Система квазіактивної локації

Винахід відноситься до наземних розподілених систем радіолокації, і призначений для визначення координат повітряних об'єктів, на підставі інформації від двох і більш пристроїв виявлення. Відомі активні системи радіолокації одно - або багато позиційні, які включають один або більше пристроїв прийому і передачі радіосигналів, які, у свою чергу, включають джерела передачі сигналів радіодіапазону, джерела прийому відбитих від повітряних об'єктів, сигналів, пристрій визначення часових характеристик сигналів і траєкторії повітряних об'єктів. (Довідник по радіолокації. Редактор М. Сколник, М. «Радянське радіо» 1978р.). Відомі системи з високим ступенем надійності знаходять повітряний об'єкт, шляхом порівняння часових характеристик сигналу від джерела випромінювання і відбитого від повітряного об'єкту, сигналу. Одним з серйозних недоліків таких відомих систем є їх уразливість від зовнішньої бойової дії. Будучи джерелом сигналу, вони, тим самим, утворюють мішень для виявлення і застосування точного удару. У зв'язку з цим, останнім часом однією з тенденцій розвитку систем радіолокації є розвиток систем пасивної локації. У пасивній локації використовуються власні випромінювання елементів мети. До випромінюючих елементів можна віднести випромінювання двигунів повітряних об'єктів, їх бортових приладів і тому подібне. Очевидно, що якщо в активних системах радіолокації при порівнянні параметрів сигналів від свого джерела випромінювання з відбитими сигналами від повітряного об'єкту, система одержує інформацію як про наявність об'єкту так і про відстань від системи до повітряного об'єкту, то в пасивних системах для визначення цих параметрів повітряного об'єкту, що летить, необхідна додаткова інформація. Відоме технічне рішення системи радіолокації згідно RU №2000101254, МПК G01S5/00, включаючи рухомий об'єкт з джерелом радіовипромінювання, координати якого необхідно визначити, і приймач відбитого сигналу від повітряного об'єкту, що відбиває, з наперед відомими координатами. При цьому вимірюють кут між прямим і відбитим сигналами рухомого джерела радіовипромінювання, а також відносної часової затримки між моментами приходу прямого і відбитого сигналів джерела радіовипромінювання. На підставі одержаної інформації вирішують задачу визначення координат рухомого об'єкту. Таку систему радіолокації складніше знайти. Проте, у разі, коли рухоме джерело радіовипромінювання продукує малопотужні сигнали, або по метеоумовах, наприклад, хмарність, потужність сигналу знизиться, виникнуть проблеми прийому прямого сигналу, не кажучи про відбитий, тобто надійність виявлення відомої системи недостатня. Крім того, це технічне рішення не можна використовувати, коли повітряний об'єкт, не випромінює сигнали радіодіапазону, який може сприймати відома система. Відома система радіолокації згідно RU № 93053240, МПК G01S5/02 «Спосіб визначення місцеположення об'єкту». Згідно відомому технічному рішенню, від об'єкту приймають електромагнітний сигнал одночасного декількома приймачами. Один з приймачів визначають за базовий. Обчислюють значення відносин амплітуд сигналів, прийнятих кожним з приймачів, що залишилися, і базовим. Висновок про місцеположення об'єкту роблять по поєднанню набутих значень відносин амплітуд. При цьому знижується залежність визначення місцеположення об'єкту від потужності випромінюваного їм сигналу. Недоліки аналогічні вищезгаданим системам - надійність виявлення цілі відомої системи недостатня, через вплив перешкод і метеоумов, а також через велику вірогідність зовсім не виявити сигналів. Відома система радіолокації згідно US пат. №5898402 МПК6 G01S5/02 від 30.05.97г. «Радіочастотна система прийому даних з широкою антенною апертурою». Відома наземна система визначення координат і характеристик випромінювання космічних і повітряних об'єктів в радіочастотному діапазоні включає набір широкосмугових вертикальних вібраторів, кожний з яких пов'язаний з центром обробки сигналів підземним коаксіальним кабелем. Сигнали, що приймаються, в приймачах перетворяться в цифрову форму і піддаються обробці в центрі системи, пов'язаному з приймачами модемною лінією, при цьому, на основі різниці фаз визначаються координати і напрям руху повітряного об'єкту. Відоме рішення знижує вірогідність не виявити повітряний об'єкт оскільки налаштоване на широкий діапазон прийому сигналів. Основним недоліком всіх вище приведених пасивних систем локації є їх залежність від діапазону і потужності сигналів, які випромінює об'єкт. Якщо параметри сигналу від об'єкту не співпадають з приймальними можливостями системи, об'єкт не буде знайдений, тобто надійність виявлення об'єкту, що летить, у відомих системах низька. Відома система локації згідно «Target tracking using television - based bistatic radar; Rowland P. Е., «ІЕЕ Proc. Radar. Sonar and Navig», 1999 (146) №3, стор.166-174, англ., „Радіолокаційне слідкування з використанням розподілених систем з ТБ-обладнанням", (прототип). Відома система використовує незалежний ТБ - передавач як джерело сигналів радіолокації для розподіленої системи. Оскільки такі сигнали мають відомі і цілком визначені характеристики, їх можна розглядати, як джерело активного опромінювання повітряного об'єкту, тобто система локації з пасивної перетворюється на квазіактивну. Схема обробки сигналів дозволяє знаходити цілі, що летять, і стежити за ними з використанням тільки несучої частоти відео - і звукового каналів ТБ - віщання. Таким чином, відома система включає джерело сигналів радіолокації у вигляді незалежного ТБ - передавача, приймальну розподілену антену, приймач несучої частоти ТБ - віщання, приймач відбитих від повітряного об'єкту, сигналів, схеми вимірювання частотних і часових параметрів сигналів, що приймаються, при заданому значенні рівня помилкових тривог, сполучені з центром визначення траєкторії об'єкту. Для визначення координат цілі використовують схеми засновані на фільтрі Калмана, для визначення швидкості і траєкторії застосована розширена схема фільтру Калмана, використовуючи як ініціюючий алгоритм Levenberg - Marguadt'a. Робота відомої системи не залежить від діапазону частот сигналів, випромінюваних повітряним об'єктом, і їх потужності, більш того, повітряний об'єкт може зовсім не випромінювати ніяких сигналів, наприклад повітряна куля. Активне, завжди існуюче, випромінювання незалежного джерела - ТБ - передавача потрапляє на повітряний об'єкт, і на приймач відомої системи. Відбитий від повітряного об'єкту, сигнал джерела система приймає із запізнюванням і по часових характеристиках визначає траєкторію повітряного об'єкту, тобто логіка роботи аналогічна активній системі радіолокації. Проте, сигнали несучої частоти ТБ - віщання, будучи по суті аналоговими сигналами схильні до впливів зовнішніх перешкод. Тому, для досягнення необхідного рівня надійності їх обробка вимагає оцифровки і складної дорогої оригінальної апаратури не тільки для захисту від перешкод і спотворень, але і для виявлення потрібної інформації і її обробки. Задачею винаходу, що заявляється, є зниження впливу перешкод і спотворень на систему квазіактивної локації і, за рахунок цього, спрощення апаратурної реалізації для виявлення і обробки інформації, за умови забезпечення високого рівня надійності виявлення повітряного об'єкту. Постановлена задача вирішується тим, що в системі квазіактивної локації, яка включає джерело випромінювання електромагнітних сигналів масового віщання, розподілені пристрої прийому, для прийому сигналів джерела випромінювання і сигналів джерела, відбитих від повітряного об'єкту, забезпечені локальними блоками визначення і порівняння часових характеристик сигналів, які підключені до центру визначення траєкторії повітряного об'єкту, що летить, згідно винаходу, пристрій прийому містить два канали прийому - канал прийому сигналів джерела випромінювання і канал прийому відбитого від повітряного об'єкту сигналів, джерела, кожний з яких включає блок прийому сигналів, сполучений з блоком виділення службових сигналів, при цьому обидва канали через інтерфейси підключені до локального блоку визначення і порівняння часових характеристик сигналів. Джерело електромагнітних сигналів масового віщання випромінює структуровані сигнали в певному стандарті. Структура сигналів обов'язково включає службові сигнали супроводу, формування і забезпечення, які складають дискретну послідовність і дозволяють з нею працювати, як з дискретним сигналом, що спрощує прийом, виявлення і обробку інформаційних сигналів, в порівнянні з прототипом. Розподілені пристрої прийому забезпечують прийом сигналів від джерела випромінювання і відбитих від повітряного об'єкту, сигналів, розподілений в часі і по території, де розміщені пристрої. Ця інформація дозволяє визначити траєкторію і швидкість повітряного об'єкту, при подальшому аналізі її в центрі. Локальний блок визначення і порівняння часових характеристик сигналів дозволяє за часом запізнювання, відбитого від повітряного об'єкту сигналу, по відношенню до сигналу джерела випромінювання, визначити не тільки наявність повітряного об'єкту, але і відстань до об'єкту. Канали пристрою прийому мають однакову структуру, оскільки приймають сигнали з однаковими параметрами, але у різний час. Блок прийому приймає і підсилює аналоговий сигнал від джерела, або відбитий сигнал. Блок виділення службових сигналів виділяє з прийнятого сигналу його службову, дискретну складову і через інтерфейс відсилає її в локальний блок визначення і порівняння часових характеристик сигналів. При цьому апаратурна реалізація аналізу дискретної структурованої інформації проста і надійна, не схильна спотворенням і впливу перешкод, що забезпечує високий рівень надійності виявлення. Точність визначення часу запізнювання відбитого службового сигналу, щодо службового сигналу від джерела, реалізується простими схемами дискретного рахунку, що, очевидно, апаратурне простіше, ніж в прототипі. Центр визначення траєкторії на підставі фрагментарної інформації, одержаної від локальних блоків визначення і порівняння часових характеристик сигналів, вирішує задачу визначення траєкторії і швидкості повітряного об'єкту. Таким чином, сукупність істотних ознак технічного рішення системи квазіактивної локації, що заявляється, дозволяє вирішити поставлену задачу - понизити вплив перешкод і спотворень на систему і спростити її апаратурну реалізацію. При цьому забезпечується високий ступінь надійності виявлення повітряного об'єкту. Унаслідок пошуку по патентній і науково-технічній літературі по відповідним рубрикам МПК і УДК, сукупність істотних ознак, яка цілком чи частково співпадала б з технічним рішенням, що заявляється, і дозволяла вирішувати поставлену задачу, не виявлено в жодному технічному рішенні. Дослідний зразок технічного рішення, що заявляється, виготовлено і проведені польові випробування. Це підтверджується прикладом конкретного виконання. На фіг.1 представлена структурна схема системи квазіактивної локації. Система квазіактивної локації включає джерело 1 випромінювання електромагнітних сигналів масового віщання, розподілені пристрої 2 прийому, для прийому сигналів 3 джерела випромінювання і сигналів 4 відбитих від повітряного об'єкту, забезпечені локальними блоками 5 визначення і порівняння часових характеристик сигналів, які підключені до центру 6 визначення траєкторії повітряного об'єкту. Пристрої 2 прийоми містять два канали прийому - канал 7 прийому сигналів джерела випромінювання і канал 8 прийому відбитого від повітряного об'єкту сигналів, джерела, кожний з яких включає блок 9 прийому сигналів, сполучений з блоком 10 виділення службових сигналів.. При цьому, обидва канали через інтерфейси 11 підключені до локального блоку 5. Система працює таким чином. Джерело 1 електромагнітних сигналів масового віщання випромінює електромагнітні сигнали в одному із стандартів. Наприклад, джерелом сигналів є ТБ - передавач в стандарті SECAM, що супроводжуються службовими сигналами кадрової і рядкової розгортки. Сигнали від джерела 4 приймаються двома каналами пристрою 2. Якщо повітряного об'єктів, немає, сигнали сприймаються тільки одним каналом 7. При появі повітряного об'єкту, сигнал приймається двома каналами 7 і 8, виділяється службовий сигнал, наприклад рядкової розгортки, на каналі 8 сигнал з'являється із запізнюванням, службовий дискретний сигнал так само виділяється блоком 10 з відповідним запізнюванням. Через інтерфейси 11 сигнали від обох каналів поступають на локальний блок 5 визначення і порівняння часових характеристик сигналів і результат порівняння, що супроводжується відповідними координатами пристрою 2 передається в центр визначення траєкторії повітряного об'єкту. На підставі інформації про наявність повітряного об'єкту, в зоні конкретного пристрою 2 з відповідними координатами, інформації про відстань від пристрою 2 до повітряного об'єкту, і часу надходження цієї інформації в центр, і подібної інформації від інших пристроїв 2, розв'язується задача про траєкторію і швидкість повітряного об'єкту, по відомим алгоритмам, наприклад, як тріангуляційна задача. Таким чином, технічне рішення системи квазіактивної локації, яке заявляється, дозволяє з високим ступенем надійності і, порівняльне простими апаратними засобами, знайти будь-які повітряні об'єкти, що дозволяє вирішувати задачі оборони і боротьби з тероризмом.