt locul geometric al punctelor din spațiu la care un parametru dat măsurat este constant și sunt numite suprafețe de poziție. În navigație, pentru determinarea locației obiectelor se folosesc următoarele metode: telemetru, bazat pe măsurarea distanțelor din două puncte diferite (linie de poziție - cerc); goniometrică (găsirea direcției), când dispozitivele de căutare a direcției situate în puncte diferite determină direcții (liniile de poziție sunt drepte); telemetru și goniometru; temă-diferență, când se măsoară diferența de distanțe de la două puncte (linii de poziție - hiperbole) etc.

1.2. Prelucrare spatiotemporala

Informațiile radar despre obiecte sunt conținute într-un semnal spațial-temporal (STS) reflectat sau emis de obiecte. Informațiile radar sunt extrase din PWS prin procesarea sa spațio-temporală, reflectând două forme de existență a câmpului. Un câmp electromagnetic vectorial (spre deosebire de un câmp scalar) este caracterizat printr-o structură spațiotemporală și de polarizare, prin urmare procesarea semnalului spațiotemporal include trei componente: temporală, spațială și de polarizare.

Este necesar să se facă distincția între principiile, metodele, circuitele și limbajul pentru descrierea procesării semnalelor spațio-temporale.

Principii procesarea semnalelor spațio-temporale sunt reduse la combinația următoarelor trei prevederi dovedite anterior.

În primul rând, procesarea semnalului spațiotemporal este împărțită în două etape: etapa de suprimare a interferențelor și etapa de extracție a semnalului.

În al doilea rând, suprimarea interferențelor realizată prin diferențiere spațio-temporală sau respingere spectrală în întreg spațiul de observație.

În al treilea rând, selectarea semnalului se realizează prin integrare spațiu-timp coerentă sau filtrare spectrală pe un anumit interval de spațiu de observație și integrare ulterioară spațiu-timp incoerentă pe intervalul rămas din spațiul de observație.

Metode de procesare a semnalului spațio-temporal: corelație și filtrare (este posibilă o combinație a ambelor). Corelaţie Metoda de procesare presupune prezența unui semnal de referință (un prototip al celui recepționat), multiplicarea semnalelor de referință și recepționate și integrarea (pentru fiecare element al rezoluției spațiului de observație). Filtra Metoda de procesare presupune prezența unui filtru spațio-temporal, al cărui răspuns la impuls este în concordanță cu structura spațio-temporală a semnalului și care are invarianță multidimensională (în cazul general - la timpul de întârziere, poziția unghiulară a țintei). și schimbarea frecvenței Doppler). Ambele metode de procesare conduc la formarea unei integrale de corelare, a cărei valoare modulară este legată în mod unic de raportul de probabilitate. Multicanal combinat cu simplitatea fiecărui canal în timpul procesării corelației și complexitatea unui singur filtru spațio-temporal cu invarianță multidimensională în timpul procesării de filtrare sunt principalele caracteristici atractive și descurajante ale acestor metode.

Circuitele utilizate pentru implementarea metodelor de procesare a semnalului de corelare și filtrare pot fi analogice, digitale și optice.

Există 2 limbi descrieri ale semnalului spatio-temporal si procesarii spatio-temporale - spatio-temporale si spectrale. Spațiotemporal limbajul reflectă în mod adecvat două forme de existență a lumii materiale cu coordonatele uzuale spațiu-timp x, y, z, ?, constând din materie și domeniul în care trăim. Limbajul spectral, care se bazează pe transformata Fourier a procesului spațiu-timp, descrie procesele, fenomenele și proprietățile lumii materiale în dimensiunea altuia - spațiu spectral cu coordonatele co*, (£> y, co z , co, care sunt frecvențe spațiale și temporale. Limbajul spectral este un limbaj artificial care, datorită unui număr de avantaje, a găsit o utilizare pe scară largă, în special în inginerie radio, optică și acustică.

De exemplu, principiile procesării semnalelor spațio-temporale formulate mai sus sunt prezentate în două limbi. Astfel, principiul suprimării zgomotului în limbajul spațiotemporal este formulat ca diferențiere spațiotemporală, iar în limbajul spectral - ca respingere spectrală. Principiul izolării semnalului în limbajul spațiotemporal este formulat ca integrare spațiotemporală, iar în limbajul spectral - ca filtrare spectrală.

Prelucrarea spațio-temporală a semnalului recepționat este baza pentru rezolvarea tuturor problemelor de supraveghere radar: detectarea, recunoașterea, măsurarea și, prin urmare, baza pentru obținerea tuturor informațiilor radar (despre prezența sau absența unei ținte, despre clasa sau tipul țintei, despre coordonatele și parametrii mișcării țintei). Într-adevăr, prin formarea unui raport de probabilitate sau a oricărei alte valori asociate în mod unic cu acesta și testarea acestora până la prag, este posibil să se ia decizii cu privire la prezența sau absența unei ținte pentru toate elementele rezoluției spațiului de observare cu indicatori de calitate. FŞi D garantarea riscului mediu minim, de ex. rezolva problema de detectare.

În mod similar, formând, ca rezultat al prelucrării semnalului spațio-temporal, un raport de probabilitate pentru fiecare element al spațiului de recunoaștere și asigurând astfel primirea unui portret radar al țintelor ca o distribuție a amplitudinilor complexe ale semnalului recepționat peste toate elementele spațiului de recunoaștere, efectuând ulterior procesarea pe canal M a portretelor în conformitate cu cerințele prevăzute în aceste canale cu informații a priori despre clasele M de ținte recunoscute, comparând rezultatele procesării și alegând una mai mare, puteți face o decizie cu privire la clasa țintei recunoscute cu indicatori de calitate D K, F K, garantând riscul mediu minim al unei decizii în condiții de alegere multi-alternativă, i.e. rezolva problema recunoasterii. Și, în cele din urmă, formând un raport de probabilitate și selectând într-un fel sau altul valoarea parametrului măsurat la care raportul de probabilitate este maxim, este posibil să se măsoare coordonatele sau parametrul mișcării țintei cu o eroare minimă, adică. rezolva problema de masurare.

Astfel, prin efectuarea procesării spațio-temporale complete a semnalului primit și rezolvarea problemelor de detectare, măsurare și recunoaștere pe această bază, este posibilă obținerea informațiilor radar necesare despre ținte.

1.3. Prelucrarea spațio-temporală a informațiilor radar

Prelucrarea informațiilor radar presupune combinarea nu la nivel de semnale, ci la nivel de informații primare, adică. decizii unice cu privire la prezența și clasa țintelor și estimări unice (o singură dată) ale coordonatelor și parametrilor mișcării țintei.

Prelucrarea spațio-temporală include: procesarea semnalului primar, prelucrarea informațiilor secundare și terțiare.

Sub prelucrare primară Aceasta înseamnă procesarea semnalului primit la un punct de recepție în timpul unui contact radar cu ținta. Astfel, o astfel de prelucrare este limitată în spațiu și timp. Spațiul este limitat de dimensiunea sistemului de antenă (unități de metri), iar timpul este limitat de timpul de observare (unități - zeci de milisecunde). În același timp, toate sarcinile de supraveghere radar (detecție, măsurare, recunoaștere) pot fi rezolvate cu o anumită calitate (probabilități de decizii corecte și false, erori de măsurare). O astfel de prelucrare a semnalului este de obicei numită primară, iar informația extrasă din semnalul primit ca urmare a prelucrării limitate în spațiu și timp este informație radar primară, adică decizii unice despre prezența sau absența țintelor, despre clasa țintelor, estimări unice. -măsurarea coordonatelor sau a parametrilor de mișcare a țintelor.

De regulă, la fiecare punct de observare ținta este abordată nu o dată, ci în mod repetat. Dacă informațiile primare despre ținte sunt combinate în timp pe mai multe cicluri de abordare a țintei, atunci calitatea informațiilor radar se va îmbunătăți. Procesul de combinare a informațiilor radar primare în timp este de obicei numit prelucrarea secundară a informațiilor radar. Ca urmare a combinării în timp a deciziilor unice cu privire la prezența sau absența unei ținte într-un anumit element de rezoluție al spațiului de observare, caracteristicile de detecție sunt îmbunătățite, iar ca urmare a combinării în timp a deciziilor unice despre clasa țintă, caracteristicile de recunoaștere sunt îmbunătățită. Prin combinarea unor estimări individuale-măsurători ale coordonatelor țintei și ale parametrilor de mișcare în timp, erorile de măsurare sunt reduse. Procesarea secundară vă permite să reduceți influența interferențelor naturale și artificiale, să extindeți cantitatea de informații primite prin calcularea vitezei și cursului obiectelor sau a traiectoriei acesteia. Metodele de combinare a informaţiei primare în timp şi caracteristicile acesteia constituie conţinutul problemei prelucrării secundare a informaţiei radar.

Dacă un sistem radar constă din mai multe puncte de observare (recepție), atunci informațiile primare despre ținte pot fi combinate nu numai în timp, ci și în spațiu. În același timp, calitatea informațiilor radar se va îmbunătăți. Procesul de combinare a informațiilor primare (sau secundare) despre ținte din spațiu este de obicei numit prelucrarea terţiară a informaţiilor radar. Prelucrarea terțiară duce, de asemenea, la îmbunătățirea performanței de detectare, recunoaștere și măsurare.

Trebuie remarcat faptul că procesarea semnalului primar (dintr-un punct în timpul observației) în combinație cu procesarea informațiilor secundare și terțiare nu este echivalentă cu procesarea completă a semnalului spațiotemporal. Faptul este că procesarea secundară și terțiară a imaginii radar primare predetermina combinația spațio-temporală incoerentă a rezultatelor prelucrării primare. Exemple tipice ale unei astfel de combinații sunt sistemele de control al traficului aerian ale aviației civile, care se bazează pe grupuri de radare care sunt incoerente în timp și spațiu.

Cu toate acestea, în cazul general, atunci când se construiește un sistem radar cu mai multe poziții cu referință reciprocă (poziții) nu numai în timp, ci și în frecvență și fază, rezultatele prelucrării semnalului primar, separate în timp și spațiu, pot avea conexiuni de corelație care ar trebui utilizat în procesarea completă a semnalului spațial-temporal.

În fig. Figura 1.10 prezintă clasificarea prelucrării informaţiei spaţio-temporale.

1.4. Semnificația fizică a procesării semnalului spațio-temporal pe un fundal de interferență în rețele de antene adaptive

Implementarea metodelor adaptative în radar a devenit posibilă datorită apariției și dezvoltării intensive a rețelelor de antene. Pentru a înțelege și a evalua corect capacitățile unor astfel de radare adaptive, este necesar să se ia în considerare caracteristicile procesării semnalului în rețele de antene și formarea modelelor de radiație de către acestea.

În fig. 1.11, O arată diagrama de radiație (DP) al unui tablou care conține 8 elemente în coordonate polare. Se formează ca rezultat al însumării ponderate a tensiunilor elementelor individuale ale matricei la o frecvență . Dacă oferim acum o întârziere a semnalelor de ieșire de la elementele individuale, așa cum se arată în Fig. 1.11, b, apoi, ca rezultat, lobul principal al modelului se va roti cu un unghi , unde c este viteza de propagare a semnalului în mediu, d- distanța dintre elementele rețelei de antene,

Defazare relativă între elementele matricei adiacente.

Orez. 1.11. Modele de radiație ale unei rețele de antene cu 8 elemente:

a - original, b- pentru recepţionarea semnalelor atunci când modelul se abate de la normal la planul reţelei

Prin modificarea întârzierii semnalelor de ieșire de la elementele individuale, este posibil să se asigure controlul electric al lobului principal al diagramei de radiație într-un sector unghiular dat.

Raportul semnal-zgomot la ieșirea unei rețele de antene scade atunci când semnalele de interferență lovesc elementele acestuia de-a lungul lobilor principal și lateral. Raportul semnal-zgomot scade și din cauza modificărilor pozițiilor spațiale ale surselor de interferență de-a lungul timpului, plasării proaste a sistemului de antenă și, de asemenea, din cauza mișcării fasciculului. Acest lucru este ilustrat în Fig. 1.12, O, unde este afișată aceeași matrice de antene ca în

interferenta\

mătură\

Orez. 1.12. Modelul de radiație al unei rețele de antene cu 8 elemente atunci când este expus

o sursă de interferență:

O- original, b - cu zero format în direcția sursei de interferență

orez. 1.11, O, dar din direcția indicată de linia punctată sosește un semnal de interferență cu o frecvență de . Este primit de la unul dintre lobii laterali ai modelului. Și dacă puterea sa este suficient de mare, atunci puterea de zgomot la ieșirea matricei poate fi comparabilă sau chiar semnificativ mai mare decât puterea semnalului util. Acest lucru poate duce la pierderea funcționării unui radar cu un astfel de sistem de antenă, dacă nu sunt luate măsuri speciale. Ele pot consta, de exemplu, în stabilirea coeficienților de greutate ai rețelei așa cum se arată în Fig. 1.12, b.În acest caz, modelul de grătare la frecvență se va schimba după cum urmează. Lobul lateral, al cărui maxim a coincis anterior cu direcția către sursa de interferență, se va deplasa astfel încât direcția de recepție zero să coincidă cu direcția către sursa de interferență. Lobul principal al modelului se va schimba ușor. Astfel, sensibilitatea matricei în ceea ce privește semnalul și interferența va fi redusă semnificativ. Este posibil să se selecteze valorile coeficienților de ponderare ale matricei astfel încât să se formeze zone de recepție zero în direcțiile mai multor surse de interferență. Dar pentru aceasta este necesar să se cunoască în prealabil pozițiile unghiulare ale acestora. În condiții reale, astfel de informații nu sunt de obicei disponibile, așa că se străduiesc să construiască sisteme adaptive care să stabilească automat zerouri în direcțiile de influență ale surselor de interferență. Înainte de a trece la o descriere a acestui tip de sistem, care se numește rețele de antene adaptive, vom analiza pe scurt diversele lor scheme de construcție. Prin structura lor, toate rețelele de antene adaptive sunt adăugatoare de greutate (Fig. 1.13). Într-un filtru proiectat pentru procesarea proceselor cu bandă îngustă (Fig. 1.13, O), fiecare element de matrice este conectat la un multiplicator de greutate variabilă și un defazător (90°). Un al doilea multiplicator este conectat la ieșirea sa. Se însumează semnalele de la ieșirile multiplicatorilor. Această matrice asigură procesarea liniară a proceselor în bandă îngustă. Dacă este necesară procesarea interferențelor și a semnalelor într-o gamă largă de frecvențe, atunci toate defazatoarele trebuie înlocuite cu linii de întârziere cu robinete.

Orez. 1.13. Tipuri de rețele de antene adaptive fără circuite pentru ajustarea automată a coeficienților de greutate pentru recepția de semnale în bandă îngustă (a) și pentru recepția de semnale în bandă largă sau procesare neseparabilă (b)

Fiecare robinet are propriul său multiplicator de greutate. Dacă distanța dintre robinete este suficient de mică, atunci un astfel de circuit se apropie de un filtru ideal care ar putea oferi controlul fazei și mărimii semnalului la fiecare dintre frecvențele unui interval dat. Semnalele de la ieșirile multiplicatorilor de ponderare sunt însumate pentru a obține tensiunea de ieșire a matricei. Această versiune a schemei de zăbrele este prezentată în Fig. 1.13, b.Într-un astfel de sistem, este posibil să se formeze modele nule în direcțiile către sursele de interferență la fiecare dintre frecvențele unui interval dat.

Mijloacele radar (stații, complexe, sisteme) pentru detectarea țintelor de aer și de suprafață pe navele de suprafață sunt unul dintre elementele sistemului de iluminare a situației de aer și de suprafață, care rezolvă problema suportului informațional pentru complexele de control al comenzii și circuitele de luptă. Scopul echipamentului radar de supraveghere din acest sistem este de a obține informații despre toate țintele din zona controlată a spațiului și de a le converti în forma necesară pentru ca consumatorii să le utilizeze direct.

În general, informațiile radar furnizate consumatorilor prin mijloace de supraveghere includ:

Coordonatele curente ale obiectivelor (adică coordonatele extrapolate la momentul emiterii către consumatori);

Parametrii mișcării țintei (curs, viteză, altitudine de zbor, parametru de direcție etc.);

Câteva caracteristici ale țintelor (naționalitate, suprafață aeriană, un singur grup etc.).

Sarcinile de detectare, măsurare discretă a coordonatelor, calcularea coordonatelor curente și a parametrilor de mișcare a țintelor, precum și introducerea caracteristicilor acestora sunt rezolvate de dispozitive de procesare a informațiilor radar, care pot fi dispozitivele terminale ale echipamentelor radar sau pot fi parte a navei generale. sisteme radar de procesare a informațiilor.

Procesul de conversie a semnalelor reflectate de la ținte în prezența zgomotului și interferențelor pentru a extrage informațiile pe care le transportă despre ținte este de obicei numit procesarea informațiilor radar.

Sub prelucrare primară informațiile radar sunt înțelese ca proces de analiză utile, adică. reflectate de ținte, semnale și interferențe primite în timpul unui sondaj, în timpul căruia se efectuează următoarele operațiuni:

Selectarea (izolarea) semnalelor utile de interferențe;

Luarea deciziei de a detecta un pachet de semnale reflectate după un anumit criteriu;

Măsurarea coordonatele unei ținte detectate;

Evaluarea parametrilor de semnal care transportă informații despre natura țintei și clasificarea sa primară;

Codarea coordonatelor țintei măsurate și a parametrilor semnalelor reflectate în vederea pregătirii pentru prelucrarea ulterioară.

Sub prelucrare secundară Informațiile radar sunt înțelese ca procesul de comparare și rezumare a informațiilor obținute pe parcursul mai multor sondaje ale spațiului, al căror conținut este:

Identificarea pachetelor (semnelor) primite în recenzia curentă cu pachetele (semnelor) din recenziile anterioare, ceea ce vă permite să eliminați semnele false și să identificați țintele nou apărute;

Combinarea informațiilor de la o țintă într-o traiectorie pentru a determina parametrii de mișcare ai țintei; prezicerea poziției sale viitoare;

Numerotarea finală a țintelor și clasificarea secundară a acestora.

Ca urmare a prelucrării secundare, efectul de interferență al interferenței este redus, este posibil să se determine coordonatele unei ținte în absența temporară a semnalelor reflectate de ea, să se elimine semnele țintelor false sau să se reducă probabilitatea apariției lor.

A DOUA ÎNTREBARE DE STUDIU:Schema bloc generalizată a dispozitivelor de procesare a informațiilor radar.

Dispozitivele de prelucrare a informațiilor sunt utilizate atât în ​​sistemul de iluminare a situației aeriene în interesul suportului informațional pentru apărarea aeriană a navei, cât și în sistemul de iluminare a situației de suprafață în interesul asigurării siguranței navigației, evitării coliziunilor și manevrării tactice a navei. Deoarece prima sarcină se caracterizează printr-un grad mai mare de complexitate și necesită un set semnificativ mai mare de echipamente, vom lua în considerare o diagramă bloc generalizată în legătură cu procesarea informațiilor de la un radar de detectare a țintei aeriene.

SAR B

Sub dispozitive de procesare a informațiilor este înțeles ca un set de mijloace tehnice care rezolvă următoarele sarcini principale:

1. afișarea situației aerului pe ecranele dispozitivelor indicatoare pentru detectarea vizuală și clasificarea țintelor;

2. identificarea țintelor detectate;

3. măsurarea manuală și introducerea în dispozitivul secundar de procesare (SDP) a coordonatelor, precum și a unor semne de ținte detectate (prieten'', extraterestră'', neidentificat'', aer'', suprafață'', singur'', grup'' etc.);

4. detectarea și măsurarea automată a coordonatelor țintelor detectate în dispozitivul de procesare primară (PDU); introducerea automată a coordonatelor țintelor detectate și urmărite în VDU;

5. calculul coordonatelor curente și al parametrilor de mișcare a țintelor urmărite în sistemul de apărare aeriană;

6. controlul calității urmăririi țintei și corectarea traiectoriilor calculate în VDU;

7. afișarea rezultatelor prelucrării informațiilor secundare pe dispozitive indicatoare și panouri indicatoare;

8. livrarea informațiilor prelucrate către sistemele de control ale navei;

9. eliberarea desemnării țintei armelor de foc antiaeriene.

Indicatorul de intrare inițial (INV) este conceput pentru a afișa și analiza situația aerului și a suprafeței; detectarea vizuală a țintei; selectarea marcajelor țintei care urmează să fie urmărite în sistemul de apărare aeriană; introducând manual coordonatele acestor ținte în VDU. INV este în esență un panou de control pentru funcționarea dispozitivelor de procesare și este instalat la posturile de comandă ale navei. Numărul INV-urilor este determinat de organizația adoptată pe navă pentru analiza și utilizarea în luptă a informațiilor de la radarul OVNC. Dacă există mai multe INV, unul dintre ele este desemnat ca principal.

Dispozitivul de procesare primară a informațiilor (PDU) este proiectat să detecteze automat mărcile (pachete) de ținte, să le măsoare coordonatele și să le transmită către PDU.

Dispozitivul secundar de procesare a informațiilor (SPD) este conceput pentru a construi (urmărește) traiectorii țintei pe baza unui set de măsurători de coordonate discrete efectuate de operatorii dispozitivelor indicator sau SPD-uri, pentru a calcula și a clarifica continuu parametrii de mișcare și coordonatele curente ale țintelor urmărite.

Indicatorul TRACKING (IT) este destinat pentru măsurarea manuală și introducerea coordonatelor țintelor urmărite, precum și pentru monitorizarea calității urmăririi. Pentru a rezolva această problemă, pe ecran sunt afișate semne ale țintelor urmărite, precum și semne (simboluri) care reflectă coordonatele lor curente calculate de UVO. Calitatea normală a urmăririi traiectoriei este caracterizată de o poziție apropiată și stabilă a marcajului față de marcajul țintă. Fiecare IS oferă capacitatea de a controla calitatea urmăririi mai multor (până la patru) traiectorii. Numărul de circuite integrate este determinat de lățimea de bandă necesară, adică Numărul maxim de traiectorii urmărite simultan.

Panoul de semnalizare (S) este conceput pentru a afișa informații despre traiectorii însoțiți, formate ca urmare a prelucrării secundare și eliberate consumatorilor. Pentru fiecare traiectorie urmărită, vehiculul își afișează numărul, coordonatele curente, parametrii de mișcare și câteva semne. Panourile de semnalizare sunt instalate la INV și sunt folosite pentru a analiza situația aerului și pentru a evalua calitatea suportului.

Indicatorii de desemnare a țintei (TDI) oferă o afișare a situației radar și unele rezultate ale prelucrării informațiilor secundare pentru analiză și evaluare în interesul țintirii armelor de foc și emiterii desemnărilor țintei acestora. Numărul de centre de control este determinat de numărul de posturi de comandă a navei care au dreptul de a emite desemnări țintă.

Cu ajutorul dispozitivelor de interfață (ID), consumatorilor li se oferă:

1. Situație radar primar (RPS), afișată pe INV. Este emis prin difuzarea impulsurilor de declanșare a intervalului de emisie către consumatori, tensiuni care sincronizează rotația scanărilor cu viteza de rotație a modelului de radiație al antenei și tensiunea video a semnalelor și interferența reflectată de ținte. În acest caz, dispozitivele indicatoare ale sistemelor de împerechere reproduc întreaga „imagine” afișată pe INV.

2. Situație radar secundară (SRS), care înseamnă informații doar despre acele ținte care sunt însoțite de sistemul de apărare aeriană. La un ritm ridicat, depășind semnificativ rata de sondaj spațial, pentru fiecare dintre țintele urmărite, numărul țintei, coordonatele curente, parametrii de mișcare și unele semne sunt emise în cod binar.

3. Desemnarea țintei sincrone (putere) în formă analogică (SCUa) sau digitală (SCUa), care reprezintă coordonatele curente și parametrii de mișcare a țintelor care urmează să fie trase.

Desemnarea țintei- aceasta este o comandă de deschidere a focului, care este emisă de controlul focului prin apăsarea simultană a tastelor numărului țintei și a numărului armei de foc care ar trebui să deschidă focul asupra acestei ținte. În acest caz, coordonatele curente ale țintei desemnate pentru bombardare sunt trimise la comenzile radar ale armei către unitățile de ghidare pentru distanță, direcție și elevație. Prin urmare, o astfel de desemnare a țintei este numită nu numai sincronă, ci și puternică.

Erorile în calcularea coordonatelor curente și a parametrilor mișcării țintei, emiși ca desemnare a țintei sistemului de control al armelor, sunt o funcție de numărul de mărci de la o țintă dată supusă procesării secundare, adică o funcție a numărului de vizualizări radar. Pe măsură ce numărul de mărci primite în timpul studiului circular periodic al spațiului crește, parametrii traiectoriei sunt rafinați și, în consecință, erorile în calcularea coordonatelor curente ale țintei sunt reduse. În timpul urmăririi pe termen lung a unei ținte care nu manevrează, precizia desemnării țintei poate fi destul de mare. Cu toate acestea, pentru a dezvolta o desemnare precisă a țintei, este necesară o anumită perioadă de timp de lucru pentru prelucrarea secundară a informațiilor.

4. Desemnarea electronică a țintei (ETS) este ieșirea către sistemul asociat de control al armelor a coordonatelor capătului dispozitivului de ochire, combinate de controlul focului (de către operatorul ETC) cu marca țintei care urmează să fie trasă. O astfel de desemnare a țintei poate fi emisă o singură dată, inclusiv la prima marcare a țintei detectată, sau din nou în sondajele ulterioare.

Deoarece în acest caz consumatorului i se oferă rezultatele măsurătorilor discrete ale coordonatelor țintă, o astfel de desemnare a țintei se numește discretă. Acest tip de desemnare a țintei se caracterizează prin erori mari de întârziere a coordonatelor și, prin urmare, precizie scăzută, dar timp de lucru scurt. Având în vedere precizia limitată a coordonatelor țintei emise pentru tragerea în ea, acest tip de desemnare a țintei este o rezervă și este adesea numită desemnare țintă.

Dacă desemnarea sincronă a țintei asigură că radarul de control al armei este îndreptat către o țintă cu o precizie suficientă pentru ca marca sa să apară pe indicatoarele sectoriale ai sistemului de control, atunci când se emite desemnarea electronică a țintei, se presupune necesitatea unei căutări suplimentare suplimentare a țintei, ceea ce necesită timp suplimentar.

Prin intermediul liniei de control de feedback, se primesc rapoarte (semnale) de la sistemele de control al armelor: „gata pentru a primi desemnarea țintei”, „desemnarea țintei acceptată” și „ținta urmărită”, care sunt afișate pe centrul de control.

Pe baza analizei cerințelor tactice se determină perspectivele de dezvoltare a echipamentelor radar și a industriei care le produce și se planifică cercetări în domeniul radarului și al electronicii radio. Implementarea cerințelor tactice este limitată de capacitățile de producție și de nivelul atins de dezvoltare a tehnologiei, tehnologiei și științei. Pe baza acestui fapt, la proiectarea noilor radare, li se impun cerințe tactice și tehnice.

Sub cerințe tactice și tehnice(TTT) să înțeleagă valorile cantitative ale principalelor caracteristici ale radarului, luând în considerare cerințele tactice, starea actuală a științei, tehnologiei, capacitățile industriale și capacitățile economice ale statului.

Radarele în exploatare se caracterizează prin date tactice și tehnice(TTD), care sunt valori cantitative ale principalelor caracteristici ale unui anumit model radar pentru condițiile medii de utilizare și funcționare în luptă. Acestea sunt determinate ca urmare a unor teste experimentale atente ale mostrelor de acest tip de radar. Cantitativ, TTD poate fi același sau ușor diferit de TTT.

Datele tactice și tehnice determină capacitățile de luptă ale radarului și sunt introduse în forma acestuia. Sarcina personalului care operează radarul este de a menține parametrii tehnici ai stației la un nivel care să asigure implementarea specificațiilor tehnice.

Sistemul de indicatori utilizat pentru a evalua capacitățile de luptă ale radarelor și pentru a efectua calcule tactice este de obicei numit caracteristicile tactice ale radarului. Principalele sunt:

compoziția informațiilor furnizate;

zona de vizualizare (forma zonei și parametrii acesteia);

acuratețea informațiilor furnizate;

rezoluție pe coordonate măsurate;

capacitatea de informare;

ieșire de date discrete;

imunitate la zgomot;

fiabilitate;

compatibilitate electromagnetică;

caracteristici de manevrabilitate (timp de desfășurare și retragere, timp de pornire și oprire, mobilitate etc.).

1.2. COMPOZIȚIA INFORMAȚIILOR RADAR

Compoziția informațiilor este determinată în principal de cerințele consumatorilor de informații și de sarcinile pe care le rezolvă. Pentru a asigura o achiziție fără căutare a țintei de către stațiile de ghidare a rachetelor, informațiile radar trebuie să includă date despre coordonatele spațiale ale țintei. La rezolvarea problemelor de ghidare a aviației, sunt necesare informații despre coordonatele spațiale atât ale țintei, cât și ale vânătorului.

Cel mai convenabil pentru prezentarea informațiilor despre locația obiectelor aeriene în spațiu este un sistem de coordonate dreptunghiular. Facilitează transformarea coordonatelor într-un singur sistem de grupare a fondurilor, identificarea și combinarea informațiilor primite din mai multe surse. Cu toate acestea, dispozitivele de procesare a semnalului din radare permit ca informațiile să fie măsurate și afișate în sisteme de coordonate sferice sau cilindrice. Dacă este necesar, coordonatele sunt convertite într-un sistem dreptunghiular în sistemul de procesare a informațiilor.

Pentru a evalua situația aeriană și a rezolva problemele de control de luptă al sistemelor de apărare aeriană, pe lângă coordonatele spațiale ale țintelor, sunt necesare informații despre proprietatea obiectelor detectate (de stat, departamentale și individuale), utilizarea și natura interferențelor create de inamicul, cursul și viteza de zbor a țintelor.

Semnalele de sondare utilizate în prezent și metodele de procesare a semnalelor reflectate nu permit identificarea obiectelor de detectare prin aspectul lor. Această sarcină este atribuită unui sistem special de identificare radar (SRLO), care este un complex de echipamente la sol și la bord care asigură identificarea naționalității obiectelor la scara forțelor armate pe baza unui sistem unificat de codificare a semnalului. Informațiile despre cursul țintei și viteza de zbor pot fi obținute după procesarea secundară a informațiilor radar.

Atunci când se determină echipamentul forțelor de apărare aeriană și echipamentul necesar pentru îndeplinirea cu succes a unei misiuni de luptă, este necesar să existe date privind compoziția cantitativă a țintelor care participă la lovitură. Pentru a obține astfel de informații, radarele trebuie să aibă o rezoluție mare de coordonate, ceea ce nu este întotdeauna posibil de furnizat. Prin urmare, practic majoritatea radarelor sunt obligate să furnizeze date despre natura țintei detectate (singură sau de grup) și doar date aproximative despre compoziția cantitativă. Date precise privind compoziția cantitativă a țintelor se obțin din alte mijloace de recunoaștere sau de la radare specializate.

Astfel, în general, informațiile produse de radar ar trebui să includă:

coordonatele spațiale ale țintelor;

apartenența de stat și individuală;

caracteristicile scopului (singur sau grup) și, dacă este posibil, compoziția cantitativă a scopului grupului;

tipurile de interferențe generate și intensitatea acestora.

1.3. ZONA DE VEDERE

Aria de acoperire radar este aria spațiului în care radarul oferă informații radar despre o țintă cu o suprafață medie efectivă dată, cu o calitate nu mai mică decât cea cerută.

În acest caz, calitatea informațiilor radar este înțeleasă ca o combinație a următorilor indicatori:

probabilitatea detectării corecte și alarmei false (calitatea detectării);

acuratețea informațiilor și discretitatea furnizării acestora.

Prelucrarea secundară a imaginii radar primare predetermina combinația spațio-temporală incoerentă a rezultatelor prelucrării primare.

Procesarea secundară a imaginilor radar este concepută pentru a preveni apropierile periculoase ale aeronavelor. Pentru a face acest lucru, este necesar să se confirme existența traiectoriei lor pentru aeronavele observate anterior (prezența coordonatelor de aeronave pentru mai multe sondaje) și pentru aeronavele nou detectate să-și „legă” traiectoriile. Pentru a face acest lucru, se efectuează o serie de operații:

Confirmarea prezenței în memorie a coordonatelor țintelor detectate anterior;

Detectarea țintelor noi și determinarea coordonatelor acestora;

netezire coordonată;

Urmărirea automată a aeronavelor;

Prognoza (extrapolarea) coordonatelor aeronavei;

Combinând informații de la mai multe radare.

Există mai multe moduri de a combina rezultatele prelucrării primare:

Adăugarea (acumularea) coerentă de semnale pe mai multe cicluri de revizuire;

Adăugarea (acumularea) incoerentă de semnale pe mai multe cicluri de revizuire;

Procedura de combinare a deciziilor unice conform regulii „n de”, (este numărul de cicluri de revizuire) constând în faptul că decizia combinată privind prezența unui scop se ia dacă cel puțin n decizii unice privind prezența unui obiectiv. gol din cele combinate sunt pozitive, în caz contrar decizia despre absența unui gol.

Prima metodă de combinare (acumulare coerentă) nu prezintă interes practic din cauza complexității implementării acumulării coerente pe intervale mari de timp, precum și din cauza posibilei absențe a unei astfel de coerențe pe termen lung a semnalelor combinate.

A doua metodă de combinare (acumulare coerentă) este mult mai simplă în implementarea tehnică și duce la îmbunătățirea caracteristicilor de detecție atât în ​​prezența corelației între sondaje, cât și în absența acesteia.

O singură marcă nu permite să se ia o decizie cu mare încredere cu privire la prezența unui obiect în zona de detectare. În plus, nu poate fi folosit pentru a determina direcția de mișcare a unui obiect și parametrii traiectoriei acestuia. Pentru a clarifica aceste probleme, este necesar să existe un set de note obținute în diferite momente în timp pe parcursul mai multor cicluri de cercetare spațială.

Traiectoria unui obiect este descrisă de o funcție vectorială care depinde de o serie de factori: obiectul, manevrabilitatea acestuia, viteza etc. Traiectoria este influențată și de factori aleatori: modificări ale caracteristicilor mediului, erori în procesul de control și altele. Prin urmare, procesarea secundară este de natură statistică (procesul la intrarea dispozitivului de procesare secundară este aleatoriu). Calitatea detectării traiectoriei este caracterizată de următorii indicatori: probabilitatea detectării traiectoriei adevărate D; probabilitatea de a detecta o traiectorie falsă F; timpul mediu de detectare a traiectoriei; timpul mediu de detectare a unei traiectorii false; numărul mediu de traiectorii false pe unitatea de timp.

Procesul de prelucrare secundară este următorul.

Lăsați dispozitivul de procesare primară să decidă despre prezența unui obiect și să măsoare coordonatele acestuia: intervalul R și azimutul β la un moment dat în timp t. În dispozitivul de procesare secundar, se formează un marcaj y(R,β,t), care este luat drept începutul traiectoriei. Deoarece radarul este conceput pentru a monitoriza obiecte dintr-o anumită clasă, vitezele maxime și minime ale zborului lor sunt de obicei cunoscute. Atunci, dacă este perioada de observare (revizuire) a radarului, atunci putem selecta o zonă sub forma unui inel cu un centru care coincide cu primul semn al razelor.

Fig. 10.13 Etapele formării traiectoriei:

1. Stroboscop.

2. Începutul.

3. Extrapolarea.

4. Confirmarea traseului.

5. Acompaniament.

Acest inel poate fi în următoarea recenzie. Operația de formare a unei astfel de zone se numește gating, iar zona în sine se numește stroboscop. Dacă în următoarea revizuire un semn lovește stroboscopul, atunci traiectoria este inițiată. Când mai multe semne lovesc stroboscopul, sunt inițiate mai multe traiectorii. Dacă nu există un singur semn în stroboscopul inițial, atunci primul este considerat fals și este șters din memorie (procesarea se realizează cu ajutorul unui computer) dacă criteriile de conectare a rutei sunt „2 din 2” sau rămâne în memorie dacă criteriile de conectare sunt „2 din m” m >2.

Folosind două semne, puteți determina direcția și viteza medie a obiectului, unde este distanța dintre semnele 1 și 2. Cunoscând direcția de mișcare și viteza medie, puteți calcula poziția așteptată a semnului în următoarea revizuire, adică efectuați extrapolarea (predicția). În figură, semnele de extrapolare sunt indicate prin ∆. În jurul acestor semne se formează stroboscopii, ale căror dimensiuni sunt determinate de erorile de măsurare a coordonatelor obiectelor și erorile de calcul al poziției marcajelor extrapolate. Când este detectată traiectoria unui obiect de manevră, dimensiunile porților sunt calculate ținând cont de manevră. Dimensiunea porților afectează direct calitatea detectării traiectoriei. Creșterea acestuia duce la o creștere a semnelor din stroboscop, în urma căreia probabilitatea F crește. Scăderea stroboscopului poate duce la ca marcajul adevărat să nu lovească stroboscopul, reducând astfel probabilitatea de D.

Dacă un semn este inclus în stroboscopul, atunci se consideră că aparține traiectoriei detectate. Procesul de detectare continuă, iar când, în conformitate cu criteriul acceptat, se ia o decizie de confirmare a traiectoriei, adică. despre descoperirea finală, se transferă pentru sprijin.

Dacă niciun semn nu lovește stroboscopul, atunci traiectoria continuă cu marcajul, în timp ce dimensiunea stroboscopului crește. Dacă criteriul de confirmare nu este îndeplinit, traiectoria este resetată. Dacă mai multe semne lovesc porțile, puteți fie să continuați traiectoria de-a lungul fiecăreia dintre ele, în timp ce traiectorii false după mai multe revizuiri vor fi eliminate din cauza lipsei de confirmare, fie să selectați un semn din poartă care este cel mai aproape de traiectoria detectată și să renunțați. restul ca fiind false.

Două tipuri de criterii de detectare a urmelor.

1. Criteriul „” traiectoria este considerată detectată și transferată pentru urmărire dacă apar cel puțin k marcaje în m perioade de sondaj adiacente; în caz contrar, precum și în absența notelor în recenziile adiacente la rând, se ia decizia de a reseta traiectoria. Două praguri: k superior și l inferior.

2. Criteriul „ ”: se ia decizia de a detecta o traiectorie atunci când apar k semne în m recenzii adiacente.

Principiul extrapolării coordonatele conform parametrilor traiectoriei în general pot fi explicate astfel. Fie primite la momentul t n (ultima revizuire) coordonatele x n , y n ale marcajului de la obiectul aerian. În plus, au fost calculati parametrii traiectoriei în acest punct (viteza V n, cursul Q n) și primele lor incremente ΔV n și ΔQ n. Sarcina este de a determina valoarea coordonatelor x n +1 , y n +1 extrapolate la n+1 vederi.

Distanța l pe care obiectul va zbura în timpul T 0 este egală

. (10.6)

Cursul țintei se va schimba în acest timp cu valoarea ΔQ n. Depunând un segment l din punctul cu coordonatele x n, y n la un unghi Q n +ΔQ n, obținem coordonatele marcajului extrapolat x e = x n +1, y e = y n +1. Coordonatele marcajului extrapolat sunt calculate folosind formulele:

x n +1 = x e = x n + l sin (Q n +ΔQ n);

y n +1 = y e = y n + l cos (Q n +ΔQ n). (10,7)

Valoarea cursului extrapolată în punctul x n +1, y n +1 este egală cu

Q n +1 = Q e = Q n + ΔQ n , (10.8)

și valoarea extrapolată a vitezei

V n +1 = V e = V n + ΔV n, (10.9)

Pentru a obține informații despre viteza și cursul zborului unui obiect aeropurtat, este necesar să aveți cel puțin două mărci și să scadă incrementele acestora - cel puțin trei. Erorile în calcularea coordonatelor marcajului în punctul de conducere vor fi determinate de erorile cu care parametrii de traiectorie și incrementele acestora sunt determinate în acest punct, precum și de erorile de măsurare a coordonatelor în punctul n. Pentru a crește acuratețea extrapolării, se utilizează netezirea parametrilor.

Netezirea parametrilor traiectoriei realizat cu scopul de a prezice mai precis coordonatele și, prin urmare, zona de posibilă detectare a obiectelor din aer în următorul sondaj. Operația de netezire este necesară, deoarece calculul coordonatelor prezise este însoțit de erori proporționale cu distanțele parcurse de obiectele aeriene în perioada de revizuire. Operațiunea de netezire a coordonatelor și vitezei se efectuează pe fiecare sondaj radar. Se presupune că erorile cauzate de interferența externă, fluctuațiile în intensitatea semnalelor reflectate, omisiunile obiectelor detectate și manevra aeronavei sunt independente și distribuite conform unei legi normale. În plus, algoritmii de netezire includ ipoteza că viteza de mișcare a unui obiect din aer este constantă sau că o manevră este efectuată cu o rază constantă. Algoritmul cel mai des folosit este alunecarea (secvențială), care se bazează pe faptul că coordonatele noi ale unui obiect aerian sunt determinate din cele vechi, astfel încât toate măsurătorile efectuate anterior să scadă în timp, adică. Datele noi care sunt mai apropiate în timp au un impact mai mare.

Valoarea vitezei netezite este o combinație liniară a valorii anterioare a vitezei netezite și abaterea curentă (nepotrivire) a valorii coordonatei obținute din valoarea coordonatei extrapolată calculată din datele anterioare.

U* n = U* n-1 + b n (y n – y* n e), (10,10)

unde U* n – netezirea valorii vitezei în momentul celei de-a n-a observații;

U* n -1 – netezirea valorii vitezei revizuirii anterioare;

y* n e – valoarea coordonatelor extrapolate;

y n – valoarea coordonatei curente;

– coeficientul de netezire a vitezei.

Valoarea netezită a unei coordonate este o combinație liniară a valorii sale extrapolate și a discrepanței dintre valoarea extrapolată și cea curentă, ponderată cu un coeficient a n.

y* n = y* n e +a n (y n – y* n e), (10.11)

Unde – coeficientul de netezire a coordonatelor.

În fig. Figura 3.5 arată dependența coeficienților a n și b n de numărul de observații n.

Din grafice reiese clar că odată cu creșterea numărului de observații n, coeficienții de netezire pentru coordonate și viteze se apropie asimptotic de zero. În condiții reale, coeficienții de netezire a n și b n sunt limitați de jos și pentru modul de urmărire automată în stare staționară trebuie să fie aleși constanți.

La urmărirea obiectelor care nu manevrează, coeficienții a n și b n ar trebui să fie luați mici. În acest caz, erorile aleatorii sunt bine filtrate, iar erorile dinamice cauzate de manevra țintei vor ieși în evidență aproape neatenuate. Pe măsură ce crește n și b n, netezirea erorilor aleatoare se înrăutățește, cu toate acestea, netezirea erorilor dinamice se îmbunătățește. Prin urmare, la urmărirea unui obiect de manevră, este necesar să se mărească coeficienții de netezire a n și b n .

Una dintre operațiunile principale în timpul urmăririi automate pe baza datelor radar de supraveghere este selectarea marcajelor pentru continuarea fiecăreia dintre traiectorii urmărite. Această operație se numește selecția traiectoriei și se realizează pe baza unei comparații a coordonatelor și parametrilor noilor marcaje cu coordonatele extrapolate și caracteristicile traiectoriilor urmărite. Pentru a simplifica procesul de selectare a traiectoriilor și a reduce cantitatea de calcule, se realizează compararea coordonatelor marcajelor observate și extrapolate în porți.

Marcajul poate fi fizic sau matematic.

Situații controversate apar atunci când nu una, ci mai multe ținte intră în stroboscop, care poate fi adevărat sau fals. I-a țintă cu coordonatele x i, y i, care din punct de vedere al distanței ΔR i este mai aproape de centrul stroboscopului cu caracteristicile x st, y st, poate fi luată ca marca adevărată. Pentru a judeca acest lucru pentru toate obiectivele i = 1, ..., m, relația este rezolvată

Din mai multe ΔR i, este selectată valoarea minimă. Dacă în stroboscopul sunt două obiective, cel adevărat este selectat în funcție de semnul funcției de decizie

.

Dacă K > 0, atunci al-lea obiectiv este adevărat dacă K< 0, то цель ложная.

Sunt posibile situații când R j, R j +1 sunt apropiate în valorile lor și există mai puține erori posibile de măsurare. În acest caz, este imposibil să luați o decizie pe baza criteriului semnului funcției K. În acest caz, validitatea aplicării acestui criteriu este mai întâi verificată prin compararea acestuia cu pragul K 0 . Pentru |K| ≥ K 0 poate fi utilizat criteriul anterior, altfel se ia decizia de a transfera analiza la următorul ciclu al sistemului, pentru care coordonatele sunt prezise folosind date vechi.

Când aeronavele se deplasează pe traiectorii apropiate și care se intersectează, situația devine complicată. În sistemele existente, pentru a nu confunda traiectoriile și marcajele de la aeronave diferite, se folosesc două metode.

Prima cale. Folosind un radiogonizor, dispecerul stabilește comunicarea cu fiecare aeronavă. Semnalul de răspuns al echipajului este efectuat, iar lagămentul este afișat pe ecranul controlerului. Dacă traiectoriile sunt amestecate, dispeceratul face o modificare.

A doua cale. Folosind această metodă, marcajele sunt identificate prin numărul cozii primit în semnalul de răspuns atunci când se utilizează radare secundare.

Informații conexe.

Prelucrarea informațiilor radar- procesul de aducere a informațiilor primite de la radar într-o formă adecvată pentru transmiterea ulterioară.

Inițial, prelucrarea informațiilor radar a fost efectuată de operatorul radar, care a observat situația aerului pe ecranul indicatorului de afișare generală (PVI). În cel mai simplu caz, informațiile de la ieșirea dispozitivului de recepție radar au fost afișate pe ICO, iar fosforul ICO (care era un tub catodic CRT cu o scanare radial-circulară, RCR) a realizat integrarea informațiilor radar. . Pe măsură ce instrumentele de calcul s-au dezvoltat, a devenit posibil să se adauge funcția de urmărire semi-automată (semi-automată) și, ulterior, de captare automată (automat). Într-o mașină semiautomată, operatorul a legat manual traseul țintă și apoi mașina a procesat informația în mod independent și numai dacă este necesar, solicitând ajutor operatorului. În modul automat, mașina efectuează în mod independent nu numai urmărirea, ci și configurarea rutelor. Cu toate acestea, capacitățile instrumentelor de calcul nu ne permit să abandonăm complet operatorul - într-un mediu complex de zgomot, algoritmii existenți își reduc semnificativ performanța până la punctul de inoperabilitate.

Prelucrare primară

Prelucrarea unui semnal de ecou (în radarele active cu răspuns pasiv) sau a unui răspuns activ (în sisteme active cerere-răspuns, SAZO, identificare prieten sau dușman) pentru a evidenția informații utile pe fondul interferențelor naturale și artificiale

Intrare: semnal de la receptor, radarul sistemului de alimentare cu antenă (AFS).

Ieșire: poziția țintelor, dimensiunea unghiulară a acestora, azimut și distanță.

Realizat: de un dispozitiv de procesare primară (PDU) amplasat în radar;

Prelucrare secundară

Proiectat pentru a genera urme țintă pe baza datelor de la UPO. Pe baza datelor de procesare primară, se extrapolează poziția țintelor - determinându-se cursul, viteza și altitudinea acestora și prezicând poziția țintei în următoarea perioadă de revizuire. În procesul de procesare secundară, stabilitatea urmăririi țintei crește (ținta este extrapolată pentru mai multe perioade de vizualizare după ce ținta dispare, ceea ce face posibilă urmărirea țintelor cu un marcaj instabil. De asemenea, elimină țintele și urmele false. Inițial, la în momentul apariției, prelucrarea secundară a fost efectuată folosind complexe de instrumente de automatizare pentru un sistem de control automat (KSA ACS), radarele moderne efectuează în mod independent această prelucrare și, dacă este necesar, procesarea poate fi transferată la KSA la comanda operatorului său. .

Intrare: ținte obținute prin procesare primară.

Ieșire: numere ținte, coordonate, viteză, direcție, altitudine, precum și alte caracteristici în funcție de radar. Rezultatele prelucrării secundare sunt potrivite pentru emiterea de informații către consumatori (forțe antiaeriene de rachete și avioane de luptă) și sunt, de asemenea, utilizate pentru controlul altor echipamente radar, cum ar fi un radio altimetru.

Efectuat: de un operator de suport manual; KSA ASU sau PORI - un punct de procesare a informațiilor radar (la nivel de companie radar) semi-și automat.

Prelucrare terțiară

Esența: compararea informațiilor primite din mai multe surse.

Intrare: trasee țintă obținute ca urmare a prelucrării secundare din diverse surse radar, coordonatele surselor radar și caracteristicile acestora.

Prin metode matematice se clarifică și se completează informațiile, se mărește caracterul complet al datelor și stabilitatea urmăririi țintei, iar munca unui grup de echipamente radar este optimizată pentru a obține imagini radar de calitate maximă cu un consum minim de resurse, luând luând în considerare situația și mijloacele folosite. Ieșire: urmele țintei obținute ținând cont de transferul unei ținte de la un radar la altul, de acuratețea diferitelor surse etc.

Desfășurate: la nivelul batalionului tehnic radio și mai sus; manual, semiautomat sau automat de către un ofițer ACS al grupului de control de luptă sau la comanda acestuia de către un operator.

Scrieți o recenzie despre articolul „Procesarea informațiilor radar”

Un fragment care caracterizează procesarea informațiilor radar

Nu cunoștea pe nimeni și, în ciuda uniformei sale de gardieni deștepți, toți acești oameni de rang înalt, grăbindu-se pe străzi, în trăsuri deștepte, penne, panglici și ordine, curteni și militari, păreau să stea atât de nemăsurat deasupra lui, un gardian. ofițer, că nu a vrut Ei pur și simplu nu au vrut, dar nici nu au putut să-i recunoască existența. În sediul comandantului-șef Kutuzov, unde l-a întrebat pe Bolkonsky, toți acești adjutanți și chiar instructorii s-au uitat la el de parcă ar fi vrut să-l convingă că sunt mulți ofițeri ca el pe aici și că toți erau foarte obosit de ei. În ciuda acestui fapt, sau mai degrabă ca urmare a acestui fapt, a doua zi, pe 15, după prânz s-a dus din nou la Olmutz și, intrând în casa ocupată de Kutuzov, l-a întrebat pe Bolkonsky. Prințul Andrei era acasă, iar Boris a fost condus într-o sală mare, în care, probabil, mai dansaseră, dar acum erau cinci paturi, mobilier asortat: o masă, scaune și un clavicord. Un adjutant, mai aproape de uşă, în halat persan, stătea la masă şi scria. Celălalt, roșu, gras Nesvitsky, stătea întins pe pat, cu mâinile sub cap, râzând cu ofițerul care s-a așezat lângă el. Al treilea cânta valsul vienez la clavicord, al patrulea stătea pe clavicord și cânta împreună cu el. Bolkonsky nu era acolo. Niciunul dintre acești domni, după ce l-a observat pe Boris, nu și-a schimbat poziția. Cel care a scris și căruia i s-a adresat Boris, s-a întors supărat și i-a spus că Bolkonsky este de serviciu și că ar trebui să treacă la stânga pe ușă, în camera de recepție, dacă are nevoie să-l vadă. Boris i-a mulțumit și s-a dus la recepție. În sala de recepție se aflau vreo zece ofițeri și generali.
În timp ce Boris s-a apropiat, prințul Andrei, mijind ochii disprețuitor (cu acea privire deosebită de oboseală politicoasă care spune clar că dacă n-ar fi de datoria mea, n-aș vorbi cu tine nici un minut), l-a ascultat pe bătrânul general rus în ordine, care, aproape în vârful picioarelor, în atenție, cu o expresie obsechioasă de soldat pe chipul purpuriu, a raportat ceva prințului Andrei.
„Foarte bine, dacă vă rog să așteptați”, îi spuse generalului cu acel accent francez în rusă, pe care îl folosea când voia să vorbească disprețuitor și, observându-l pe Boris, nemaiadresându-se generalului (care alerga după el rugător, întrebând el să asculte altceva) , Prințul Andrey cu un zâmbet vesel, dând din cap spre el, se întoarse către Boris.
Boris în acel moment deja înțelesese clar ceea ce prevăzuse înainte, și anume că în armată, pe lângă subordonarea și disciplina care era scrisă în regulament, și care era cunoscută în regiment, și știa, mai era și alta, o subordonare mai semnificativă, cea care l-a forțat pe acest general întins, cu fața violetă, să aștepte cu respect, în timp ce căpitanului, prințul Andrei, spre plăcerea lui, i-a fost mai convenabil să discute cu ensign Drubetsky. Mai mult ca oricând, Boris a decis să slujească de acum înainte nu conform celor scrise în cartă, ci conform acestei subordonări nescrise. Acum simțea că numai datorită faptului că fusese recomandat prințului Andrei, devenise deja imediat superior generalului, care în alte cazuri, pe front, îl putea nimici pe el, steagul gărzii. Prințul Andrei s-a apropiat de el și l-a luat de mână.
— Păcat că nu m-ai găsit ieri. Am petrecut toată ziua făcându-mă cu nemții. Ne-am dus cu Weyrother să verificăm dispoziția. Nu există sfârșit în modul în care germanii vor avea grijă de precizie!
Boris a zâmbit, de parcă ar fi înțeles la ce facea aluzie prințul Andrei la fel de cunoscut. Dar pentru prima dată a auzit numele Weyrother și chiar cuvântul dispoziție.
- Păi, draga mea, mai vrei să devii adjutant? M-am gândit la tine în această perioadă.
— Da, m-am gândit, spuse Boris, roșind involuntar dintr-un motiv oarecare, să-l întreb pe comandantul șef; a fost o scrisoare către el despre mine de la prințul Kuragin; „Am vrut să întreb doar pentru că”, a adăugat el, ca și cum și-ar fi cerut scuze, „că mi-e teamă că paznicii nu vor fi în acțiune”.
- Bine! Amenda! „Vom vorbi despre toate”, a spus prințul Andrei, „să vă spun despre acest domn și vă aparțin”.