Способ автоматизированного выявления компактных групп взаимодействующих воздушных объектов

Авторы патента:

Васильев Александр Владимирович (RU)

Меркулов Владимир Иванович (RU)

Сузанский Дмитрий Николаевич (RU)

Федисов Алексей Николаевич (RU)

Верба Владимир Степанович (RU)

Липатов Алексей Андреевич (RU)

G01S13/00 - Системы, использующие отражение или вторичное излучение радиоволн, например радарные системы. Аналогичные системы, использующие отражение или вторичное излучение волн, в которых длина волн или тип волн несущественны (с использованием акустических волн G01S 15/00; с использованием электромагнитных волн иных, чем радиоволны G01S 17/00).

Владельцы патента RU 2558674:

Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (RU)

Изобретение предназначено для выявления и радиолокационного сопровождения групп взаимодействующих воздушных объектов (ВО). Достигаемый технический результат - увеличение времени сопровождения групп ВО за счет более раннего их выявления. Указанный результат достигается за счет того, что с помощью радиолокационной станции измеряют наклонные дальности до наблюдаемых ВО, их азимуты, углы места и радиальные скорости, формируют интервальные оценки измеренных координат ВО с учетом ошибок их измерения, при этом множество ВО представляют в виде графа их взаимодействия, вершины которого соответствуют объектам, а ребра отражают выполнение условий возможного или достоверного взаимодействия между ними, выделяют достоверные и возможные группы объектов. Увеличение времени сопровождения групп ВО достигается за счет того, что возможные группы выявляются раньше, чем достоверные, а при кратковременном расхождении взаимодействующих ВО достоверные группы не снимаются сразу с сопровождения, а переводятся в класс возможных. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для радиолокационного сопровождения воздушных объектов (ВО).

В настоящее время радиолокационные системы (РЛС) являются основным средством обнаружения и сопровождения ВО. Все современные РЛС имеют ограниченную пропускную способность. В связи с этим в случаях массированного применения ВО, характерного для военных конфликтов последних десятилетий, количество обнаруженных ВО может превысить указанное ограничение, в результате чего РЛС не сможет в полной мере обеспечить решение поставленной перед ней задачи. Это явление известно под названием «эффекта роя» [1].

Современные способы применения авиации предусматривают широкое использование групповых действий ВО, в том числе в составе групп с малым расстоянием между объектами. В связи с этим возникает необходимость выявления таких групп ВО в процессе анализа воздушной обстановки. Кроме того, сопровождение одиночных объектов в составе таких групп, выполняемое в современных РЛС с помощью стробов отождествления, существенно осложняется из-за многократного пересечения стробов [2].

Эти проблемы могут быть преодолены путем обобщения (укрупнения) обрабатываемой и отображаемой информации о воздушной обстановке. Обобщение информации может заключаться в выявлении компактных групп (группировании) ВО, решающих общую задачу в ходе боевых действий. Выявленная группа взаимодействующих ВО может сопровождаться и отображаться как одна цель, а не как несколько целей, что позволит снизить нагрузку на РЛС и ее операторов [3].

В настоящее время группирование взаимодействующих ВО как правило выполняется вручную оператором РЛС [3], что создает для него дополнительную нагрузку.

Таким образом, задача автоматизации выявления компактных групп взаимодействующих ВО является весьма актуальной.

Известные в настоящее время способы автоматизированного группирования ВО предназначены для достижения следующих целей:

- сокращения объема информации, отображаемой для лиц, принимающих решения (ЛПР);

- облегчения определения состава группировки и выявления замысла удара средств воздушного нападения;

- сокращения объема информации, обрабатываемой вычислительными средствами и передаваемой по канала передачи данных.

Группирование как правило осуществляется с использованием следующих признаков взаимодействия ВО в составе группы [4, 5]:

- относительно малого расстояния между объектами в пространстве, обеспечивающего возможность визуального или радиолокационного контакта между ними;

- совпадения курсов и скоростей объектов в группе.

Таким образом, для группирования могут использоваться такие координаты состояния (КС) ВО, как дальности до ВО, их азимуты, углы места, радиальные скорости, прямоугольные координаты, модули скоростей и курсы. Выделяют группирование на основе первичной радиолокационной информации (РЛИ), включающей в себя наклонные дальности, азимуты, углы места и радиальные скорости ВО [3]. Группирование ВО и формирование трасс групповых объектов непосредственно по данным первичной РЛИ позволяет решить следующие задачи:

- предварительного анализа воздушной обстановки;

- исключения трудоемкой операции селекции отметок отдельных ВО, выполняющих полет в составе группы с малым расстоянием между объектами, полученных на разных обзорах воздушного пространства РЛС, необходимой для индивидуального сопровождения ВО.

Известны различные подходы к автоматизации группирования ВО. В [4] предлагается производить группирование так, чтобы обеспечить минимум отношения r_ср/R_ср, где r_ср - среднее расстояние между объектами в группе, R_cp - среднее расстояние между группами в пространстве, включающем координаты объектов, их курсы, скорости, а также признаки государственной принадлежности и т.п. Автоматическое решение данной задачи основывается на упорядоченном переборе вариантов разбиения множества наблюдаемых ВО на группы и поиске варианта, обеспечивающего минимум r_ср/R_ср. Основным недостатком этого подхода является необходимость многократного порождения вариантов разбиения множества ВО на группы.

Более простой с точки зрения реализации способ группирования предложен в [5]. Согласно этому способу множество обнаруженных ВО представляется в виде графа их взаимодействия. Вершины этого графа соответствуют наблюдаемым ВО, а ребра отражают возможность взаимодействия между парой ВО. Связные компоненты данного графа [6] представляют собой группы взаимодействующих ВО. При этом можно выделить два вида взаимодействия в составе группы:

- непосредственное взаимодействие, когда пара ВО связана ребром в графе взаимодействия;

- опосредованное взаимодействие, когда между парой ВО существует не менее одного пути в графе взаимодействия и все пути между содержат более одного ребра.

Условие непосредственного взаимодействия пары ВО формально выражается следующим образом. Пусть для ВО p и q заданы векторы их КС ${〈 x_{1}^{p}, x_{2}^{p}, \dots, x_{n}^{p} 〉}^{T}$ и ${〈 x_{1}^{q}, x_{2}^{q}, \dots, x_{n}^{q} 〉}^{T}$ соответственно. Компонентами данных векторов могут быть наклонная дальность, азимут, угол места и радиальная скорость ВО. Тогда непосредственное взаимодействие между ВО p и q возможно при выполнении следующего условия:

где ε_i - априорно заданное максимально допустимое для взаимодействующих ВО различие значений i-x КС. Значение ε_i может быть определено априорно на основе изучения опыта групповых действий авиации [7].

Единого подхода к выбору значения ε_i для различных КС в настоящее время не существует. Так, например, в [3] значения ε_i для пространственных координат ВО определяются исходя из того, что ВО взаимодействуют в составе группы на основе визуального или радиолокационного наблюдения друг друга. При этом выбор значения ε_i зависит от освещенности, метеоусловий, характеристик бортовых РЛС ВО и других факторов. С учетом этих обстоятельств в [3] для прямоугольных координат ВО на плоскости предлагается использовать значения ε_i в пределах от 200 м до 5000 м.

Таким образом, в качестве подхода для определения размеров строба группирования ВО по различным КС можно принять экспертную оценку значений ε_i.

Задача группирования ВО решается как задача выявления связных компонент графа взаимодействия ВО. В [5] показано, что наилучшим с точки зрения временных затрат алгоритмом решения данной задачи является алгоритм обхода графа в глубину [8].

Существенный недостаток описанного способа группирования ВО заключается в том, что результат проверки условий (1) может меняться при случайных изменениях разностей КС пары ВО вблизи порогового значения, вызванных ошибками их оценивания, в то время как действительного изменения состава групп ВО не происходит. В то же время, поскольку с тактической точки зрения наибольшую опасность представляют собой именно группы взаимодействующих ВО, важно, с одной стороны, как можно раньше выявлять образование таких групп, а с другой стороны, не допускать преждевременного снятия их с сопровождения в результате кратковременного расхождения ВО или случайных изменений оценок их КС.

Для преодоления указанного недостатка необходимо использовать более мягкие условия принадлежности пары ВО к одной группе, позволяющие производить оценку достоверности решения о принадлежности ВО к выявленным группам. При этом использование нескольких степеней достоверности позволит смягчить влияние случайных изменений оценок КС ВО на результат группирования. Для этого нужно представлять в явном виде неопределенность значений КС ВО, возникающую вследствие ошибок их оценивания, и учитывать ее при проверке пар ВО на принадлежность к одной группе.

В настоящее время неизвестны источники, в которых опубликованы способы группирования ВО, реализующие учет неопределенности КС ВО и оценку достоверности принадлежности ВО к выделенным группам.

Ближайшим аналогом (прототипом) является указанный выше способ группирования ВО, использующий выражение (1) в качестве условия принадлежности пары ВО к одной группе, представление множества ВО в виде графа их взаимодействия и алгоритм поиска в глубину для выявления групп ВО.

Целью заявленного изобретения является разработка способа выявления компактных групп взаимодействующих ВО, обеспечивающего учет неопределенности значений их КС в явном виде и оценку достоверности принадлежности ВО к выделенным группам.

Технический результат изобретения состоит в увеличении времени сопровождения групп ВО за счет более раннего их выявления и предотвращения преждевременного снятия с сопровождения, снижении нагрузки на операторов РЛС, получении явных оценок степени достоверности результатов группирования с учетом неопределенности КС ВО.

Технический результат достигается за счет того, что в отличие от прототипа значения числовых КС ВО представляют интервалами. Вводят три типа отношений между парами ВО (отсутствие взаимодействия, возможное взаимодействие, достоверное взаимодействие). Для задания этих отношений используют арифметические операции и отношения над интервалами [9, 10]. Все множество наблюдаемых ВО представляют в виде графа их взаимодействия с двумя типами ребер, соответствующих возможной и достоверной принадлежности пары объектов к одной группе. С помощью модифицированного алгоритма поиска в глубину выявляют возможные и достоверные группы ВО. Состав достоверных и возможных групп ВО отображают для ЛПР.

Исходными данными для группирования ВО являются оценки КС ВО, полученные в результате первичной обработки РЛИ. Информация о каждом наблюдаемом ВО p поступает в виде вектора измеренных значений его КС $x_{И}^{p} = {〈 x_{1}^{p} + ξ_{1}^{p}, x_{2}^{p} + ξ_{2}^{p}, x_{3}^{p} + ξ_{3}^{p}, x_{4}^{p} + ξ_{4}^{p} 〉}^{T}$ , где для всех $i = \bar{1.. n}$ $x_{i}^{p}$ - фактическое значение i-й КС ВО p, $ξ_{i}^{p}$ - ошибка ее измерения. Координата $x_{1}^{p}$ соответствует наклонной дальности до ВО, $x_{2}^{p}$ - азимуту ВО, $x_{3}^{p}$ - углу места ВО, $x_{4}^{p}$ - радиальной скорости ВО.

Поскольку на результат измерений КС оказывает воздействие совокупность большого количества разнообразных случайных процессов, то в силу центральной предельной теоремы можно считать распределение значений величины $ξ_{i}^{p}$ гауссовским. Тогда отклонение измеренного значения i-й КС ВО р от фактического с вероятностью, близкой к единице, не превышает $3 σ_{i}^{p}$ , где $σ_{i}^{p}$ - среднеквадратичное отклонение (СКО) величины $ξ_{i}^{p}$ .

Таким образом, каждая КС может быть представлена интервалом с нижней и верхней границами

соответственно, где ${\overset{\land}{x}}_{i}^{p} = x_{i}^{p} + ξ_{i}^{p}$ - текущая оценка i-й КС ВО p, $Δ x_{i}^{p} = 3 σ_{i}^{p}$ .

Неопределенность сравниваемых интервальных КС ВО приводит к неопределенности результатов их попарного сравнения и, как следствие, к неопределенности результата проверки условий взаимодействия пары ВО, предложенных в [5]. Для учета этой неопределенности на множестве ВО вводятся три типа отношений взаимодействия между парами ВО:

- отсутствия взаимодействия;

- возможного взаимодействия;

- достоверного взаимодействия.

Как и в прототипе данного изобретения, для представления информации о ВО и отношений между ними используется граф взаимодействия ВО G=〈V, E〉, где V - множество вершин графа, каждая из которых соответствует некоторому ВО, Е - множество ребер, отражающих наличие взаимодействия между ВО.

Однако в отличие от прототипа ребро графа может отображать уже один из двух видов непосредственного взаимодействия, а именно:

- возможное непосредственное взаимодействие;

- достоверное непосредственное взаимодействие.

В отличие от прототипа применяется следующее правило проверки наличия непосредственного взаимодействия между парой ВО р и q, полученное путем модификации условия (1) с использованием арифметических операций над интервалами [9] и отношения неравенства интервалов [10].

Если существует i∈{1, 2, …, n} такое, что $| {\overset{\land}{x}}_{i}^{p} - {\overset{\land}{x}}_{i}^{q} | > ε_{i} + Δ x_{i}^{p} + Δ x_{i}^{q}$ (см. фиг.1а), то ВО p и q не взаимодействуют.

В противном случае, если существует i∈{1, 2, …, n} такое, что $| {\overset{\land}{x}}_{i}^{p} - {\overset{\land}{x}}_{i}^{q} | \leq ε_{i} + Δ x_{i}^{p} + Δ x_{i}^{q}$ и $| {\overset{\land}{x}}_{i}^{p} - {\overset{\land}{x}}_{i}^{q} | > ε_{i} - Δ x_{i}^{p} - Δ x_{i}^{q}$ (см. фиг.1б), то ВО р и q возможно непосредственно взаимодействуют.

В противном случае, когда для всех $i = \bar{1.. n}$ $| {\overset{\land}{x}}_{i}^{p} - {\overset{\land}{x}}_{i}^{q} | \leq ε_{i} - Δ x_{i}^{p} - Δ x_{i}^{q}$ (см. фиг.1в), ВО р и q достоверно непосредственно взаимодействуют.

Кроме того, в отличие от прототипа вводятся два вида опосредованного взаимодействия, а именно:

- возможное опосредованное взаимодействие;

- достоверное опосредованное взаимодействие.

Возможное опосредованное взаимодействие между парой ВО р и q существует тогда, когда между вершинами графа взаимодействия, соответствующими объектам р и q, существует хотя бы один путь, на любом пути между этими вершинами есть хотя бы одно ребро, отображающее возможное непосредственное взаимодействие пар ВО, каждый путь между этими вершинами включает в себя более одного ребра.

Достоверное опосредованное взаимодействие между вершинами графа взаимодействия, соответствующими объектам р и q, существует тогда, когда между этими вершинами графа существует хотя бы один путь, все ребра которого отображают достоверное непосредственное взаимодействие пар ВО, и каждый такой путь включает в себя более одного ребра.

В отличие от прототипа выделяют два вида групп ВО: возможные группы и достоверные группы.

Возможной группой называется такой набор ВО, в котором имеется хотя бы одна пара ВО, которые находятся в отношении возможного непосредственного взаимодействия, но при этом не находятся в состоянии достоверного опосредованного взаимодействия.

Достоверной группой называется такой набор ВО, в котором любая пара объектов находится в отношении достоверного непосредственного или достоверного опосредованного взаимодействия.

Для выявления достоверных и возможных групп ВО в отличие от прототипа предлагается модифицированный алгоритм обхода графа в глубину, схема которого представлена на фиг.2.

На вход алгоритма подается список ВО с их порядковыми номерами и интервальными значениями КС.

Первый ВО из входного списка назначается текущим ВО. Если текущий ВО не включен в какую-либо достоверную группу, то запускается рекурсивная процедура формирования новой достоверной группы, схема которой приведена на фиг.3. Первым в данную группу включается текущий ВО. По завершении процедуры формирования группы или в случае, если текущий ВО уже был включен в какую-либо группу, проверяется, не является ли текущий ВО последним во входном списке. Если это так, то работа алгоритма завершается. В противном случае следующий ВО из входного списка назначается текущим ВО, и для него повторяется описанная процедура.

На вход рекурсивной процедуры формирования группы ВО, представленной на фиг.3, подается номер текущей формируемой достоверной группы и текущий несгруппированный ВО.

В ходе выполнения рекурсивной процедуры формирования группы пары ВО проверяются на наличие непосредственного взаимодействия. При этом формируются достоверные группы, которые при выполнении условий непосредственного возможного взаимодействия для пар ВО из разных достоверных групп объединяются в возможные группы ВО. Если обнаруживается, что для пары ВО, которые ранее были включены в одну возможную группу, выполняется условие непосредственного достоверного взаимодействия, то возможная группа ВО преобразуется в достоверную.

Для реализации предлагаемого способа автоматизированного выявления компактных групп взаимодействующих ВО с учетом неопределенности значений их КС используется типовая РЛС [11], обобщенная функциональная схема которой показана на фиг.4. РЛС включает в себя измеритель дальности (ИД), измеритель азимута (ИА), измеритель угла места (ИУМ) и измеритель радиальной скорости (ИРС), которые осуществляют измерение наклонных дальностей до ВО, их азимутов, углов места и радиальных скоростей соответственно. По сравнению с типовой РЛС добавлены: блок формирования интервальной оценки наклонной дальности до ВО (БИОД), блок формирования интервальной оценки азимута ВО (БИОА), блок формирования интервальной оценки угла места ВО (БИОУМ) и блок формирования интервальной оценки радиальной скорости ВО (БИОРС), в которые из ИД, ИА, ИУМ и ИРС поступают измеренные значения дальности до ВО ${\overset{\land}{x}}_{1}^{p}$ , азимута ${\overset{\land}{x}}_{2}^{p}$ , угла места ${\overset{\land}{x}}_{3}^{p}$ и радиальной скорости ВО ${\overset{\land}{x}}_{4}^{p}$ соответственно. БИОД, БИОА, БИОУМ, БИОРС с учетом полученных оценок КС ВО и их известных СКО формируют интервальные оценки дальности до ВО $x_{1}^{p}$ , азимута ВО $x_{2}^{p}$ , угла места ВО $x_{3}^{p}$ и радиальной скорости ВО $x_{4}^{p}$ по формулам (2) соответственно. Интервальные оценки КС ВО поступают в блок формирования списка ВО (БСВО), который составляет список ВО, присваивает им уникальные номера и передает список блоку выявления групп ВО (БВГ). БВГ выполняет процедуру выявления достоверных и возможных групп ВО и приписывает ВО номера достоверных и возможных групп, в которые они входят. БВГ передает информацию о выявленных группах ВО в блок сопровождения групп ВО (БСГ). БСГ формирует трассы групп ВО и передает информацию о них в индикатор РЛС. Индикатор выполняет отображение информации о трассах групп ВО для оператора РЛС.

В ходе проведенного компьютерного моделирования исследовалась возможность применения заявленного способа при сопровождении групп ВО. В частности, было смоделировано сопровождение групп ВО в процессе их слияния и разделения. Результаты компьютерного моделирования заявленного способа представлены на фиг.5 и фиг.6. Выявленные достоверные и возможные группы обведены эллипсами. Расстояния по осям координат на фиг.5 и фиг.6 указаны в условных величинах.

На фиг.5 показан пример выявления и сопровождения двух групп ВО в процессе их слияния в одну группу. В данном случае к достоверной группе из трех ВО присоединился одиночный ВО, также считающийся достоверной группой. На фиг.5 достоверные группы ВО обозначены кодами вида «Д_k.i», где k - номер обзора воздушного пространства, на котором выявлена данная группа, а i - уникальный номер среди достоверных групп, присвоенный ей в процессе сопровождения. Возможные группы обозначены кодами вида «B_k.i», где k - номер обзора воздушного пространства, на котором выявлена данная группа, а i - уникальный номер среди возможных групп, присвоенный ей в процессе сопровождения.

На фиг.5 видно, что в процессе сопровождения четырех ВО по данным обзоров 1-7 выявлялись и сопровождались достоверная группа 1, состоящая из одного ВО (коды группы Д_1.1-Д_7.1), и достоверная группа 2, состоящая из трех ВО (коды группы Д_1.2-Д_7.2). По данным обзоров 5-7 было обнаружено слияние достоверных групп 1 и 2 в новую возможную группу с номером 1 (коды группы В_5.1-В_7.1). В процессе дальнейшего сближения ВО из достоверных групп 1 и 2 (возможной группы 1) по данным обзора 8 было выявлено их слияние в новую достоверную группу Д_8.3. В дальнейшем эта группа сопровождалась как одна достоверная группа (коды группы Д_9.3-Д_20.3), а достоверные группы 1 и 2 были сняты с сопровождения.

Приведенный пример показывает, что сопровождение групп ВО с использованием заявленного способа их выявления позволяет обнаруживать объединение групп ВО вначале по возможному критерию, а затем по достоверному. Благодаря этому, достигается возможность более раннего по сравнению с прототипом обнаружения объединения ВО в группы.

На фиг.6 представлен пример сопровождения группы ВО в процессе отделения одного ВО от группы. Обозначения групп ВО аналогичны тем, что использованы на фиг.5.

Как показано на фиг.6, по данным обзоров 1-13 выявлялась и сопровождалась достоверная группа ВО 1 (коды группы Д_1.1-Д_13.1), состоящая из четырех ВО. Однако в процессе сопровождения один из объектов постепенно отдалялся от трех других, в результате чего на обзоре 14 было обнаружено разделение достоверной группы 1 по достоверному критерию. Были выделены новые достоверные группы 2 (1 ВО) и 3 (3 ВО) (коды Д_14.2, Д_14.3), которые образовали возможную группу 1 (код В_14.1). Достоверная группа 1 была снята с сопровождения, однако все входившие в нее объекты продолжали сопровождаться как возможная группа 1.

В ходе сопровождения ВО на обзорах 14-17 наблюдалось дальнейшее расхождение достоверных групп 2 и 3 (коды групп Д_14.2-Д_17.2 и Д_14.3-Д_17.3 соответственно), при этом продолжалось сопровождение возможной группы 1 (коды группы В_14.1-В_17.1). На обзоре 18 был обнаружен распад возможной группы 1 и она была снята с сопровождения. В дальнейшем по данным обзоров 18-20 выявлялись и сопровождались достоверные группы 2 и 3 (коды групп Д_18.2-Д_20.2 и Д_18.3-Д_20.3 соответственно).

То обстоятельство, что после разделения группы ВО по достоверному критерию она в течение некоторого времени продолжает сопровождаться как возможная группа, позволяет не допустить преждевременного снятия групп с сопровождения в результате кратковременного расхождения ВО или случайных изменений оценок их КС.

Поскольку с точки зрения тактики группы взаимодействующих ВО представляют наибольшую опасность, то возможность увеличения времени их сопровождения за счет более раннего выявления и предотвращения преждевременного снятия с сопровождения является существенным преимуществом заявленного способа по сравнению с прототипом.

Кроме того, заявленный способ в отличие от прототипа позволяет в процессе группирования ВО учитывать в явном виде неопределенность оценок КС ВО и производить оценку степени достоверности принадлежности объектов к выделенным группам. Благодаря этому появляется возможность снизить нагрузку на операторов РЛС за счет автоматизации группирования ВО, сократить объем информации о воздушной обстановке, отображаемой для операторов РЛС и обрабатываемой в РЛС, предоставлять операторам и ЛПР информацию о степени достоверности результатов группирования с учетом неопределенности КС ВО.

Литература

1. Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем. Возможности и ограничения. - М.: ИПРЖР, 2002.

2. Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. - М.: Радио и связь. 1993.

3. Верба B.C., Меркулов В.И., Дрогалин В.В. и др. Оценивание дальности и скорости в радиолокационных системах. Ч.3. / Под. ред. B.C. Вербы и В.И. Меркулова - М.: Радиотехника, 2010. - 427 с.

4. Горощенко Л.Б. Методы координированного наведения и атаки несколькими истребителями группы самолетов противника. // Полет. - 2000, №6. С.32-36.

5. Кирсанов А.П., Сорвенков О.С., Сузанский Д.Н. Методы обработки радиолокационной информации при сопровождении компактных групп воздушных объектов // Радиотехника. - 1996, №10. С.102-108.

6. Татт У. Теория графов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 424 с.

7. Федосов Е.А. Авиация ВВС России и научно-технический прогресс. Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра. - М.: Дрофа, 2005.

8. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1979. - 536 с.

9. Алефельд Г., Херцбергер Ю. Введение в интервальные вычисления: Пер. с англ. - М.: Мир, 1987. - 360 с.

10. Нариньяни А.С. Недоопределенность в системе представления и обработки знаний // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1986. №5. - С.3-28.

11. Авиационные радиолокационные комплексы и системы: учебник для слушателей и курсантов ВУЗов ВВС/ П.И. Дудник, Г.С. Кондратенков, Б.Г. Татарский, А.Р. Ильчук, А.А. Герасимов. Под ред. П.И. Дудника. - М.: Изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006. - 1112 с.

1. Способ автоматизированного выявления компактных групп взаимодействующих воздушных объектов (ВО), включающий в себя разделение наблюдаемых ВО на группы по совокупности признаков взаимодействия ВО на основании полученной радиолокационной информации (РЛИ) о расстоянии между ВО в пространстве, возможности визуального или радиолокационного контакта между ними, предусматривающий представление множества ВО в виде графа, вершины которого соответствуют наблюдаемым ВО, а ребра отображают наличие взаимодействия между парой ВО, отличающийся тем, что ребра графа могут отображать как достоверное непосредственное взаимодействие ВО, так и возможное непосредственное взаимодействие ВО, а выявляемые группы определяются как группы возможного взаимодействия (возможные группы) и группы достоверного взаимодействия (достоверные группы), значения координат состояния (КС) ВО, полученные в радиолокационной станции (РЛС) в результате первичной обработки РЛИ, в том числе наклонной дальности до ВО в измерителе дальности, азимута в измерителе азимута, угла места в измерителе угла места и радиальной скорости ВО в измерителе радиальной скорости, представляются интервалами с нижней и верхней границами вида соответственно, где:
p - идентификатор ВО, для всех
- текущая оценка i-й КС ВО p,
- фактическое значение i-й КС,
- ошибка ее измерения,
- утроенное среднеквадратичное отклонение величины при этом если для пары ВО p и q существует такое, что то ВО p и q не взаимодействуют, в противном случае если существуеттакое, что и то ВО p и q возможно непосредственно взаимодействуют, в противном случае, когда для всех ВО p и q достоверно непосредственно взаимодействуют; здесь ε_i - априорно заданное максимально допустимое для взаимодействующих ВО различие i-х КС, причем достоверной группой называется такое множество ВО, для которого между каждой парой соответствующих ВО вершин в графе существует путь, состоящий только из ребер достоверного взаимодействия, возможной группой называется множество ВО, для которого между каждой парой соответствующих ВО вершин в графе существует путь, и есть хотя бы одна пара вершин, каждый путь между которыми включает в себя хотя бы одно ребро возможного взаимодействия, при этом отнесение ВО к возможной или достоверной группе выполняется по правилу обхода графа в глубину и включает следующие операции: составляется входной список ВО с их порядковыми номерами и интервальными значениями КС; для каждого ВО из входного списка, начиная с первого, в порядке возрастания номеров, если ранее он не был включен в какую-либо достоверную группу, создается новая достоверная группа, ей присваивается уникальный номер и запускается рекурсивная процедура формирования достоверной группы, начиная с текущего ВО, заключающаяся в том, что формируемая группа обозначается как текущая группа, текущий ВО включается в текущую группу, последовательно, начиная с первого, выбираются все ВО из входного списка, если выбранный ВО не совпадает с текущим ВО и не был ранее включен в текущую достоверную группу, то если текущий ВО и выбранный ВО достоверно непосредственно взаимодействуют, то если выбранный ВО ранее не был включен ни в одну достоверную группу, то выбранный ВО включается в текущую достоверную группу и запускается рекурсивная процедура формирования текущей достоверной группы, начиная с выбранного ВО, по завершении этой процедуры, если выбранный ВО был последним во входном списке, процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка; если выбранный ВО ранее был включен в достоверную группу, отличную от текущей, то в текущую достоверную группу включается достоверная группа выбранного ВО, если выбранный ВО был последним во входном списке, то процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка; если текущий ВО и выбранный ВО возможно непосредственно взаимодействуют, то создается новая достоверная группа, ей присваивается уникальный номер и запускается рекурсивная процедура формирования новой достоверной группы, начиная с выбранного ВО, по завершении этой процедуры текущая и новая достоверные группы объединяются в одну возможную группу, если выбранный ВО был последним во входном списке, то процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка; если текущий и выбранный ВО не взаимодействуют, то если выбранный ВО был последним во входном списке, то процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка.

2. Способ автоматизированного выявления компактных групп ВО по п 1, отличающийся тем, что РЛС дополнительно содержит блок формирования интервальной оценки дальности до ВО, блок формирования интервальной оценки азимута ВО, блок формирования интервальной оценки угла места ВО, блок формирования интервальной оценки радиальной скорости ВО, блок формирования списка ВО, блок выявления групп ВО и блок сопровождения групп ВО.

Изобретение относится к технике радиолокации, радиосвязи, радионавигации и радиоуправления и может быть использовано в радиоэлектронных системах для решения задачи обнаружения сигналов.

Способ самонаведения ракеты с оружием на цель и устройство для его осуществления // 2554053

Группа изобретений относится к системам вооружения. При способе самонаведения ракеты с оружием на цель облучают цель непрерывным сигналом с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал).

Способ лазерной локации и селекции подвижной цели // 2552537

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при оптической локации быстроперемещающихся объектов. Достигаемый технический результат - повышение эффективности оптической локации и селекции высокоскоростных целей в условиях действия помех.

Способ определения состояния поверхности дороги // 2552272

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны, определяют фазовый сдвиг между падающими и отраженными волнами или изменение амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к их значениям для падающих волн, предварительно определяют, соответственно, основной фазовый сдвиг этих волн или основное изменение амплитуды (мощности) этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги.

Импульсно-фазовая радиовысотомерная система // 2551448

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в автономных бортовых радиосистемах управления посадкой летательных аппаратов. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей за счет измерения составляющих вектора скорости.

Способ определения состояния поверхности дороги // 2550778

Способ определения дальности до поверхности земли // 2550365

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных систем, предназначенных для определения дальности до поверхности земли, использующих принцип отражения радиоволн (радиодальномеры или дальномеры).

Способ защиты от импульсных помех (варианты) // 2549373

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных помех. Достигаемый технический результат - формирование признаков импульсной и, в частности, синхронной ответной помехи и ее распознавание на любой дальности.

Юстировочный щит // 2548690

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к юстировочным щитам. Юстировочный щит моделирует прямые и зеркально отраженные от земли радиосигналы, идущие от ракеты и цели на конечном участке наведения.

Приемно-передающее устройство rfid считывателя // 2544753

Изобретение относится к радиотехническим средствам приема и передачи сигналов, в частности к RFID-считывателям систем распознавания объектов. Техническим результатом является повышение чувствительности приемного канала приемно-передающего тракта считывателя за счет введенного устройства компенсации, осуществляющего компенсацию паразитного отраженного излучения в приемном канале считывателя.

Способ определения местоположения объекта навигации // 2559813

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации. Достигаемый технический результат - повышение точности определения местоположения объекта навигации с обеспечением помехозащищенности. Способ основан на излучении объектом навигации высокочастотного гармонического сигнала, приеме его в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, при этом с объекта навигации дополнительно излучают второй высокочастотный гармонический сигнал, отличающийся по частоте от первого на заданную величину, в каждой из опорных радионавигационных точек принимают этот сигнал, наряду с первым, формируют из принятых сигналов сигналы разностной частоты, передают сформированные сигналы в центральный приемный пункт, где измеряют разность фаз сигналов разностной частоты, полученных из разных опорных точек, а результаты этих измерений с учетом взаимного расположения центрального приемного пункта и опорных радионавигационных точек пересчитывают в координаты объекта навигации. 2 ил.

Способ радиолокации на малых дальностях // 2559828

Изобретение относится к способам локации на малых дальностях и может быть использовано в радиосистемах посадки летательных аппаратов, сближения и стыковки космических объектов, безопасности вождения и парковки автомобилей. Достигаемый технический результат - разработка способа локации объекта при малых дальностях с использованием прерывистого сигнала при подавлении побочных лепестков его автокорреляционной функции. Сущность изобретения состоит в том, что способ основан на использовании прерывистого импульсного сигнала, при этом выбор параметров прерывистого сигнала осуществляют исходя из требуемого подавления «дифракционных» лепестков (ДЛ) автокорреляционной функции этого сигнала, для чего определяют требуемое число Ктр подавляемых первых (ближних) ДЛ и осуществляют их подавление за счет размещения их в «нулевых» зонах автокорреляционной функции, что достигается за счет определенного выбора периода повторения этих лепестков и соответствующих длительностей, при этом Ктр может быть определено исходя из требуемой величины подавления ДЛ. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ пассивной радиолокации // 2560089

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многопозиционных системах пассивной радиолокации для определения местоположения и скорости движения радиоизлучающих объектов. Достигаемый технический результат - обеспечение измерения скорости движения объекта при одновременном увеличении точности определения координат в моноимпульсном режиме. Указанный результат достигается за счет того, что способ включает прием радиосигналов объекта в пространственно-разнесенных пунктах приема и передачу их с периферийных на центральный пункт приема, где измеряют и компенсируют разности доплеровских частот радиосигналов периферийных и центрального пункта приема. Затем, с учетом времени распространения электромагнитных волн в пункты приема, выполняют пространственно-временную обработку преобразованных радиосигналов и определяют координаты объекта, а по измеренным разностям частот и координатам объекта вычисляют вектор его скорости. 5 ил.

Способ оперативного получения радиолокационной информации и система для его осуществления // 2560934

Изобретение относится к системам разнесенной радиолокации околоземного космоса и может быть использовано для решения задач дистанционного зондирования Земли с помощью летательных и космических аппаратов. Достигаемый технический результат - расширение зоны мониторинга и обнаружения целей, повышение надежности и помехозащищенности радиолокационной системы. Указанный результат достигается за счет того, что в способе оперативного получения радиолокационной информации производят оперативное развертывание локальной радиолокационной системы на основе локальных разнесенных станций в определенном, заранее заданном районе, путем запуска в данный район носителя с отделяемыми платформами, на каждой из которых устанавливают локальную станцию с приемопередающим оборудованием, при этом используют сигналы подсвета от внешнего источника излучения или от локального источника излучения, который устанавливают на одной из отделяемых платформ или непосредственно на носителе. Радиолокационная система содержит локальную радиолокационную систему с локальными станциями приема и обработки данных, а также внешний или локальный источник излучения сигналов подсвета. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ измерения эффективной поверхности рассеяния участков крупногабаритных объектов // 2560935

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для экспериментальной оценки вклада участков крупногабаритного объекта, например авиационного турбореактивного двигателя, в интегральную величину эффективной поверхности рассеяния двигателя. Достигаемый технический результат - определение эффективной поверхности рассеяния участков объекта для различных ракурсов. Указанный результат достигается за счет того, что способ измерения эффективной поверхности рассеяния крупногабаритных объектов включает установку объекта на опорно-поворотное устройство, измерение фона, эталонирование неподвижного объекта при его полном укрытии радиопоглощающим материалом, облучение и определение мощности отраженных сигналов при вращении объекта вокруг вертикальной оси, при этом объект разбивают на участки, измеряют мощность отраженных сигналов от участков при последовательном удалении с них радиопоглощающего материала и определяют ЭПР участков, затем получают интегральную ЭПР методом сравнения измерений, проведенных в штатном состоянии и с замаскированным участком, при этом относительный вклад каждого участка объекта в интегральную ЭПР в заданном угловом секторе определяют в соответствии с выражением: где - средние значения ЭПР объекта в штатном состоянии и с замаскированным участком соответственно. В качестве радиопоглощающего материала используют материал с коэффициентом отражения электромагнитного излучения на металлической поверхности не более -20 дБ в рабочем диапазоне частот и поляризации электромагнитного излучения. 1 з.п. ф-лы.

Устройство пеленгации и сопровождения с компенсацией искажений пеленгационной характеристики системы антенна-обтекатель // 2563625

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах пеленгации и сопровождения различных объектов. Достигаемый технический результат - повышение точности пеленгации и сопровождения объектов за счет учета изменений крутизны и нелинейных искажений пеленгационной характеристики в процессе функционирования системы антенна-обтекатель. В отличие от известных устройств принципиально новый эффект уменьшения погрешностей пеленгации и сопровождения достигается путем введения устройства решения уравнения компенсации, сигнальные входы которого подключены к выходам пеленгационного приемника, а выходы подключены к входам электромеханического привода, N входов коэффициентов пеленгационной характеристики устройства решения уравнения компенсации подключены к N выходам текущих значений коэффициентов пеленгационной характеристики вычислителя аппроксимирующих сплайнов, где N - количество коэффициентов разложения пеленгационной характеристики системы антенна-обтекатель, используемых для компенсации, причем значение N выбирается равным N≥2. 2 ил.

Способ и устройство обзора пространства в рлс // 2564130

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в импульсных радиолокационных станциях (РЛС). Достигаемый технический результат - улучшение эффективности работы РЛС при флуктуациях эффективной площади рассеяния (ЭПР) обнаруживаемых объектов, а также в условиях прицельных по частоте активных шумовых помех (АШП) в дальней зоне работы при сохранении качества подавления помеховых сигналов, отраженных от местных предметов в ближней зоне работы РЛС. Указанный технический результат достигается за счет использования для обзора дальней и ближней рабочих зон РЛС двух последовательностей импульсов, которые формируют на промежуточной частоте и после смешивания их с синусоидальными сигналами высокой частоты и фильтрации преобразуют в зондирующие импульсы, при этом обзор дальней зоны производят, перестраивая поимпульсно рабочую частоту зондирующих импульсов путем изменения высокой частоты синусоидальных сигналов от такта к такту, а обзор ближней зоны - на постоянной рабочей частоте, затем принятый отраженный сигнал смешивают с высокочастотным синусоидальным сигналом своей зоны, преобразуя его на промежуточную частоту, фильтруют и, после аналого-цифрового преобразования, подвергают обработке. Устройство, реализующее способ, состоит из основной и компенсационной антенн, двух формирователей сигналов, двух смесителей, двух генераторов синусоидального сигнала, твердотельного передающего устройства, приемников основного и компенсационного каналов, коммутатора синусоидальных сигналов, устройств первичной обработки, отображения, вторичной обработки и сопряжения, с соответствующими связями. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ пассивной локации подвижного объекта // 2564995

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при пассивной локации быстроперемещающихся объектов. Достигаемый технический результат изобретения - повышение эффективности пассивной локации за счет увеличения чувствительности и помехоустойчивости локационной системы, реализации возможности пассивной локации высокоскоростного объекта в условиях действия помех. Сущность изобретения заключается в том, что в способе пассивной локации подвижного объекта, основанном на приеме сигналов, излучаемых объектом, оптимальной обработке принятых сигналов, принимают излучаемые объектом сигналы в разнесенных в пространстве точках, вычисляют взаимную корреляционную функцию (ВКФ) сигналов, принятых в разнесенных точках, предварительно осуществив компенсацию доплеровского сдвига частоты сигналов, по превышению импульсного значения корреляционной функции сигналов над порогом судят о наличии объекта в обозреваемом пространстве, при этом компенсацию доплеровского сдвига частоты принятых сигналов осуществляют путем мультипликативного преобразования частотного спектра названных сигналов, вычисление ВКФ принятых сигналов производят многократно, варьируя величину корректирующего сдвига частоты сигнала, после вычисления ВКФ сигналов выбирают выходной сигнал с максимальным импульсным значением. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Система для измерения координат объекта навигации // 2567114

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации. Система содержит два расположенных на объекте навигации передатчика высокочастотных гармонических сигналов с общей передающей антенной, три приемника этих сигналов с приемными антеннами, установленных в опорных радионавигационных точках с известными координатами, три измерительных канала (каналы формирования разностной частоты), три фазовых детектора, три аналого-цифровых преобразователя и вычислитель координат объекта навигации. Каждый из измерительных каналов содержит последовательно включенные балансный смеситель, узкополосный фильтр, усилитель-ограничитель и резонансный усилитель. Достигаемый технический результат - повышение точности определения местоположения объекта навигации и помехозащищенности системы. 2 ил.

Способ идентификации воздушных целей // 2567243

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании средств идентификации воздушных целей. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности правильной идентификации воздушных целей, обнаруженных бортовой радиолокационной станцией (РЛС) в условиях многоцелевой обстановки за счет уменьшения объема неопределенности радиолокационной системы с активным ответом (РСАО). Сущность изобретения заключается в применении в РСАО дополнительной селекции запросного сигнала по пространственным координатам обнаруженной воздушной цели, заключающейся в выделении на стороне каждого i-го воздушного судна из множества запросных сигналов, запросного сигнала, адресованного данному воздушному судну, где , I - число воздушных судов, находящихся в зоне действия самолетного радиолокационного запросчика, имеющих на борту самолетный радиолокационный ответчик. Данная процедура осуществляется путем сравнения собственных пространственных координат i-го воздушного судна и пространственных координат воздушной цели, обнаруженной бортовой РЛС запрашивающего воздушного судна, информация о которых передается в запросном сигнале, что позволяет уменьшить пространственный объем неопределенности РСАО до размеров, определяемых ошибками измерения пространственных координат обнаруженной воздушной цели, а также ошибками измерения пространственных координат собственного местоположения запрашивающего и i-го воздушных судов. 2 ил.