Пристрій фільтрації параметрів траєкторії цілі

Пристрій фільтрації параметрів траєкторії цілі, що містить послідовно з'єднані блок вимірювання дальності і вузол розширеного фільтра Калмана у складі послідовно з'єднаних блока фільтрації, блока лінеаризації, блока визначення коефіцієнта підсилення і блока екстраполяції, який відрізняється тим, що додатково введені вузол уточнення траєкторних оцінок у складі послідовно з'єднаних блока усунення неоднозначності, блока уточнення прис 3 рентних оцінок параметрів траєкторії цілі за рахунок використання більш точних даних режиму когерентної обробки. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в пристрій - прототип додатково введені вузол уточнення траєкторних оцінок у складі послідовно з'єднаних блока усунення неоднозначності, блока уточнення прискорення, блока уточнення швидкості і блока формування уточнених оцінок, та вузол оцінки швидкості за даними режиму когерентної обробки у складі послідовно з'єднаних блока фазометра, блока корелятора і блока оцінки радіальної швидкості. Вихід блока фільтрації з'єднаний з першим входом блока усунення неоднозначності, вхід вузла оцінки швидкості за даними режиму когерентної обробки з'єднаний із входом пристрою, а вихід - з другим входом блока усунення неоднозначності. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає в уточненні траєкторних оцінок похідних дальності за більш точними, але неоднозначними даними режиму когерентної обробки. На Фіг.1 приведена структурна схема запропонованого пристрою. На Фіг.2 показано вид функцій зміни дальності, радіальної швидкості та прискорення цілі, отриманих за результатами рекурентної фільтрації та режиму когерентної обробки. Запропонований пристрій фільтрації параметрів траєкторії цілі містить послідовно з'єднані блок вимірювання дальності 1, вузол розширеного фільтра Калмана 2, вузол уточнення траєкторних оцінок 7 та вузол оцінки швидкості за даними режиму когерентної обробки 12. Вузол розширеного фільтра Калмана 2 складається з послідовно з'єднаних блока фільтрації 3, блока лінеаризації 4, блока визначення коефіцієнту підсилення 5 та блока екстраполяції 6, при цьому виходи блока визначення коефіцієнту підсилення та блока екстраполяції додатково з'єднані відповідно з другим та третім входами блока фільтрації 3. Вузол уточнення траєкторних оцінок 7 складається з послідовно з'єднаних блока усунення неоднозначності 8, блока уточнення прискорення 9, блока уточнення швидкості 10 та блока формування уточнених оцінок 11, при цьому виходи блока усунення неоднозначності та блока уточнення прискорення додатково з'єднані з другими входами відповідно блока уточнення швидкості та блока формування уточнених оцінок. Вузол оцінки швидкості за даними режиму когерентної обробки 12 складається з послідовно з'єднаних блока фазометра 13, блока корелятора 14, блока оцінки радіальної швидкості 15, при цьому вхід вузла з'єднаний зі входом пристрою, а вихід вузла - з другим входом блока усунення неоднозначності 8. Входом пристрою є входи блока вимірювання дальності 1 та блока фазометра 13, а виходом пристрою - вихід блока формування уточнених оцінок 11. Робота запропонованого пристрою полягає у наступному. На вхід блока вимірювання дальності 1 надходять луна-сигнали від цілей, які використовуються 52405 4 для отримання одиночних вимірів дальності Ri в моменти часу ti, де і=1, 2, ...s. В вузлі розширеного фільтра Калмана 2 здійснюється фільтрація вимірів Ri з отриманням реку рентних оцінок параметрів траєкторії R ТР , RТР ,  RТР у відповідності із співвідношеннями для розширеного фільтру Калмана [2], тобто побудова траєкторії цілі на момент часу t0: 1   R ТР t R ТР R ТР t t 0 R ТР t t 0 2 ,(1) 2 Для балістичних об'єктів визначається третя похідна на основі функціональних залежностей між параметрами балістичної траєкторії [3]:   R R  RТР 3 ТР ТР . (2) RТР Когерентна обробка здійснюється в вузлі оцінки швидкості 7. Для цього в блоці фазометра 13 в межах m-ой когерентної пачки із N сигналів формуються значення фази сигналів відносно фази зондуючого сигналу (чи сигналу когерентного гетеродина) φi. Отримана функція фази визначається параме  трами руху цілі R 0 , R , R : 2 f i 2R i c 4  R ti R0 tm 1  R ti 2 t m 2 , (3) де - довжина хвилі; і = 1,2,...N. Оцінка радіальної швидкості цілі за даними ко герентної обробки Rkm , на поточний момент часу tm здійснюється методом кореляційної обробки отриманої функції фази φi. Для цього в блоці корелятора 14 обчислюються значення кореляційного інтегралу j, як результат порівняння функції фази φi з набором із J опорних (еталонних) функ  цій фази з відомими параметрами R оп j , R оп j . j 1 N оп ij 2 N sin i i 1 4  Rоп j ti оп ij tm 2 N cos i i 1 1  Rоп j ti 2 оп ij tm 2 ; j ;(4) 1 2 ...J . ,   За оцінку швидкості Rkm , і прискорення Rkm , за даними режиму когерентної обробки приймаються параметри тієї (r-ой) опорної функції, при порівнянні з якою отримано максимальне значення кореляційного інтегралу r= mах:     Rkm Rоп r ; Rkm Rоп r .   Точні оцінки Rkm , Rkm формуються в блоці 15. Діапазон однозначного вимірювання радіальної швидкості в режимі когерентної обробки складає  R0 , 2T де Т - період слідування імпульсів.  При =2м, Т=40мс отримаємо R 0 25 м . с Діапазон реальних швидкостей цілей значно  більший, тому використання оцінок Rkm для уточ 5 52405 нення траєкторних параметрів можливо із усуненням їх неоднозначності, яке здійснюється в блоці 8 вузла уточнення траєкторних оцінок 7:   R R 1    Rk0m Rkm E ТРm  km R0 , (5) 2 R0 де Е[∙] - ціла частина числа [∙]. Отримані в ході траєкторної обробки оцінки   похідних дальності RТР , RТР уточнюються L  вимірами Rk 0m за даними когерентної обробки. Спочатку уточнюються значення прискорення  RТР (ступінь кривизни функції R(t), чи кут нахилу  функції R( t )) . Для цього в блоці 9 здійснюється кореляційна    обробка розносної функції Rm Rk 0m RТРm : Qr 1 L 2 exp j  L R0 m 1  Rm  Rоп m ; (6) 1  Rтр tm t0 2 . 2  Кореляційна обробка функції R m здійснюється за рахунок порівняння її з набором із М опо рних функцій Rоп rm , які мають різні кути нахи Rтр m  Rтр  Rтр tm лу, тобто різні параметри t0  Rоп rm :   Rоп rm Rоп r tm t0 ,      Rоп 1 0 ; Rоп 2 R; Rоп 3 R;   Rоп 4 2 R . Дискретність зміни параметра прискорення  R визначається часом супроводження с і діапазоном однозначного вимірювання радіальної швидкості:  R0  R . c  Наприклад, при R 0 25 м та с=25 с в діас   м пазоні аналізу R відносно R тр отри4 с2  , маємо R 10 м , J=9. с2  За поправку прискорення R у до значення   оцінки RТР приймається параметр Rоп r тієї опорної функції, при порівнянні з якою отримане максимальне значення кореляційного інтегралу: Q max max Q r . r 6 В блоці 10 здійснюється уточнення траєктор ної оцінки радіальної швидкості цілі R тр даними режиму когерентної обробки. Відповідна поправка  R у розраховується за співвідношенням: L sin i  R0 arctg m 1 ; L 2 cos i m 1  Ry (7) 2  R   Rm R y tm t0 . 0 При цьому попередньо віднімається складова за рахунок прискорення. В блоці 11 остаточно уточнюються траєкторні оцінки похідних дальності:    Rтр y Rтр Ry; i    Rтр y Rтр Ry. На вихід пристрою видаються параметри траєкторії цілі, отримані в ході рекурентної фільтрації, які уточнені даними режиму когерентної обробки, з усуненням неоднозначності їх відліку. Послідовність включення в роботу окремих блоків пристрою та їх взаємодія визначається сіткою керуючих і синхронізуючих імпульсів, "прив'язаних" до сітки частот синхронізатора РЛС (вузол синхронізації і керування на схемі пристрою не показаний). Точність оцінки за даними когерентної обробки  складає величину Rк  Rк . 2NT При =2м, N=16, Т=40мс отримаємо  м . R к 1,56 с Тобто більш точні дані режиму когерентної обробки дозволяють підвищити точність оцінки параметрів траєкторії, які отримані за результатами рекурентної фільтрації. Джерела інформації: 1. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию - К.: КВІЦ, 2000 - С. 204. 2. Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей. / Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1993. - С. 119. 3. Саврасов Ю.С. Алгоритмы и программы в радиолокации - М.: Радио и связь, 1985 - 216с. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 52405 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601