Комплексный измеритель дальности, скоростей и ускорений для радиотехнических систем летательных аппаратов

 

Комплексный измеритель дальности, скоростей и ускорений, выполненный в дискретной форме, предназначен для оценивания дальности до лоцируемого объекта, скорости и ускорения сближения с ним, скорости и ускорения лоцируемого объекта, собственных скорости и ускорения летательного аппарата. Отличительными особенностями его от подобных измерителей и достигаемым техническим результатом являются взаимная коррекция двух радиотехнических и одного нерадиотехнического фильтров; адаптация к текущим ошибкам оценивания дальности и скорости сближения; высокая точность и устойчивость сопровождения интенсивно маневрирующих объектов; высокие показатели скрытности и помехоустойчивости работы; большое время памяти при отсутствии отраженных сигналов от сопровождаемых объектов, а также низкие требования к вычислительной системе по быстродействию и объему памяти. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике, в частности может использоваться в бортовых импульсно-доплеровских радиотехнических системах (РТС) летательных аппаратов для оценивания дальности до лоцируемых объектов, а также скорости и ускорения сближения с ними, скорости и ускорения лоцируемых объектов, собственной скорости и собственного ускорения летательного аппарата.

Известны: фильтр системы слежения [1]; следящий измеритель с α-β-фильтром [2]; комплексный измеритель дальности с взаимной коррекцией [3] .

Каждый из рассмотернных в [1-3] фильтров и измерителей удовлетворяет лишь отдельным показателям эффективности радиолокационных дальномеров, не удовлетворяя всему комплексу требований, предъявляемых к современным измерителям. В соответствии с современными требованиями бортовые радиолокационные дальномеры должны с высокой точностью устойчиво (бессрывно) формировать оценки дальности до интенсивно маневрирующих объектов, скорости и ускорения сближения с ними, а также оценки собственной скорости сопровождаемого объекта [4, с. 242; 5, с. 193]. Последняя используется для экстраполяции пространственного положения сопровождаемого объекта.

Кроме того, все приведенные в [1-3] измерители обладают весьма незначительным временем памяти, что ограничивает возможность повышения скрытности работы РТС и снижает показатели помехоустойчивости при сопровождении объектов в условиях помех.

Особенностью импульсно-доплеровских РТС является то, что в таких системах, наряду с измерением дальности до лоцируемого объекта, имеется возможность измерения и скорости сближения с ним. Хотя скорость сближения и является производной от дальности, однако по своей физической природе эти два измерения различны: дальность определяется по времени запаздывания отраженного от объекта сигнала, а скорость - по изменению частоты зондирующего сигнала за счет эффекта Допплера. В связи с этим, если в рамках одного следящего фильтра использовать совместно оба эти измерения, то этот фильтр будет обладать по сравнению с рассмотренными в [1, 2] фильтрами всеми преимуществами комплексных систем [6].

В связи со сказанным к недостаткам рассмотренных в [1, 2] следящих фильтров можно отнести: низкую точность оценивания дальности и скорости сближения, низкую помехозащищенность и малое время памяти при пропаданиях отраженных от лоцириуемых объектов сигналов.

Из известных технических решений наиболее близким прототипом является комплексный измеритель дальности с взаимной коррекцией [3].

Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость и точность оценки дальности и скорости сближения маневрирующих объектов в случае его использования в импульсно-доплеровских РТС. Это связано с тем, что на больших расстояниях до лоцируемого объекта или в случае работы комплексного измерителя в сложной помеховой обстановке сигналы, поступающие от этого объекта, могут быть недоступны измерениям. При этом достаточно часто возникают ситуации, в которых при невозможности измерения дальности до лоцируемого объекта скорость сближения с ним удается измерить, поскольку измерения дальности и скорости сближения имеют различную физическую природу. В комплексном измерителе дальности с взаимной коррекцией [3] в ситуациях, когда дальность до лоцируемого объекта недоступна измерению, резко ухудшается точность оценки дальности и скорости сближения, при этом достаточно часто происходит срыв автосопровождения объекта.

Не менее важным недостатком прототипа является то, что в рамках предложенного в [3] алгоритма невозможно с приемлемой точностью оценить ни ускорение сближения, ни ускорение сопровождаемого объекта.

Таким образом, задачей изобретения является повышение точности оценки дальности до маневрирующих объектов, скорости сближения с ними и их ускорений, увеличение времени памяти, а также повышение скрытности и помехоустойчивости работы комплексного измерителя.

Поставленная задача достигается тем, что в комплексный измеритель дальности, скорости и ускорения, содержащий фильтр оценивания дальности, в состав которого входят канал оценки дальности до лоцируемого объекта, состоящий из последовательно соединенных первого вычитающего устройства, первого усилителя, первого сумматора, первого блока задержки и второго сумматора, и канал оценки скорости сближения, состоящий из последовательно соединенных третьего усилителя, третьего сумматора, второго блока задержки, третьего коммутатора, второго усилителя, и фильтра оценивания coбcтвeннoй скорости летательного аппарата (ЛА), в состав которого входят какал оценки собственной скорости летательного аппарата, состоящий из последовательно соединенных седьмого вычитающего устройства, седьмого усилителя, восьмого сумматора, пятого блока задержки, девятого сумматора, и канал оценки ускорения ЛА, состоящий из последовательно соединенных девятого усилителя, десятого сумматора, шестого блока задержки и восьмого усилителя, дополнительно введены в фильтр оценивания дальности канал адаптации к ошибкам прогноза дальности, в состав которого входят первый вычислитель, первый коммутатор, первое пороговое устройство, второй вычислитель, второй коммутатор, и канал коррекции фильтра оценивания дальности, в состав которого входят четвертый коммутатор, третий вычислитель, второе вычитающее устройство, третье вычитающее устройство и пятый коммутатор, фильтр оценивания скорости сближения, в состав которого входят канал оценки скорости сближения, состоящий из последовательно соединенных четвертого вычитающего устройства, четвертого усилителя, четвертого сумматора, третьего блока задержки, шестого коммутатора, пятого сумматора, канал оценки ускорения сближения, состоящий из последовательно соединенных шестого усилителя, седьмого сумматора, четвертого блока задержки; пятого усилителя, канал адаптации к ошибкам прогноза скорости сближения, в состав которого входят четвертый вычислитель, седьмой коммутатор, второе пороговое устройство, пятый вычислитель, восьмой коммутатор и шестой сумматор, пятое вычитающее устройство, предназначенное для формирования оценки скорости полируемого объекта, шестое вычитающее устройство, предназначенное для формирования оценки ускорения лоцируемого объекта.

На чертеже представлена схема комплексного измерителя дальности, скорости и ускорения, где: 1 - первое вычитающее устройство, 2 - первый усилитель, 3 - первый сумматор, 4 - первый блок задержки, 5 - второй сумматор, 6 - первый вычислитель, 7 - первый коммутатор, 8 - второй усилитель, 9 - первое пороговое устройство,
10 - второй вычислитель,
11 - второй коммутатор,
12 - третий усилитель,
13 - третий сумматор,
14 - второй блок задержки,
15 - третий коммутатор,
16 - четвертый коммутатор,
17 - третий вычислитель,
18 - второе вычитающее устройство,
19 - третье вычитающее устройство,
20 - пятый коммутатор,
21 - четвертое вычитающее устройство,
22 - четвертый усилитель,
23 - четвертый сумматор,
24 - третий блок задержки,
25 - шестой коммутатор,
26 - пятый сумматор,
27 - четвертый вычислитель,
28 - седьмой коммутатор,
29 - пятый усилитель,
30 - второе пороговое устройство,
31 - пятое вычитающее устройство,
32 - пятый вычислитель,
33 - восьмой коммутатор,
34 - шестой сумматор,
35 - шестой усилитель,
36 - седьмой сумматор,
37 - четвертый блок задержки,
38 - шестое вычитающее устройство,
39 - седьмое вычитающее устройство,
40 - седьмой усилитель,
41 - восьмой сумматор,
42 - пятый блок задержки,
43 - девятый сумматор,
44 - восьмой усилитель,
45 - девятый усилитель,
46 - десятый сумматор,
47 - шестой блок задержки.

В структурном плане комплексный измеритель дальности, скорости и ускорения состоит из трех взаимнокорректируемых фильтров оценивания: дальности (для формирования оценок дальности до лоцируемого объекта и скорости сближения с ним на основе измерения дальности), скорости сближения (для формирования оценок скорости сближения с лоцируемым объектом и ускорения сближения с ним на основе измерения скорости сближения) и собственной скорости ЛА (для формирования оценок собственной скорости и ускорения ЛА на основе измерения его собственной скорости), а также двух вычитающих устройств: пятого 31 и шестого 38, предназначенных для формирования оценок скорости и ускорения лоцируемого объекта соответственно на основе полученных в фильтрах оценок скорости и ускорения сближения и собственных скорости и ускорения ЛА.

В состав фильтра оценивания дальности, представляющего собой α-β-фильтр с комбинированной коррекцией прогноза (смысл которой пояснен ниже), входят: канал оценки дальности, состоящий из последовательно соединенных первого вычитающего устройства 1, первого усилителя 2, первого сумматора 3, первого блока задержки 4 и второго сумматора 5, канал оценки скорости сближения, состоящий из последовательно соединенных третьего усилителя 12, третьего сумматора 13, второго блока задержки 14, третьего коммутатора 15 и второго усилителя 8, канал адаптации к ошибкам экстраполяции дальности, состоящий из первого вычислителя 6, второго вычислителя 10, первого 7 и второго 11 коммутаторов, первого порогового устройства 9, и канал коррекции фильтра оценивания дальности, состоящий из четвертого коммутатора 16, третьего вычислителя 17, второго 18 и третьего 19 вычитающих устройств и пятого коммутатора 20.

В состав фильтра оценивания скорости сближения, представляющего собой α-β-фильтр с коррекцией прогноза (смысл которой пояснен ниже), входят: канал оценки скорости сближения, состоящий из последовательно соединенных четвертого вычитающего устройства 21, четвертого усилителя 22, четвертого сумматора 23, третьего блока задержки 24, шестого коммутатора 25 и пятого сумматора 26, канал оценки ускорения сближения, состоящий из последовательно соединенных шестого усилителя 35, седьмого сумматора 36, четвертого блока задержки 37 и пятого усилителя 29, и канал адаптации к ошибкам экстраполяции скорости сближения, состоящий из четвертого 27 и пятого 32 вычислителей, седьмого 28 и восьмого 33 коммутаторов, второго порогового устройства 30 и шестого сумматора 34.

В состав фильтра оценивания собственной скорости ЛА, представляющего собой α-β-фильтр, входят: канал оценки собственной скорости, состоящий из последовательно соединенных седьмого вычитающего устройства 39, седьмого усилителя 40, восьмого сумматора 41, пятого блока задержки 42 и девятого сумматора 43, и канал оценки ускорения ЛА, состоящий из последовательно соединенных девятого усилителя 45, десятого сумматора 46, шестого блока задержки 47 и восьмого усилителя 44.

Заявленное устройство обеспечивает выполнение следующего алгоритма.

Фильтр оценивания дальности формирует оцененные значения дальности и скорости сближения в соответствии с алгоритмом α-β-фильтрации с комбинированной коррекцией прогноза:



где
ΔД(k) = Д_и(k)-Д_э(k) (4) -
ошибка прогноза дальности, вычисляемая на основе измеренного Д_и и экстраполированного Д_э значений дальности;
α_кд и β_кд - коэффициенты усиления ошибки прогноза ΔД дальности, вычисляемые в соответствии с выражениями


- значения дальности и скорости сближения в начальный момент времени работы, когда значение дискретного времени k=0;
Д₀ - дальность до лоцируемого объекта на момент k=0 начала автосопровождения;
ΔT - интервал измерений;
α_д и β_д - постоянные коэффициенты усиления невязки;
β_корд - постоянный коэффициент, определяющий степень влияния коррекции прогноза;
ΔД_макс - максимально допустимая ошибка прогноза;
ΔД₀ - пороговое значение ошибки прогноза по дальности, при превышении которого осуществляется коррекция прогноза дальности;
- оценка скорости сближения, поступающая из фильтра оценки скорости сближения;
ψ - постоянный коэффициент, определяющий степень влияния фильтра оценивания скорости сближения на фильтр оценивания дальности.

Подстрочные индексы "д" и "v" здесь и в дальнейшем показывают принадлежность символов к фильтрам оценивания дальности и скорости сближения, соответственно.

Использование в (6) дополнительной корректирующей поправки

величина которой определяется несоответствием оцененных значений скоростей позволяет значительно повысить точность оценивания скорости сближения в фильтре оценивания дальности.

Фильтр оценивания скорости сближения формирует оцененные значения скорости сближения и ускорения сближения по измеренному значению V_сби скорости сближения в соответствии с алгоритмом α-β-фильтрации с коррекцией прогноза:



где
ΔV_сб(k) = V_сби(k)-V_сбэ(k) (10) -
ошибка прогноза скорости сближения, вычисляемая на основе измеренного V_сби и экстраполированного V_сбэ значений скорости сближения;
- оцененные значения скорости и ускорения сближения в момент начала автосопровождения;
V_сб0 - скорость сближения в момент начала автосопровождения;
α_кv и β_кv - коэффициенты усиления ошибки ΔV_сб прогноза скорости сближения, вычисляемые в соответствии с выражениями


α_v и β_v - постоянные коэффициенты усиления ошибки ΔV_сб прогноза скорости сближения;
β_корv - постоянный коэффициент, определяющий степень влияния коррекции прогноза;
ΔV_макс - максимально допустимое значение ошибки прогноза скорости сближения;
ΔV₀ - порог ошибки прогноза, при превышении которого включается поправка коррекции прогноза.

Фильтр оценивания собственной скорости ЛА, предназначенный для формирования оценок скорости и ускорения ЛА, является дискретным α-β-фильтром, алгоритм которого описывается следующими выражениями:



ΔV_ла(k) = V_лаи(k)-V_лаэ(k) (16)
где α_ла и β_{ла =} - постоянные коэффициенты усиления;
ΔV_ла - ошибка прогноза собственной скорости;
V_лаи - измеренное значение собственной скорости ЛА;
V_лаэ - экстраполированное значение собственной скорости ЛА;
- оцененное значение собственной скорости ЛА в начальный момент времени, определяемое как V_ла0;
- оцененное значение собственного ускорения ЛА в начальный момент времени.

На основе оцененных значений скорости сближения (7), ускорения сближения (8); собственных скорости (13) ЛА и ускорения (14) ЛА находят оцененные значения скорости и ускорения лоцируемого объекта в соответствии с выражениями:


Рассмотрим, как происходит формирование значений оценок отслеживаемых координат. За один интервал ΔT до начала работы комплексного измерителя в первый 3, четвертый 23 и восьмой 41 сумматоры вводят начальные значения Д₀ дальности, V_сбv0 скорости сближения и V_ла0 собственной скорости ЛА соответственно. Эти значения дальности, скорости сближения и собственной скорости задерживают на ΔT один такт в первом 4, третьем 24 и пятом 42 блоках задержки соответственно и подают во второй сумматор 5, шестой коммутатор 25 и девятый сумматор 43 соответственно. Скорость сближения V_сбv0 затем вводят в пятый сумматор 26. На выходах второго 5, пятого 26 и девятого 43 сумматоров на основе этих значений дальности и скоростей формируют экстраполированные значения _Э дальности, V_сбэ скорости сближения и V_лаэ собственной скорости ЛА, которые подают соответственно на вторые входы первого 1, четвертого 21 и седьмого 39 вычитающих устройств и на вторые входы первого 3, четвертого 23 и восьмого 41 сумматоров. После поступления на первые входы указанных вычитающих устройств измеренных значений Д_и дальности, V_сби скорости сближения и V_лаи собственной скорости ЛА на их выходах формируют ошибки прогноза ΔД (4), ΔV_сб (10) и ΔV_ла (16).

В фильтре оценивания собственной скорости ошибку прогноза ΔV_ла (16) подают на входы седьмого 40 и девятого 45 усилителей, где ее усиливают в α_ла раз и в β_ла/ΔT раз соответственно, и далее подают на первые входы восьмого 41 и десятого 46 сумматоров. На выходе восьмого сумматора 41 формируют оцененное значение (13) собственной скорости ЛА. На выходе десятого сумматора 46 формируют оцененное значение ускорения ЛА (14). Оцененные значения собственных скорости и ускорения ЛА подают потребителям. Кроме этого, оцененное значение собственной скорости ЛА подают на пятый блок задержки 42, на первый вход шестого сумматора 34 фильтра скорости сближения и на второй вход пятого вычитающего устройства 31. Оцененное значение ускорения ЛА подают на второй вход шестого вычитающего устройства 38 и на шестой блок задержки 47, с выхода которого после задержки на один такт далее подают на второй вход десятого сумматора 46 и на вход восьмого усилителя 44.

Усиленное в нем в ΔT раз оцененное значение ускорения подают на второй вход девятого сумматора 43, на выходе которого формируют в соответствии с (15) экстраполированное значение собственной скорости ЛА на следующий такт обработки, которое подают на второй вход восьмого сумматора 41 и на второй вход седьмого вычитающего устройства 39. На следующем такте обработки процедура формирования оцененных значений собственной скорости и ускорения ЛА повторяется.

В фильтре оценивания скорости сближения ошибку прогноза ΔV_сб (10) подают на входы четвертого 22 и шестого 35 усилителей, четвертого 27 и пятого 32 вычислителей и второго порогового устройства 30. Если величина ошибки прогноза ΔV_сб (10) не превышает допустимой величины ΔV₀ порогового значения ошибки прогноза, то с выхода второго порогового устройства 30 управляющий сигнал на седьмой 28 и восьмой 33 коммутаторы не поступает. В этом случае ошибку прогноза ΔV_сб усиливают в α_v раз в четвертом усилителе 22 и в β_v/ΔT раз в шестом усилителе 35. Усиленную таким образом в разных каналах ошибку прогноза далее подают на первые входы четвертого 23 и седьмого 36 сумматоров соответственно. На выходе четвертого сумматора 23 формируют оцененное значение скорости сближения (7). В канале оценки ускорения сближения на выходе седьмого сумматора 36 формируют оцененное значение ускорения сближения (8). Оцененные значения скорости и ускорения сближения подают потребителям. Кроме этого, оцененное значение ускорения сближения подают на первый вход шестого вычитающего устройства 38 и на четвертый блок задержки 37, с выхода которого задержанное на один такт обработки оцененное значение ускорения сближения подают на третий вход седьмого сумматора 36 и на вход пятого усилителя 29. Усиленное в ΔT раз в пятом усилителе 29 оцененное значение ускорения сближения подают на второй вход пятого сумматора 26. Оцененное значение скорости сближения подают на вход пятого коммутатора 20 фильтра дальности, на первый вход пятого вычитающего устройства 31 и на третий блок задержки 24, с выхода которого задержанное на один такт обработки оцененное значение скорости сближения подают на первый вход шестого коммутатора 25. На выход шестого коммутатора 25 в зависимости от того, имеется ли "признак наличия сигнала дальности" П_нсд или "признак наличия сигнала скорости" П_нсv, которые в виде постоянных напряжений подают на его коммутируемые входы, пропускают либо оценку скорости сближения сформированную на выходе третьего сумматора 13 канала дальности и подаваемую на второй вход шестого коммутатора 25, либо оценку скорости сближения сформированную в канале скорости, либо оценку скорости сближения, сформированную на выходе шестого сумматора 34 и подаваемую на третий вход шестого коммутатора 25. Логика работы здесь следующая. Если есть оба сигнала признаков П_нсд и П_нсv или только сигнал признака П_нсv, то на выход шестого коммутатора 25 подают оценку скорости сближения Если есть только признак П_нсд, то на выход шестого коммутатора 25 подают оценку скорости сближения Если отсутствуют сигналы обоих признаков, то на выход шестого коммутатора 25 подают оценку скорости сближения, сформированную на выходе шестого сумматора 34. С выхода шестого коммутатора 25 оцененное значение скорости сближения подают на первый вход пятого сумматора 26, на выходе которого формируют экстраполированное значение скорости сближения V_сбэ (9), которое подают на второй вход четвертого сумматора 23 и на второй вход четвертого вычитающего устройства 21. Введение такой логики работы шестого коммутатора 25 обеспечивает формирование точного экстраполированного значения скорости сближения V_сбэ вне зависимости от помеховой обстановки, когда в некоторых тактах обработки могут отсутствовать отраженные от лоцируемого объекта сигналы.

Если величина ошибки прогноза ΔV_сб (10) во втором пороговом устройстве 30 превысит величину ΔV₀ порогового значения ошибки прогноза, то с выхода второго порогового устройства 30 на седьмой 28 и восьмой 33 коммутаторы поступают коммутирующие сигналы. В результате этого на четвертый вход четвертого 23 и второй вход седьмого 36 сумматоров с четвертого 27 и пятого 32 вычислителей соответственно поступают ошибки прогноза ΔV_сб (10), умноженные соответственно на корректирующие поправки

и
(12),
сформированные в четвертом 27 и пятом 32 вычислителях. В результате такой коммутации коррекция оцененных значений (7) скорости и (8) ускорения сближения будет более интенсивная, адаптируемая к текущим ошибкам прогноза.

На следующем такте обработке процедура формирования оцененных значений скорости и ускорения сближения повторяется.

На выходах пятого 31 и шестого 38 вычитающих устройств в соответствии с (17) и (18) формируют оцененные значения скорости и ускорения лоцируемого объекта, которые выдают потребителям. Кроме этого, оцененное значение скорости лоцируемого объекта подают на второй вход шестого сумматора 34.

В фильтре оценивания дальности ошибку прогноза ΔД (4) подают на входы первого 2 и третьего 12 усилителей, первого 6 и второго 10 вычислителей, четвертого коммутатора 16 и первого порогового устройства 9. Если величина ΔД ошибки прогноза дальности не превышает допустимой величины ΔД_0/ порогового значения, то с выхода первого порогового устройства 9 управляющий сигнал на первый 7 и второй 11 коммутаторы не поступает. В этом случае ошибку прогноза ΔД усиливают в α_д раз в первом усилителе 2 и в β_д/ΔT раз в третьем усилителе 12. Усиленную таким образом в разных каналax ошибку прогноза далее, соответственно, подают на первые входы первого 3 и третьего 13 сумматоров. На выходе первого сумматора 3 формируют оцененное значение дальности (1). На выходе третьего сумматора 13 формируют оцененное значение скорости сближения (2). Оцененные значения дальности и скорости подают потребителям. Кроме этого, оцененное значение дальности подают на первый блок задержки 4, с выхода которого задержанное на один такт обработки оцененное значение дальности подают на первый вход второго сумматора 5. Оцененное значение скорости сближения подают на второй блок задержки 14 и второй вход шестого коммутатора 25 фильтра скорости сближения. Задержанное на один такт обработки оцененное значение скорости сближения с выхода второго блока задержки 14 подают на первый вход третьего коммутатора 15, на второй вход которого вводят оцененное значение скорости сближения с выхода шестого сумматора 34 фильтра скорости сближения. На выход третьего коммутатора выводят одно из этих оцененных значений скорости сближения в зависимости от значения "признака наличия сигнала дальности" П_нсд, подаваемого на его коммутируемый вход. Если П_нсд=1 (отраженный сигнал от лоцируемого объекта присутствует), то на выход третьего коммутатора 15 подают оцененное значение скорости сближения с выхода второго блока задержки 14, в противном случае - с выхода шестого сумматора 34. Введение такой логики работы третьего коммутатора 15 обеспечивает формирование на его выходе точного значения скорости сближения на следующий такт обработки при отсутствии отраженных от лоцируемого объекта сигналов. С выхода третьего коммутатора 15 оцененное значение скорости сближения далее подают на четвертый вход третьего сумматора 13 и на вход второго усилителя 8, где его усиливают в ΔT раз и подают на второй вход второго сумматора 5 для формирования экстраполированного значения дальности Д_э (3). Экстраполированное значение дальности Д_э далее подают на вторые входы первого сумматора 3 и первого вычитающего устройства 1.

Если величина ΔД (4) ошибки прогноза дальности в первом пороговом устройстве 9 превысит величину ΔД₀ порогового значения ошибки прогноза, то с его выхода на первый 7, второй 11, четвертый 16 и пятый 20 коммутаторы поступает коммутирующий сигнал. В результате срабатывания первого коммутатора 7 на четвертый вход первого сумматора 3 с первого вычислителя 6 поступает ошибка прогноза ΔД (4), умноженная на корректирующую поправку
(5).

В результате срабатывания второго коммутатора 11 на второй вход третьего сумматора 13 с выхода второго вычислителя 10 поступает ошибка прогноза ΔД (4), умноженная на коэффициент

формируемый во втором вычислителе 10. В результате срабатывания четвертого коммутатора 16 на первый вход третьего вычислителя 17 поступает ошибка прогноза ΔД (4). В результате срабатывания пятого коммутатора 20 на второй вход третьего вычитающего устройства 19 с выхода четвертого сумматора 23 поступает оцененное значение скорости сближения, сформированное в фильтре оценивания скорости сближения. На выходе третьего вычитающего устройства 19 формируют разность которую далее подают на второй вход второго вычитающего устройства 18, где формируют разность

Полученную разность с выхода второго вычитающего устройства 18 подают в третий вычислитель 17, где формируют дополнительную корректирующую поправку
,
которую далее подают на пятый вход третьего сумматора 13. В результате на выходе третьего сумматора 13 будет сформирована оценка скорости сближения (2), значение которой определяется несоответствием оцененных значений скоростей сближения в фильтрах оценивания дальности и скорости сближения, что значительно повышает точность оценивания скорости сближения в фильтре оценивания дальности.

Таким образом, в результате описанной выше коммутации коррекция оцененных значений (1) дальности и (2) скорости сближения будет более интенсивная, адаптируемая как к текущим ошибкам прогноза, так и к несоответствию оцененных значений скоростей сближения в фильтрах дальности и скорости сближения.

На следующем такте обработки процедура формирования оцененных значений дальности и скорости сближения повторяется.

Использование изобретения по сравнению с прототипом за счет учета текущих значений ошибок прогноза дальности и скорости сближения, а также за счет взаимной коррекции трех фильтров позволяет значительно повысить точность, устойчивость оценивания дальности и скорости сближения, а также скрытность и помехоустойчивость комплексного измерителя в целом. Значительное повышение скрытности и помехозащищенности обусловлено существенным повышением в предполагаемом изобретении времени памяти, в течение которого он формирует оценки дальности и скорости без поступления измерений. Этот эффект достигается за счет более точного прогноза положения лоцируемого объекта на основе знания собственной скорости ЛА и скорости и ускорения лоцируемого объекта на момент пропадания отраженных от него сигналов.

Кроме того, в рассмотренном комплексном измерителе формируются оценки скорости и ускорения ЛА и оценки скорости и ускорения лоцируемого объекта, что достаточно важно для современных радиотехнических систем различного назначения.

В отличие от прототипа предлагаемое устройство реализовано в цифровом виде, что более предпочтительно, поскольку современные РТС используют бортовые цифровые вычислительные машины.

Для выполнения заявленного устройства может быть использована элементная база, выпускаемая в настоящее время отечественной промышленностью.

Использованная литература
1. Фильтр системы слежения. Авторское свидетельство JP 6095138 В4, кл. 5 G 01 S 13/66, 1988.

2. Следящий измеритель с α-β-фильтром. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке 98123265/09 от 22.09.99.

3. Комплексный измеритель дальности со взаимной коррекцией. Авторское свидетельство СССР 995625 А, кл. G 01 S 13/00, 1986.

4. Меркулов В.И., Лепин В.Н. Авиационные системы радиоуправления. Ч.1, ч.2. - М.: Радио и связь, 1997.

5. Меркулов В.И. и др. Авиационные системы радиоуправления. Ч.3, ч.4. - М.: Радио и связь, 1998.

6. Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации. - М.: Радио и связь, 1985. - С. 138-141.

Формула изобретения

Комплексный измеритель дальности, скоростей и ускорений для радиотехнических систем летательных аппаратов, содержащий первое вычитающее устройство, на первый вход которого подают измеренное значение дальности от летательного аппарата до лоцируемого объекта, а выход соединен с входами первого и третьего усилителей, выход первого усилителя соединен с первым входом первого сумматора, на третий вход которого подают начальное значение дальности, а выход подключен к входу первого блока задержки, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход третьего усилителя соединен с первым входом третьего сумматора, на третий вход которого подают начальное значение скорости сближения, а выход соединен с входом второго блока задержки, выход которого подключен к первому входу третьего коммутатора, на коммутируемый вход которого подают сигнал признака наличия сигнала дальности, а выход соединен с четвертым входом третьего сумматора и входом второго усилителя, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с вторыми входами первого вычитающего устройства и первого сумматора, измеренное значение собственной скорости летательного аппарата подают на первый вход седьмого вычитающего устройства, выход которого соединен с входами седьмого и девятого усилителей, выход седьмого усилителя соединен с первым входом восьмого сумматора, на третий вход которого подают начальное значение собственной скорости летательного аппарата, а выход соединен с входом пятого блока задержки, выход которого соединен с первым входом девятого сумматора, выход девятого усилителя соединен с первым входом десятого сумматора, выход которого соединен с входом шестого блока задержки, выход которого соединен с вторым входом десятого сумматора и входом восьмого усилителя, выход которого подключен к второму входу девятого сумматора, выход которого соединен с вторыми входами седьмого вычитающего устройства и восьмого сумматора, отличающийся тем, что выход первого вычитающего устройства подсоединен также к входам введенных первого и второго вычислителей, первого порогового устройства и четвертого коммутатора, выход первого вычислителя соединен с входом введенного первого коммутатора, выход которого подключен к четвертому входу первого сумматора, выход второго вычислителя соединен с входом введенного второго коммутатора, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора, выход четвертого коммутатора подключен к первому входу введенного третьего вычислителя, выход которого соединен с пятым входом третьего сумматора, а второй вход подключен к выходу введенного второго вычитающего устройства, первый вход которого соединен с выходом третьего усилителя, а второй вход - с выходом введенного третьего вычитающего устройства, первый вход которого подсоединен к выходу третьего коммутатора, а второй вход соединен с выходом введенного пятого коммутатора, выход первого порогового устройства соединен с коммутируемыми входами первого, второго, четвертого и пятого коммутаторов, измеренное значение скорости сближения подают на первый вход четвертого вычитающего устройства, выход которого соединен с входами второго порогового устройства, четвертого и шестого усилителей, четвертого и пятого вычислителей, выход четвертого усилителя соединен с первым входом четвертого сумматора, на третий вход которого подают начальное значение скорости сближения, а выход соединен с первым входом введенного пятого вычитающего устройства, входом пятого коммутатора и входом третьего блока задержки, выход которого соединен с первым входом шестого коммутатора, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, на коммутируемые входы шестого коммутатора подают значения признаков наличия сигнала дальности и наличия сигнала скорости, а его выход подключен к первому входу пятого сумматора, выход шестого усилителя соединен с первым входом седьмого сумматора, выход которого соединен с входом четвертого блока задержки, выход которого подключен к третьему входу седьмого сумматора и к входу пятого усилителя, выход которого подключен к второму входу пятого сумматора, выход которого соединен с вторыми входами четвертого вычитающего устройства и четвертого сумматора, выход четвертого вычислителя соединен с входом седьмого коммутатора, выход которого подключен к четвертому входу четвертого сумматора, выход пятого вычислителя соединен с входом восьмого коммутатора, выход которого подключен к второму входу седьмого сумматора, выход второго порогового устройства соединен с коммутируемыми входами седьмого и восьмого коммутаторов, выход восьмого сумматора подключен к второму входу шестого сумматора и первому входу пятого вычитающего устройства, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора, выход которого подключен к третьему входу шестого коммутатора и второму входу третьего коммутатора, первый вход введенного шестого вычитающего устройства подключен к выходу седьмого сумматора, а второй вход - к выходу десятого сумматора, оцененные значения дальности, скорости сближения, скорости лоцируемого объекта, ускорения сближения, ускорения лоцируемого объекта, собственной скорости летательного аппарата и собственного ускорения летательного аппарата снимаются соответственно с выходов первого сумматора, третьего или четвертого сумматоров, пятого вычитающего устройства, седьмого сумматора, шестого вычитающего устройства, восьмого сумматора и десятого сумматора.

РИСУНКИ

Рисунок 1