Устройство для определения характеристик объектов по локационным измерениям

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки локационных сигналов. Цель изобретения повышение точности определения характеристик объектов и увеличение помехоустойчивости в результате локации. Сущность изобретения: путем перехода в новое пространство с координатами в виде определяемых параметров и натуральных целых чисел проводят выбор из всего множества точек где, например ri расстояние до объекта в i-м наблюдении; t расстояние до объекта в i-м наблюдении, только тех точек, которые получены в результате отражений от одних и тех же элементов объекта. По полученным точкам в новом пространстве определяют искомые характеристики объекта. Устройство состоит из блоков памяти значений ri и ti цифрового генератора, двух цифроаналоговых преобразователей, двух блоков умножения, сумматора, матричного счетчика выбора максимальных значений по строкам, матричного счетчика выбора максимального значения по столбцу, блока вычислений характеристик и устройства вывода информации. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в системах обработки локационных сигналов.

Известно устройство определения характеристик объектов по локационным измерениям. Семейство точек, полученных в процессе наблюдения за объектом (r1, ti)i, где, например, ri расстояние до объекта в i-ом наблюдении; ti соответственно временная координата i-го наблюдения, аппроксимируется некоторой функциональной зависимостью, например с помощью метода наименьших квадратов, и по параметрам функциональной зависимости получают оценки характеристик исследуемого объекта.

Указанное устройство обладает недостатком. Семейство точек (ri, ti, i , полученное в результате локационных наблюдений, содержит точки информацию от различных отражающих частей объекта. Если объект имеет значительные размеры то, например, r-e координаты точек, полученных от различных частей объекта, могут существенно отличаться. Точки, полученные в результате отражения от различных частей объекта, неразличимы. Традиционно вся совокупность точек наблюдения, за исключением значительно выпадающих, поступает на обработку. Полученные характеристики объекта в силу этого имеют недостаточную точность, а в ряде случаев можно получить и недостоверную информацию об искомых параметрах.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения характеристик объектов.

Недостаток известного устройства низкая точность определения характеристик объектов.

Цель изобретения повышение точности определения характеристик объектов и увеличение помехоустойчивости в результате обработки данных, полученных по локационным измерениям.

Цель достигается тем, что из всего семейства точек (ri, ti) выделяются точки наблюдения, принадлежащие одной отражающей части объекта. Это делается следующим образом. Расстояние до объекта определяется по формуле ri= (1) где a, b, c искомые параметры.

Точность измерений ri,ti известна. Таким образом, стоит задача в пределах точности измерений ri и ti отобрать среди точек (ri, ti) такие, которые принадлежали бы одной отражающей части объекта. Переведем совокупность точек ri, ti в пространство параметров с координатами а, b, c, m, где m число точек из исходной совокупности, удовлетворяющих уравнению (1). Таким образом в новой системе координат переменными по отношению к ri и ti будут являться a, b, c.

В достаточно широкой области значений ri и ti уравнение (1) можно записать в виде riАt2 + B| i (2), то есть в виде двух прямых. Параметры этих прямых в новом пространстве с координатами А, В, m для каждой отражающей части объекта должны удовлетворять условию (2) и в пределах погрешности измерений ri и ti представляться одной точкой.

Возьмем одну точку (r1, t1) и будем менять значения параметров А, В таким образом, чтобы все время выполнялось уравнение (2). В результате в пространстве параметров мы получим прямую линию. В то же время это будет равносильно тому, что в системе координат r, t мы проведем через точку (r1, t1) множество прямых с различными значениями параметров А, В. Для всей совокупности точек (ri, ti), i в пространстве параметров мы получим некоторую поверхность. Причем в пространстве с координатами А, В, m будут выделяться точки с большими значениями m. Координаты А*, В* этих максимумов соответствуют значениям параметров прямых, проходящих через наибольшее число точек из исходного семейства.

Для прямой линии практичнее использовать ее нормальное уравнение ricos + + tisin p 0, где р расстояние от прямой до начала системы координат (0, 0); угол, образованный нормалью к прямой с осью абсцисс (t). В этом случае нет необходимости решать систему уравнений (2), а достаточно задать шаг по и по Р, выбрать V1 значений и V2 значений Р. Для каждой точки (ri, ti), задавая значения к, вычислить Pl. Затем посчитать число точек, которое попадает в интервал (к, Pl), К l Те значения (к, Pl) которые набрали достаточное число точек, превышающих фон, и будут определять нужные нам прямые линии. Далее проводится обработка информации для получения характеристик объекта.

Приближенные значения к и Pl могут быть получены традиционными методами, то есть реально рассматривается небольшой диапазон значений и Р. Естественно, что шумы при таком отборе отсекаются.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти значений ri, блок 2 памяти значений ti, цифровой генератор 3 значений к, цифроаналоговый преобразователь 4 значений к в sin к цифроаналоговый преобразователь 5 значений к в cos к, блоки 6, 7 умножения сумматор 8, матричный счетчик 9 выбора максимального значения по строкам, матричный счетчик 10 выбора максимального значения по столбцу, блок 11 вычислений характеристик, устройство 12 вывода информации.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с цифрового генератора 3 поступают на блоки 1, 2 памяти исходной информации, на преобразователи 4, 5 и на один из входов матричного счетчика 9. По каждому импульсу генератора 3 из блоков 1, 2 памяти последовательно поступают значения ri и ti, соответственно ri на блок 7 умножения и ti на блок 6 умножения. Сигналы sin к и cos к с преобразователей 4, 5 поступают на другие входы блоков 6, 7 умножения. С блоков 6, 7 умножения сигналы подаются на сумматор 8. С сумматора сигналы поступают на другой вход матричного счетчика 9. По каждому импульсу с цифрового генератора 3 в матричный счетчик 9 записывается столбец значений Pl. При этом размер матрицы определяется шагом дискретизации по и Р. С выхода счетчика 9 сигналы попадают на матричный счетчик 10 выбора максимального значения по столбцу, с выхода которого сигнал поступает на блок 11 вычислений характеристик и далее на устройство 12 вывода информации.

Все блоки и устройства, приведенные на чертеже, являются типовыми.

Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется повышением точности определяемых параметров и защитой от шумов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТОВ ПО ЛОКАЦИОННЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ, состоящее из двух блоков памяти исходной информации, сумматора, блока вычисления характеристик, выход которого подключен к входу устройства вывода информации, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два цифроаналоговых преобразователя, цифровой генератор, два блока умножения, матричный счетчик выбора максимального значения по строкам и матричный счетчик выбора максимального значения по столбцу, при этом входы блоков памяти исходной информации, входы цифроаналоговых преобразователей и один из входов матричного счетчика выбора максимального значения по строкам соединены с выходом цифрового генератора, выходы блоков памяти соединены с входами блоков умножения, другие входы блоков умножения подключены к выходам цифроаналоговых преобразователей, выходы блоков умножения соединены с входами сумматора, выход которого подключен к другому входу матричного счетчика выбора максимального значения по строкам, его выход соединен с входом матричного счетчика выбора максимального значения по столбцу, выход которого подключен к входу блока вычислений характеристик, который соединен с устройством вывода информации.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано при разработке гидроакустических дальномерных систем повышенной точности, предназначенных для работы в водоемах типа волноводов с большими дисперсионными искажениями акустических сигналов

Изобретение относится к гидроакустическим устройствам и предназначено для поиска и распознавания донных, придонных и заиленных тел (объектов)

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к определению направления движения рыбных косяков и других подводных объектов и их параметров гидроакустическими методами

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано при разработке гидроакустических дальномерных систем повышенной точности, предназначенных для работы в водоемах ограниченных размеров с большим дисперсионным искажением акустических сигналов

Изобретение относится к гидроакустике, радиолокации и статистической радиотехнике - к способам обнаружения сигнала в условиях реального канала распространения

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к гидроакустическим навигационным системам, работающим при наличии отражающих границ раздела

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к определению параметров рыбных скоплений с помощью гидроакустических сигналов

Изобретение относится к области разработки гидроакустических дальномерных средств и может быть использовано для определения местоположения подводных объектов, донных маяков ответчиков, подводных аппаратов,когда требуется повышенная точность дальномерной привязки

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обнаружения различного рода изменений в ограниченном объеме, преимущественно при разработке систем охранной сигнализации, а также систем противопожарной сигнализации

Изобретение относится к устройству для измерения расстояния с помощью ультразвука

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для идентификации малоразиерных подводных объектов по упругим свойствам материала

Изобретение относится к гидроакустике и технической акустике и может быть использовано при обнаружении шумящих объектов

Изобретение относится к технике контроля и может быть использовано для контроля скорости движущихся узлов и поверхностей технических агрегатов и технологического оборудования

Изобретение относится к гидролокации и может быть использовано в рыбном промысле

Изобретение относится к акустической локации и может быть использовано для определения местоположения, в частности для определения расстояния, пройденного вагоном-путеизмерителем относительно контрольных объектов

Изобретение относится к средствам подводной навигации и может быть использовано в составе ультракороткобазисных гидроакустических навигационных систем повышенной точности для обеспечения работы автономных и привязных необитаемых подводных аппаратов или других подводных технических средств
Наверх