Пристрій для супроводження цілей

Пристрій для супроводження цілей, що містить послідовно з'єднані блок визначення координат, блок фільтрації, блок визначення коефіцієнта підсилення, блок екстраполяції, блок формування нев'язок, блок фільтрації нев'язок і блок виявлення та визначення характеристик маневру, який відрізняється тим, що додатково введені вузол когерентної обробки у складі послідовно з'єднаних блока фазометра, блока корелятора і блока формування оцінки прискорення та вузол непараметричної обробки у складі послідовно з'єднаних бло U 1 3 блок визначення координат, блок фільтрації, блок визначення коефіцієнта підсилення, блок екстраполяції, блок формування нев'язок, блок фільтрації нев'язок та блок виявлення і визначення характеристик маневру, додатково введено вузол когерентної обробки у складі послідовно з'єднаних блока фазометра, блока корелятора і блока формування оцінки прискорення, та вузол непараметричної обробки у складі послідовно з'єднаних блока формування опорних траєкторій, блока формування вибірок розходжень, блока ранжування та блока тестування. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі, полягає в підвищенні достовірності виявлення і точності оцінки інтенсивності маневру та відповідної корекції параметрів фільтра і уточненні оцінок параметрів траєкторії цілі, що маневрує. Позитивний ефект досягається за рахунок використання когерентної обробки та непараметричного методу аналізу. На фіг. 1 приведена структурна схема запропонованого пристрою. Запропонований пристрій для супроводження цілей містить послідовно з'єднані блок визначення координат 1, блок фільтрації 2, блок визначення коефіцієнта підсилення 3, блок екстраполяції 4, блок формування нев'язок 5 блок фільтрації нев'язок 6 і блок виявлення та визначення характеристик маневру 7, вузол когерентної обробки 8 у складі послідовно з'єднаних блока фазометра 9, блока корелятора 10 і блока формування оцінки прискорення 11, вузол непараметричної обробки 12 у складі послідовно з'єднаних блока формування опорних траєкторій 13, блока формування вибірок розходжень 14, блока ранжування 15 і блока тестування 16. Вихід блока визначення координат додатково з'єднаний із другими входами блока формування нев'язок і блока формування вибірок розходжень. Виходи блока визначення коефіцієнта підсилення та блока екстраполяції додатково з'єднані із входами блока фільтрації, вихід блока виявлення та визначення характеристик маневру - із другими входами блока фільтрації, блока визначення коефіцієнта підсилення і блока екстраполяції. Вхід блока фазометра з'єднаний із входом пристрою, вихід блока формування оцінки прискорення з'єднаний з другим входом блока виявлення та визначення характеристик маневру. Вхід блока формування опорних траєкторій з'єднаний із виходом блока фільтрації, а вихід блока тестування - з третім входом блока виявлення та визначення характеристик маневру. Входом пристрою є вхід блока визначення координат, а виходом - другий вихід блока фільтрації. Робота запропонованого пристрою полягає у наступному. На вхід пристрою надходять луна-сигнали від цілей y(tі), за якими в блоці 1 визначаються координати цілей хі (параметри позначок супроводження). В блоці фільтрації здійснюються рекурентна фільтрація позначок із визначенням поточних оціˆ x нок параметрів траєкторії цілі і та кореляційної 67301 4 матриці помилок і відповідно із співвідношення ми лінійного фільтра Калмана. Зокрема, для координати х [1]:  xі  x еі  k ni ( xi  x еі ) , (1) xe де - екстрапольоване значення параметра; k ni - коефіцієнт підсилення фільтра, який визначається помилками вимірювання координат 2 2 (дисперсії x ), помилками екстраполяції ( xe ) та можливим прискоренням маневру. Значення коефіцієнта підсилення та екстрапольовані значення визначаються відповідно в блоках 3 і 4: ˆ  ˆ xei  xi1  xi1( ti  ti1) ; (2) 2 xe k ni   2   2 . (3) xe x В блоці 5 формуються поточні значення нев'яz зок i : zi  xi  x еі . (4) При нормальному законі розподілу помилок вимірювань із середнім Mx  0 нев'язки також розподілені за нормальним законом з Mz  0 . Тому при маневрі цілі з'являється складова g нев'язки за рахунок прискорення маневру м [3]: 1 zi  gì T 2 (k  m)2 , (5) 2 де k , m - номери циклів супроводження - поточного та початку маневру. Виявлення маневру та визначення його характеристик здійснюються в блоці 7, для цього викоz ристовуються значення нев'язок i , які обробляються в фільтрах 6, налаштованих на різні значення послідовності складових  x різні прискорення маневру j : z ij , тобто на k Ф(  j )  x h i 1 де hij j k i  z i , (6) - імпульсна характеристика j - го фільт ра. Параметри фільтра, на виході якого отримано Ф( j ) x максимальне значення , визначають оцінку ˆ прискорення маневру gÌÔ . g g При МФ пор приймається рішення про наявність маневру. Для підвищення точності та достовірності інформації щодо маневру цілі, при збільшенні значення нев'язки, додатково призначаються режим когерентної обробки послідовності з N радіоімпу льсів з періодом k . В блоці фазометра вимірюються значення функцій фази сигналів когерентної 5 пачці 67301 i , які визначаються параметрами траєктоR рії цілі, зокрема дальністю 0 та її похідними   швидкістю R і прискоренням R : 4 1   i  [R 0  R( t i  t 0 )  R( t i  t 0 )2 ]  2 . (7) ˆ  де R T - поточна оцінка швидкості, як параме тра траєкторії цілі;  Rj - параметр за прискоренням для j -ої еталонної функції фази; ,   R   jR ; j  0,12......M . j Порівняння здійснюються в блоці корелятора 10 за рахунок обчислення M значень кореляційB ного інтегралу j : Bj  1 [ N N  2 N sin( i   em ji )]  [ i 1  cos( i   em ji )] i 1 , (9) За оцінку прискорення маневру за даними ко R ˆ g герентної обробки мк приймається параметр j тієї (r-ої) еталонної функції, при порівнянні з якою отримане максимальне значення кореляційного інтегралу:  ˆ Br  max{ B j } ; g ìê  Rr . (10) j У склад пристрою додатково включено вузол непараметричної обробки 12, в якому при розходженні фільтра (збільшенні помилок фільтрації позначок) здійснюється оцінка параметрів супроˆ  воджуваної траєкторії (швидкості x та прискоренˆ x ня маневру   g ) з використанням непараметMH ричного методу аналізу. Непараметричні методи можуть бути більш ефективними, якщо закон розподілу помилок вимірювань відрізняється від норx мальних. Для цього вибірка позначок i за М останніх циклів супроводження порівнюється з j x oi вибірками позначок , які відповідають j  12,.....J опорним траєкторіям цілі з різними па,   x x раметрами за швидкість j та прискоренням j : 1 j   ˆ xoi  x T  ( xT  x j )( ti  to )   j ( ti  to )2 , (11) x 2 Параметри опорних траєкторій вибираються відносно оцінок параметрів супроводжувальної ˆ  ˆ траєкторії x T , x T і відрізняються за швидкістю, та прискоренням маневру:   x j  n  x; n  12,...N ,  j  l  x; l  12,...L  x , j  12,...J ; J  N  L ,  x j  j x Параметри j -ої траєкторії o ; o , яка в найбільшій степені відповідає отриманої вибірці позначок, приймаються за оцінки параметрів траєкторії цілі: 6 ˆ ˆ  j x x T  x0 ; T  0  gMH . (12) xj Формування опорних траєкторій здійснюється в блоці 13. Степінь розбіжності опорних траєкторій і траєкторії цілі характеризують вибірки розходжень j  ij  x i  x oi , які формуються в блоці 14. Далі в блоці 15 здійснюється ранжування елементів вибірок [4]: M R ij   sgn(  j i  r ) i i 1 , (13) , 1 якщо sgn   , 0, якщо де j  12,...J ; 0 ; 0 R ij - ранги і - го елемента j -ої вибірки. Для прийняття рішення, яка опорна траєкторія (наприклад, з номером s) відповідає траєкторії цілі, використовуються рангові тести виду: M Gj  R j i i 1 ; (14) чи тести рангової кореляції: M Gj  i  R j i i 1 . (15) Gs  min{G j } jJ Тоді j  s при . При виконанні умови (14) забезпечується мінімум сумарного розходження позначок від опорної траєкторії. Ранговий тест виду (15) додатково ураховує зміну рангів в часі (сходимість позначок відповідно опорної траєкторії). Отримані оцінки похідних (12) використовуються далі для корекції (уточнення) оцінок параˆ ˆ  метрів траєкторії цілі ( x, x, x e ) і параметрів філь k трів (коефіцієнта підсилення n ) в блоках 2,3, 4. На виході пристрою видаються уточнені оцінки параметрів цілі, що маневрує. додатково ураховує зміну рангів в часі (сходимість позначок відповідно опорної траєкторії). Отримані оцінки похідних (12) використовуються далі для корекції (уточнення) оцінок параˆ ˆ  метрів траєкторії цілі ( x, x, x ) і параметрів фільe kn трів (коефіцієнта підсилення ) в блоках 2,3, 4. На виході пристрою видаються уточнені оцінки параметрів цілі, що маневрує. Джерела інформації:. 1. Кузьмин С. З. Цифровая радиолокация. Введение в теорію. - К.: КВІЦ, 2000,250 с. 2. Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокацонной информации. Сопровождение целей. / Пер. С англ. - М.: Радио и связь, 1993.-225 с. 3. Саврасов Ю.С. Алгоритмы и программы в радиолокации. - М: Радио и связь. 1985.-216 с. 4. Лапий В.Ю., Калюжный А.Я., Красный Л.Г. Устройства ранговой обработки информации. - К.: Техника, 1986.-120с. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 67301 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601