Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах



Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах
Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах

Владельцы патента RU 2686482:

Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (RU)

Изобретение относится к радиолокации и радиоуправлению и может быть использовано при модернизации существующих и разработке перспективных радиолокационных систем. Достигаемый технический результат: повышение достоверности ранжирования воздушных целей при решении задач многоцелевого сопровождения и целераспределения. Предлагаемый способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно управляющих системах заключается в том, что на основе измерений дальности Диi от защищаемого объекта до цели, скорости сближения Vсбл.i с нею и трансверсальной (переносной) скорости цели Vпер.иi формируется последовательность отранжированных по степени опасности номеров целей. Отличительной особенностью предлагаемого способа является формирование последовательности отранжированных целей в два этапа, первым из которых является формирование упорядоченных по критерию последовательности расстояний максимального сближения, а вторым - формирование отсортированной по критерию последовательности расстояний максимального сближения. Предложенный способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности, основанный на учете как пространственных, так и временных их связей с защищаемым объектом, позволяет обеспечить существенно более высокую достоверность принятия решения об опасности тех или иных целей. 5 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к радиолокации и радиоуправлению и может быть использовано при модернизации существующих и разработке перспективных радиолокационных систем. Достигаемый технический результат: повышение достоверности ранжирования воздушных целей при решении задач многоцелевого сопровождения и целераспределения.

Специфические задачи ранжирования воздушных целей (ВЦ) по степени важности относятся к классу задач распознавания объектов. Как известно, распознавание представляет собой процедуру отнесения исследуемого объекта, описываемого совокупностью наблюдений, к одному из взаимоисключающих классов. В общем случае при распознавании ВЦ по важности различают опасные, благоприятные для атаки, неопасные и другие типы этого класса целей [1]. Однако наиболее важными, как правило, считаются опасные цели.

В современных авиационных радиоэлектронных комплексах (РЭК) ранжирование ВЦ по важности обычно осуществляется по данным бортовых радиолокационных систем (БРЛС), а также систем радиотехнической разведки (СРТР) и оптико-электронных систем (ОЭС) [2]. При этом следует отметить, что по мере развития технических средств и совершенствования способов ведения радиоэлектронной борьбы при ранжировании ВЦ по важности неуклонно возрастает роль СРТР и ОЭС.

Необходимость ранжирования ВЦ по важности на борту истребителей и многофункциональных самолетов обусловлена, в частности, тем, что число имеющихся управляемых ракет (УР) в общем случае меньше числа одновременно сопровождаемых БРЛС целей в режиме многоцелевого сопровождения (МЦС). В связи с этим возникает задача определения очередности применения УР по сопровождаемым ВЦ, от решения которой непосредственно зависят не только эффективность их поражения, но и собственная безопасность самолета.

В качестве прототипа изобретения был выбран способ ранжирования по критерию обеспечения собственной безопасности на основе оценивания подлетного времени tв, оставшегося до встречи с целью. В соответствии с этим критерием наиболее опасной можно считать цель, для которой имеет место минимальное значение величины [2]:

где Диi - измеренное значение (или оценка) дальности до i-й цели; Vсбл.иi - измеренное значение (или оценка) скорости сближения с ней. Расчеты выполняются для всех N целей, которые ранжируются в порядке возрастания tвi и соответственно уменьшения степени их опасности.

Недостатком предложенного в прототипе способа ранжирования является отсутствие учета кинематических связей цели с защищаемым объектом, что приводит к низкой достоверности результатов ранжирования.

Технический результат, который может быть получен от использования предлагаемого изобретения, заключается в возможности осуществления достоверного автоматического ранжирования (распределения) целей по степени опасности при решении задач многоцелевого сопровождения и целераспределения.

Заявленный технический результат достигается за счет учета кинематики относительного движения ВЦ и самолета, а также специфики функционирования БРЛС в режиме МЦС при отсутствии внешнего целеуказания.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в разработке нового способа двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно-управляющих системах, которой состоит в следующем.

При выборе исходной математической модели программируемого МЦС было учтено, что ориентация соответствующей оси антенной СК (и, v соответственно, диаграмм направленности антенных решеток БРЛС) в этом режиме осуществляется в дискретные моменты времени в заданных циклах в соответствии с выбранной логикой программируемого обзора. Движение самолета (точка О) и i-й ВЦ (точка Цi) в пространстве задано векторами абсолютных (земных) скоростей соответственно Vc и Vцi, а их взаимное положение - вектором дальности Дi (фигура 1).

При использовании гипотезы о постоянстве относительной скорости Vцсi= Vцi-Vc=const показатели промаха dсбл.i и времени сближения tсбл.i определяются по формулам:

где - модуль векторного произведения Vцсi(t) и Дi(t);

; t - расчетный момент времени.

Как следует из формул (2), (3), для определения показателей dсбл.i и tсбл.i необходимо знать векторы Vцi, Vc и Дi. Из качественного анализа формул (2), (3) и фигуры 1 следует, что показатели dсбл.i и tсбл.i зависят не только от величины (модулей) векторов, но и от их взаимной ориентации в пространстве (от угла βi), а также от времени расчета t.

Так, при βi→0 показатель dсбл.i →0 (см. рис. 1), при этом степень опасности ВЦ возрастает. Когда угол βi достигнет значения βi=0, показатель dсбл.i=0, модуль вектора относительной скорости и время достижения максимального сближения цели с самолетом принимает максимальное из возможных значений и совпадает с (1).

Следовательно, по мере роста угла βi при показатель dсбл.i возрастает, показатель tсбл.i уменьшается и соответственно уменьшается степень опасности ВЦ и наоборот. Из вышеизложенного следует, что оба показателя могут быть использованы при определении степени опасности ВЦ, однако показатель dсбл.i(t) в силу большей физической наглядности целесообразно принять в качестве основного (более важного), а показатель tсбл.i(t) - в качестве дополнительного (менее важного).

При ранжировании ВЦ по важности был использован метод субъективного свертывания показателей [2], при котором осуществляется упорядочение показателей по важности, а именно показатели wk, , выстраиваются в ряд в порядке убывания их важности [2]. При этом используется следующий критерий: альтернатива является наилучшей, если она лучше всех рассматриваемых альтернатив по наиболее важному показателю. Следующий по важности показатель привлекается для сравнения альтернатив лишь в случае равенства оценок альтернатив по показателю более высокого уровня.

Поскольку приоритетной является задача обеспечения собственной безопасности самолета, то, в соответствии с вышеуказанным методом субъективного свертывания показателей, ранжирование ВЦ по степени опасности осуществляется с использованием как более важного по последствиям показателя dсбл.i, так и менее важного tсбл.i по критериям

где tнр - момент начала этапа ранжирования ВЦ, используемый при расчете этих показателей по формулам (2), (3); Ki(tнр) - коэффициент пропорциональности.

При этом формулы (2), (3) для вычисления показателей dсбл.i и tсбл.i по данным БРЛС в режиме программируемого МЦС принимают вид:

где индексы «и» - соответствуют измеренным значениям на момент начала ранжирования.

На фигуре 2 представлены нормальная земная O0XgYgZg, нормальная подвижная OXgYgZg и антенная OXaYaZa СК. Положение i-й ВЦ (точка Цi) и самолета (точка О) в нормальной земной СК определяется векторами Дцi(t) и Дс(t). Относительное положение цели и самолета характеризуется вектором Дi(t), так что выполняется векторное соотношение:

С БРЛС связана антенная СК OXaYaZa с началом в ЦМ самолета, вращающаяся вокруг ЦМ относительно нормальной СК OXgYgZg с угловой скоростью Ωai(t). В антенной СК БРЛС автоматически измеряет для каждой ВЦ дальность до цели Дi(t), скорость ее изменения углы бортовых пеленгов цели в азимутальной ϕгi(t) и угломестной ϕвi(t) плоскостях, причем углы ϕгi(t) и ϕвi(t) характеризуют отклонение ЛВ i-й ВЦ в антенной СК относительно осей связанной СК OXYZ (рис. 3).

Кроме того, вычисляются угловые скорости ωгi(t)=dϕгi(t)/dt и ωвi(t)=dϕвi(t)/dt. Для определенности координатных преобразований переход к антенной системе координат осуществляется путем последовательных поворотов на углы ϕвi и ϕгi против часовой стрелки.

Продифференцировав по времени левую и правую части векторного соотношения (9), получим [5]:

где Vцi(t)=dДцi(t)/dt - вектор земной скорости i-й ВЦ, т.е. вектор абсолютной скорости движения точки Цi; Vк(t)=dДc(t)/dt - вектор земной скорости самолета, т.е. вектор абсолютной скорости движения точки О; Vцсi(t)=dДi(t)/dt - вектор относительной скорости самолета и цели, определяемый в СК O0XgYgZg (абсолютная производная вектора Дi(t)).

Согласно правилу дифференцирования векторов во вращающейся СК, абсолютная (полная) производная вектора Дi(t) имеет вид:

где - вектор относительной скорости точки Цi (локальная производная); Ωai(t) - вектор угловой скорости вращения антенной СК при сопровождении i-й ВЦ относительно СК OXgYgZg.

Подставив (11) в выражение (10), получим:

Согласно (12), наблюдение (измерение) можно записать в форме:

Выразим векторы, входящие в (13), через их проекции на оси антенной СК OXaYaZa. В результате получим:

где i, j, k - орты СК OXaYaZa (рис. 2, 3).

Проекции векторного произведения Ωаиi(t)×Диi(t) на оси антенной СК могут быть получены в результате раскрытия определителя

С учетом выражений (13), (14) и (15) система скалярных соотношений измерений, соответствующих векторному выражению (13), приводится к виду:

При определении параметров движения ВЦ с помощью БРЛС входящие в (16) измеренные значения Ωazиi(t) и Ωayиi(t) проекций вектора Ωаиi (t) обычно вычисляются на основе измерений углов ϕгиi(t) и ϕвиi(t), угловых скоростей ωгиi(t) и ωвиi(t), а также угловых параметров, характеризующих положение связанной СК относительно нормальной СК OXgYgZg.

Выразим вектор относительной скорости Vцсиi(t)=Vциi(t)_Vки(t) через проекции на оси антенной СК. В результате с учетом выражений (16) получим:

Векторное произведение Vцсиi(t)×Диi(t), входящее в выражение (7), при гипотезе Vцсиi(t)=const приводится к виду:

Модуль векторас учетом (17) равен

Выражение для расстояния максимального сближения цели с самолетом согласно (2) и с учетом (18), (19) принимает вид:

где

Время достижения максимального сближения согласно (3) и с учетом (22), (23) определяется выражением:

Как следует из (23), при сопровождении i-й ВЦ в ППС и μi(t)→∞, . В этом частном случае показатель tсбл.i(t) совпадает с показателем (1).

Формулы (20) для показателя dсбл.i(t) и (23) для показателя tсбл.i(t), а также (21) в целом справедливы и для передней (ППС), и для задней (ЗПС) полусфер. Единственное отличие формулы (23) для ЗПС от ППС состоит в том, что в этой формуле для ППС необходимо ставить знак «-», а для ЗПС - знак «+» (при удалении цели).

Используя формулы (20) и (23), определим коэффициент Ki(tнр), входящий в показатель (6) ƒсбл.i(tнр). Показатель ƒсбл.i(tнр) используется на втором этапе ранжирования ВЦ в том случае, если у каких-либо двух (или большего числа) целей показатели dсбл.in(tнp) и окажутся примерно равными (см. (42)).

Представим показатель t сбл.i(tнр) в виде

где .

Подставив в (24) значение параметра

где Vпер.иi(tнр)=Диi(tнрриi(tнр) - трансверсальная (переносная) скорость ВЦ, получим

где

Из формулы (26) следует, что

Чем больше отношение Vcбл.иi(tнр)/Vпер.иi(tнр) радиальной скорости ВЦ к переносной, тем меньше угол βi (см. рис. 1) и тем опаснее цель.

Для двух целей при d сбл.1(tнр)=dсбл.2(tнр)=d сбл.(tнр) неравенству

согласно (27) соответствует неравенство

которое определяет, что первая цель опаснее второй цели. Следовательно, в соответствии с (28), входящий в критерий коэффициент имеет вид

Из выражений (20), (21) и (23) следует, что для нахождения показателей d сбл.i(t) и tсбл.i(t) необходимо вычислить значения проекций Ωayиi(t) и Ωazиi(t) вектора Ωаиi(t) вращения антенной СК OXaYaZa вокруг ЦМ самолета относительно нормальной СК.

Угловая скорость Ωаиi(t) обусловлена как угловыми перемещениями i-й ВЦ относительно связанной СК, которые характеризуются углами ϕгиi(t), ϕвиi(t) и соответствующими угловыми скоростями ωгиi(t), ωвиi(t), так и вращением связанной СК OXYZ относительно нормальной СК OXgYgZg, описываемым углами Эйлера: крена γ(t), тангажа ϑ(t) и рыскания ψ(t).

Как следует из рис. 3, угловые скорости ωYai(t), ωZai(t) связаны с угловыми скоростями ωгi(t), ωвi(t) соотношениями

Соответственно измеренные (вычисленные) значения ωYаиi(t), ωZаиi(t) согласно (30) определяются выражениями

Производные углов Эйлера связаны с проекциями угловой скорости вращения ЛА ωx(t), ωy(t), ωz(t) и углами γ(t), ϑ(t), ψ(t) уравнениями [3]:

где ωx(t), ωy(t), ωz(t) - проекции абсолютной угловой скорости ЛА на оси связанной СК.

Выражения для ωx(t), ωy(t) и ωz(t) приводятся к виду

Таким образом, согласно (33) измеренные (вычисленные) значения проекций абсолютной угловой скорости ЛА на оси связанной СК определяются выражениями

Измеренные (вычисленные) значения проекций абсолютной угловой скорости самолета в антенной СК ωaxиi(t), ωayиi(t) и ωazиi(t) могут быть получены по формуле

где Φгиi(t), Фвиi(t) - матрицы координатных преобразований, определяемые выражениями

Компоненты ω(t), ω(t), ω(t) вектора абсолютной угловой скорости в (35) вычисляются в соответствии с (34).

Согласно формуле (35) с учетом (34), (36) измеренные (вычисленные) значения проекций вектора абсолютной угловой скорости самолета на оси антенной СК определяются соотношениями

Результирующие значения проекций Ωayиi(t) и Ωazиi(t) абсолютной угловой скорости Ω aиi(t) на оси антенной СК OXaYaZa согласно (31) и (37) имеют вид

Подставив (38) в (22), получим:

Следует отметить, что если отсчет углов бортовых пеленгов ϕгиi(t) и ϕвиi(t) в БРЛС осуществляется относительно осей стабилизированной по крену и тангажу СК, то выражение (39) принимает вид

В результате использования выражения (40) в формулах (20), (23) несколько упрощается расчет показателей dcбл.i(t) и tcбл.i(t).

В качестве расчетного момента времени t при выполнении расчетов по формулам (20), (23) с учетом (39) или (40) для всех Iц целей, сопровождаемых БРЛС в режиме программируемого МЦС, принят момент tнp начала этапа ранжирования целей. Наиболее опасная цель может быть определена в соответствии с критериями (4) и (5) в результате выполнения двухэтапного ранжирования ВЦ по степени опасности. Для этого необходимо определить показатели dcбл.i(t) по формуле (20) и tcбл.i(tнр) по формуле (23), предварительно вычислив модуль вектора относительной скорости Vцсиi(tнр) по формуле (19), параметр μi(tнр) по формуле (21) и квадрат результирующей угловой скорости по формуле (39) или (40) и подставив во все эти формулы вместо расчетного момента времени t момент tнр начала этапа ранжирования ВЦ.

Ранжирование выполняется в следующей последовательности. Всем целям, траектории которых берутся на сопровождение, присваиваются номера в порядке очередности взятия их на сопровождение. На первом этапе ранжирование осуществляется по критерию (4) для всех целей Iц≤Iцmax, где Iц - число ВЦ, траектории которых сопровождаются БРЛС к моменту Iцmax - максимально возможное число ВЦ (траекторий), которое может сопровождать БРЛС.

В результате проведенного ранжирования пронумерованные цели выстраиваются в ряд ВЦ, соответствующий ряду dp(tнр) (в порядке увеличения показателя dcбл.i(tнр))

и соответственно уменьшения степени опасности целей по критерию (4).

Решение по определению наиболее опасной цели выносится на основе данных полученного первого ряда отранжированных ВЦ. Наиболее опасной в данном ряду считается цель, которой соответствует минимальное значение показателя dcбл.in(tнр), с увеличением порядкового номера n элемента dcбл.in степень опасности целей уменьшается.

В случае, если у каких-либо двух (или большего числа) целей показатели dcбл.in и окажутся примерно равными

где Dd - дисперсия погрешности вычисления показателя dcбл.i, то для дальнейшего ранжирования на втором этапе дополнительно используются результаты вычисления показателя ƒcбл.i(tнр) и ранжирования ВЦ по критерию (5), для которых выполняется соотношение (42). Отранжированные по критерию (5) цели образуют второй ряд ВЦ в порядке уменьшения показателя ƒcбл.i(tнр) (в частном случае состоящий из двух целей). На основе анализа второго ряда для целей, у которых показатели dcбл.in и оказались примерно равными, решение о наиболее опасной цели выносится по результатам сравнения показателей ƒcбл.in и : наиболее опасной ВЦ из первого ряда показателей (41) считается та цель, у которой во втором ряду больше соответствующий показатель .

Возможны ситуации, когда у двух (или большего числа) целей не только показатели dсбл.in и , но и ƒсбл.in и также одновременно окажутся примерно равными

где Dƒ - дисперсия погрешности вычисления показателя ƒсбл.i. При выполнении соотношения (43) ранжирование таких целей осуществляется по порядковому номеру целей из первого ряда. Наиболее опасной считается ВЦ с меньшим порядковым номером min{i,j} (меньшим значением первого индекса в показателе dcбл.(tнр)).

На основе полученного ряда dp(tнр) (41) с учетом показателей ƒсбл.i (tнр) при выполнении условия (42) и порядкового номера цели при выполнении условия (43) формируется итоговый ряд отранжированных целей:

Следует отметить, что для реализации вышеописанных процедур ранжирования ВЦ наряду с вычислением и ранжированием показателей dсбл.i(tнр) и ƒсбл.i(tнр) должна выполняться проверка соотношений (42) и (43).

Предложенный способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности, основанный на учете как пространственных, так и временных их связей с защищаемым объектом, позволяет обеспечить существенно более высокую достоверность принятия решения об опасности тех или иных целей.

Проверка работоспособности предложенного способа проводилась по результатам имитационного моделирования полета самолета-носителя БРЛС и четырех наводимых на него воздушных целей. Исследование проводилось при следующих предположениях

- самолет-носитель БРЛС и воздушные цели находятся в одной плоскости и движутся с постоянной по модулю скоростью, а самолет-носитель - и с постоянным курсом;

- отсутствуют внешние целеуказания;

- для наведения целей на носитель используется прямой метод наведения;

- в начальный момент времени начальные курсы целей отличаются от линии визирования на угол не более, чем на ±60°,

Пространственное положение целей и носителя и траектории их полета отображены на фигуре 4. Начальные скорости и курсы самолета-носителя и целей приведены в табл. 1.

Вычисление значений параметров (2) и (6) было проведено в пяти точках, соответствующих разным временам начала ранжирования . Интервал ΔT был подобран таким образом, чтобы время t5 примерно соответствовало половине усредненного времени догона воздушными целями самолета носителя. Результаты расчетов для параметра максимального сближения dсбл.i приведены на фигуре 5, а, а на фигуре 5, б, - для параметра ƒсбл.i. Цифрами 1-4 на фигуре обозначены цели 1-4 соответственно.

Как видно из фигуры 5, порядок ранжирования для первых двух времен начала ранжирования tнр1 и tнp2 определяется только значением параметра dсбл.i. Начиная с третьего времени tнp3 выполняется условие (42) и решающим становится критерий (6) по параметру ƒсбл.i. Итоговое ранжирование целей и очередность сближения целей с самолетом-носителем приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, результаты ранжирования достаточно точно соответствуют моделируемым ситуациям.

Исследование, проведенные в широком поле условий применения, показали, что предложенный способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности, основанный на учете как пространственных, так и временных их связей с защищаемым объектом, обеспечивает достаточно высокую достоверность принятия решения об опасности тех или иных целей. При этом для реализации этого способа достаточно типовых измерителей, что позволяет реализовывать его в существующих и перспективных бортовых вычислительных системах.

Для реализации двухэтапного ранжирования ВЦ по степени опасности необходимо для каждой цели измерить дальность до цели Диi, скорость ее изменения , бортовые пеленги цели в азимутальной ϕгиi и угломестной ϕвиi плоскостях, а также угловые скорости ωгиi и ωвиi Кроме того, должны измеряться углы крена γи, тангажа ϑи, рысканья ψи, а также соответствующие производные . При этом параметры Диi, , ϕгиi, ϕвиi, ωгиi, ωвиi непосредственно измеряются БРЛС, а параметры γи, ϑи, ψи, , , -штатной инерциальной навигационной системой ЛА.

Перечень использованных источников

1. Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Облик перспективных бортовых РЛС. Возможности и ограничения. - М.: ИПРЖР, 2002. - 176 с.

2. Ярлыков М.С., Богачев А.С., Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Радиоэлектронные комплексы навигации, прицеливания и управления вооружением летательных аппаратов. Т. 2. Применение авиационных радиоэлектронных комплексов при решении боевых и навигационных задач. / Под ред. М.С. Ярлыкова. - М.: Радиотехника, 2012. - 256 с.

3. Нелюбов А.И., Новод А.А. Динамика полета боевых летательных аппаратов. Под ред. А.И. Нелюбова. - М.: Издание ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1992.

Способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно управляющих системах, заключающийся в том, что на основе измерений дальности Диi от защищаемого объекта до цели, скорости сближения Vсбл.i с нею и трансверсальной (переносной) скорости цели Vпер.иi формируется последовательность отранжированных по степени опасности номеров целей

отличающийся тем, что формирование последовательности отранжированных целей производится в два этапа, первым из которых является формирование упорядоченной по критерию

последовательности

расстояний максимального сближения

а вторым - формирование отсортированной по критерию

последовательности

расстояний максимального сближения

где

Vпер.иi(tнр)=Диi(tнрриi(tнр),

a Ωриi - полная (пространственная) угловая скорость, Vцси.j - относительная скорость цели с самолета-носителя; tнр - время начала ранжирования, Iц - число сопровождаемых целей, при этом наиболее опасной в данном ряду считается цель, которой соответствует минимальное значение показателя dсбл.in(tнр), с увеличением порядкового номера n элемента dсбл.in степень опасности целей уменьшается; в случае, если у каких-либо двух (или большего числа) целей показатели dсбл.in и окажутся примерно равными

где Dd - дисперсия погрешности вычисления показателя dсбл.i, то для дальнейшего ранжирования на втором этапе дополнительно используются результаты вычисления показателя ƒсбл.i(tнр) и ранжирования ВЦ по соответствующему критерию ℑƒ, при этом если у двух (или большего числа) целей не только показатели dсбл.in и , но и ƒсбл.in и также одновременно окажутся примерно равными

где Dƒ - дисперсия погрешности вычисления показателя ƒсбл.i, то ранжирование таких целей осуществляется по порядковому номеру целей из первого ряда и наиболее опасной считается ВЦ с меньшим порядковым номером min{i,j} - меньшим значением первого индекса в показателе dсбл.(tнр); полученная отранжированная по степени опасности последовательность целей передается потребителю.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пассивной радиолокации и может использоваться в одно- и многопозиционных системах воздушного радиомониторинга для повышения эффективности отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения (ИРИ).

Изобретение относится к пассивной радиолокации и может использоваться в одно- и многопозиционных системах воздушного радиомониторинга для повышения эффективности отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения (ИРИ).

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к радиолокационным станциям, устанавливаемым на подвижных объектах. Достигаемый технический результат – решение целевых задач и получение координатной информации для осуществления траекторного взаимодействия при групповых действиях самолетов.

Изобретение относится к фазовым пеленгаторам и предназначено для использования в авиационных системах радиомониторинга для пеленгации источников радиоизлучений.

Изобретение относится к навигации и, в частности, может быть использовано для определения координат буксируемого комплекса (БК) во время выполнения работ по поиску затонувших объектов в районах шельфа.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений (ИРИ). Достигаемый технический результат - расширение видов радиолокационных сигналов, контролируемых в ходе радиотехнического мониторинга.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности, к способам и технике радиотехнического мониторинга источников радиоизлучений (ИРИ). Достигаемый технический результат - расширение видов радиолокационных сигналов, контролируемых в ходе радиотехнического мониторинга.

Изобретение относится к дистанционному мониторингу лесных массивов с использованием сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) в диапазоне L1 и может найти применение для круглогодичной регистрации коэффициентов ослабления сигналов НКА в лесу с использованием непрерывного пространственно-временного радиозондирования лесного массива.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к устройствам контроля работоспособности радиолокационных систем. Достигаемый технический результат – обеспечение синхронной работы устройства наземного контроля радиолокационной системы управления в режиме реального времени.

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться для определения пространственных координат движущегося объекта и управления его движением в зонах навигации.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении радиолокационных систем, предназначенных для определения дальности от движущегося объекта до поверхности земли, использующих принцип отражения радиоволн.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных системах, использующих сигналы с фазокодовой манипуляцией, в том числе в радарах с синтезированной апертурой (РСА).

Изобретение относится к области радиотехники и контрольно-измерительной техники и предназначено для обнаружения импульсных сигналов на фоне шумовых помех и аналого-дискретного преобразования (предобработки) этих сигналов, в частности для измерения текущих значений параметров выделенных импульсов из аддитивной смеси сигналов и помех при априорной неопределенности её характеристик.

Изобретение относится к области радиотехники и контрольно-измерительной техники и предназначено для обнаружения импульсных сигналов на фоне шумовых помех и аналого-дискретного преобразования (предобработки) этих сигналов, в частности для измерения текущих значений параметров выделенных импульсов из аддитивной смеси сигналов и помех при априорной неопределенности её характеристик.

Изобретение относится к области радиолокаций, в частности к области защиты обзорных радиолокационных станций (РЛС) от ответных импульсных помех. Техническим результатом (решаемой технической проблемой) является увеличение надежности распознавания отраженных сигналов от цели и сигналов ответной импульсной помехи.

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к средствам оценивания статистических характеристик обнаружения радиосигналов, и может быть использовано для измерения частоты появления сигналов радиоэлектронных средств, а также проведения экспериментальных исследований.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиосвязи для повышения точности измерения скорости движения космических аппаратов (КА).

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к системам формирования и обработки широкополосных сигналов с частотной и фазокодовой модуляцией в импульсных радиолокаторах с антенными решетками, и может быть использовано в авиации для организации воздушного движения.

Изобретение относится к радиолокационному измерителю уровня. Техническим результатом является улучшенное функционирование радиолокационного измерителя уровня в условиях влияния узкополосных помех.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для повышения точности определения местоположения мобильных средств по сигналам опорных станций наземной локальной радионавигационной системы (ЛРНС).

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для определения ординат пассажирских поездов и автоматического управления тормозами на остановочных пунктах. Система содержит нелинейную радиолокационную станцию (НРЛС) на локомотиве, метку в виде нелинейно-рассеивающей цели - маркера (HP) в начале остановочной платформы.

Изобретение относится к радиолокации и радиоуправлению и может быть использовано при модернизации существующих и разработке перспективных радиолокационных систем. Достигаемый технический результат: повышение достоверности ранжирования воздушных целей при решении задач многоцелевого сопровождения и целераспределения. Предлагаемый способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности в радиолокационных информационно управляющих системах заключается в том, что на основе измерений дальности Диi от защищаемого объекта до цели, скорости сближения Vсбл.i с нею и трансверсальной скорости цели Vпер.иi формируется последовательность отранжированных по степени опасности номеров целей. Отличительной особенностью предлагаемого способа является формирование последовательности отранжированных целей в два этапа, первым из которых является формирование упорядоченных по критерию последовательности расстояний максимального сближения, а вторым - формирование отсортированной по критерию последовательности расстояний максимального сближения. Предложенный способ двухэтапного ранжирования воздушных целей по степени опасности, основанный на учете как пространственных, так и временных их связей с защищаемым объектом, позволяет обеспечить существенно более высокую достоверность принятия решения об опасности тех или иных целей. 5 ил., 2 табл.

Наверх