Маневр супроводжуваної мети, що перевищує за тривалістю період оновлення інформації на вході УВО, проявляється у появі систематичної складової динамічних помилках фільтрації.
Розглянемо як приклад процес побудови траєкторії мети, яка до точки Б(Рис.12.15) рухалася рівномірно і прямолінійно, а потім почала маневр з великою (1), середньою (2) або малою (3) перевантаженням (штрих-пунктирні лінії). На основі оцінки параметрів прямолінійної ділянки траєкторії за результатами фільтрації n вимірювань (на малюнку зазначено кружком) проводиться обчислення поточних координат мети (пунктирна лінія) та екстраполованих координат на ( n+1)-ий огляд (трикутник).
| А |
| Б |
Як видно з малюнка, після початку маневру поточні координати мети, що видаються споживачам, будуть містити динамічну помилку, величина якої тим більше, чим більше навантаження мети на маневрі і період огляду простору.
Для автоматичного супроводу мети в цих умовах необхідно, по-перше, виявити (виявити) маневр і, по-друге, відмовившись від гіпотези про прямолінійний та рівномірний рух мети, визначити параметри маневру і на цій основі використовувати нову гіпотезу руху мети.
Відомий ряд способів виявлення маневру за результатами дискретних вимірювань координат мети:
1. Підставою припинення фільтрації з гіпотезі прямолінійного рівномірного руху може бути перевищення модуля нев'язки деякої постійної величини. У цьому випадку необхідна умова продовження фільтрації після отримання n-ой позначки може бути представлено в наступному вигляді:
; 
(1)
де: Δ П, Δ Д- константи, що визначають допустиму величину нев'язки і залежать від періоду огляду РЛС та прийнятого значення навантаження мети на маневрі;
П n , Д n- Виміряні в n-му огляді значення пеленгу і дальності;
, - екстраполовані на момент n-го виміру значення пеленгу та дальності.
2. За більш високих вимог до якості виявлення маневру в горизонтальній площині в умовах супроводу траєкторій у прямокутній системі координат допустима величина нев'язки визначається на кожному огляді і завдання вирішується таким чином:
а) за результатами кожного виміру координат обчислюються модулі нев'язки екстраполованих та виміряних значень координат
; 
;
б) розраховується дисперсія помилок дискретних вимірів
де σ Д, σ П- середньоквадратичні помилки дискретного виміру дальності та пеленгу;
в) розраховується дисперсія помилок екстраполяції
,
г) обчислюється дисперсія сумарної помилки вимірювання координат та екстраполяції
| (5) |
д) порівнюються величини dі 
, де - Коефіцієнт, що вибирається з міркувань забезпечення прийнятної ймовірності помилкового виявлення маневру.
Якщо при порівнянні виявляється, що d> 
, то приймається рішення "очікування маневру". Якщо нерівність виконується вдруге, то приймається рішення "маневр" і фільтрація параметрів траєкторії з гіпотези, що використовується, припиняється.
3. Знаходить застосування та інший підхід до вибору критерію виявлення маневру. У кожному огляді розраховується автокореляційна функція нев'язок полярних координат у попередньому та поточному оглядах
,
Якщо маневра немає, то Δ Д nта Δ П nнезалежні від огляду до огляду та автокореляційні функції нев'язок і малі або навіть дорівнюють нулю. Наявність маневру значно збільшує математичне очікування твору нев'язок. Рішення про початок маневру приймається за перевищення автокореляційних функцій деякого порогового рівня.
ДРУГЕ НАВЧАЛЬНЕ ПИТАННЯ: Супровід цілі на маневрі.
У найпростішому випадку при виявленні початку маневру після (n+1)-го опромінення мети по двох точках - оцінці координат у n-му огляді (незачорнений кружок) і виміряним координатам ( n+1)-ом огляді (зачорнений кружок) обчислюється вектор швидкості мети, який може бути використаний для обчислення поточних координат та екстраполованих координат на ( n+2)-ий огляд. Надалі для побудови траєкторії мети та обчислення екстраполованих координат використовуються координати мети, виміряні у поточному та попередньому оглядах. Фільтр, який працює за таким алгоритмом, називають двоточковим екстраполятором.
При використанні такого екстраполятора відхилення екстраполюваних координат від істинного положення мети ( L 1, L 2, L 3) при великому періоді огляду та великих перевантаженнях цілі на маневрі може виявитися досить значним; при цьому з великими помилками видаватимуться споживачам поточні координати мети. Великі помилки екстраполяції можуть призвести до того, що чергова позначка мети виявиться поза межами стробу автосупроводу. Оскільки в межах стробу, як правило, присутні помилкові позначки, то одна з них буде відібрана та використана для продовження траєкторії у хибному напрямку, а супровід справжньої мети буде зірвано.
При тривалому маневрі з постійним перевантаженням точність супроводу мети може бути підвищена шляхом визначення прямокутних складових прискорення мети, за першими трьома відмітками, отриманими на криволінійній ділянці траєкторії, і подальшої фільтрації прискорення. Це завдання вирішується за допомогою "α-β-γ"- фільтра, рекурентний алгоритм якого за оцінкою координат та швидкості їх зміни залишається таким же, як у "α-β"- фільтр, а оцінка прискорення мети, наприклад, за координатою Xпри надходженні позначки в n-ом огляді обчислюється за формулою
В результаті первинної обробки радіолокаційної інформації на вхід алгоритму автосупроводу надходять два потоки позначок цілей:
"істинних цілей", що групуються поблизу дійсного становища цілей;
"неправдивих цілей"", одна частина з яких, прив'язана до областей перешкод та відбиття від місцевих предметів, а інша - рівномірно розподілена по всій зоні огляду станції.
Якщо прийнято рішення про те, що деяка множина відміток, отриманих кожна у своєму огляді РЛС, відноситься до однієї і тієї ж траєкторії, то наступним завданням є оцінка параметрів цієї траєкторії, яка полягає у розрахунку розглянутих у п. 2.2 параметрів Х 0 ,У 0 ,Н 0 ,V x ,V y ,V H ,a x ,a yі a H. За наявності двох позначок про мету як початкові координати Х 0 ,У 0 і Н 0 приймаються координати останньої позначки, що становлять швидкості V x , V yі V Hрозраховуються так само, як і при автозахопленні траєкторії.
При відмінності більшої кількості позначок є можливість початку складнішої моделі руху мети і згладжування параметрів траєкторії. Згладжування проводиться у тому, щоб зменшити вплив помилок виміру координат мети РЛС на точність супроводу. Найчастіше в АСУ зустрічаються лінійна модель руху мети та послідовне згладжування параметрів траєкторії.
Сутність методу послідовного згладжування полягає в тому, що згладжені значення параметрів траєкторії в черговому k-м о6зорі визначаються за згладженим значенням, отриманим ( k-1)-м огляді, та результатам останнього k-го спостереження. Незалежно від кількості проведених спостережень у черговому циклі обчислень використовуються лише попередня оцінка та результат нового спостереження. При цьому вимоги до ємності пристроїв та швидкодії апаратури значно зменшуються.
Остаточні вирази для згладжування координати та швидкості в k-му огляді РЛС мають такий вигляд:
Ів цих формул видно, що згладжене значення координата дорівнює сумі екстраполованої на момент kспостереження згладженої координати U* КЕ та взятого з коефіцієнтом kвідхилення екстрапольованої координати від результату виміру.
Згладжене значення швидкості в k-м огляді V * U K є сума згладженої швидкості V * U K-1 в ( k-1)-м огляді та взятого з коефіцієнтом kзбільшення швидкості, яке пропорційне відхиленню.
U=U K - UКЕ.
Н
Мал. 2.5. Згладжує параметри траєкторії мети.
Пунктирна лінія на рис.2.5 означає згладжену траєкторію мети, розраховану в ЕОМ АСУ k-му огляді. Зважаючи на те, що коефіцієнти згладжених координат kі kлежать у межах 0...1, згладжена початкова координата знаходиться в інтервалі U* КЕ … UДо, а згладжена швидкість - V * U K-1 … V * U K.
Доведено, що при прямолінійному рівномірному русі цілі помилки супроводу будуть мінімальними, якщо коефіцієнти kі kрозраховуються за формулами:
(2.9)
На рис.2.6 показано залежність kі kвід номера огляду k. З графіків малюнка видно, що коефіцієнти асимптотично наближаються до нуля. У межі при k цим досягається повне усунення помилок супроводу мети. Насправді ж завжди мають місце відхилення траєкторії мети від прямолінійної.
Тому значення коефіцієнтів kі kзменшуються лише певних меж.
Якісно вплив згладжування на точність супроводу мети можна оцінити з допомогою рис.2.7. На ділянці прямолінійного руху помилка згладжених координат мети менша за не згладжені: відрізки пунктирних ліній розташовані ближче до істинної траєкторії мети, ніж відрізки суцільних ліній. На ділянці маневру за рахунок невідповідності істинного характеру руху гіпотетичному цілі виникають динамічні помилки супроводу. Тепер відрізки суцільних ліній більш точно визначають фактичне положення мети в порівнянні з відрізками пунктирних ліній.
В АСУ ППО при супроводі неманевруючих цілей вибір коефіцієнтів kі kвиробляється різними способами: вони можуть бути або перераховуватися від початкових до деяких кінцевих значень, або залишатися незмінними протягом усього періоду супроводу. В останньому випадку оптимальне послідовне згладжування перетворюється на так зване експоненційне згладжування. Виявлення маневру мети може здійснюватися візуально або автоматично оператором. В обох випадках ціль вважається маневруючим, якщо виміряна координата мети відрізняється від екстраполованої на величину, що перевищує припустимі помилки вимірювання координат.
З
Мал. 2.6. Залежність коефіцієнтів згладжування від До.
Мал. 2.7. Вплив згладжування параметрів траєкторії на точність супроводу цілі
Зазвичай обчислення поточних (екстраполованих на даний момент часу) координат мети приурочується до моментів видачі інформації на індикатори, канали зв'язку, зони пам'яті інших алгоритмів та ін. Обчислення прогнозованих значень координат цілей проводиться за формулами:
(2.10)
де t y- час попередження, що відраховується від поточного моменту t.
Зазвичай t yпри оцінці повітряної обстановки задається командирами, а під час вирішення інших завдань обробки даних зчитується з постійної пам'яті ЕОМ АСУ.
Завершальним етапом супроводу цілей є розв'язання задачі співвіднесення відміток, що знову з'являються, з наявними траєкторіями. Це завдання вирішується методом математичного стробування областей повітряного простору. Сутність його полягає у машинній перевірці виконання рівностей, з допомогою яких встановлюється належність позначки досліджуваної області. При цьому найчастіше використовуються прямокутні чи кругові строби. Їхні параметри показані на рис.2.8.
Нехай ХЕ, УЕ - екстраполовані координати мети на деякий момент часу t. Для з'ясування того, яка з позначок, що надійшли в черговому огляді, належить до цієї траєкторії, необхідно перевірити умови:
п
Мал. 2.8. Параметри стробів
|X 1 -XЕ | XСтор; | Y 1 -YЕ | YСтор; (2.11)
при використанні кругового строба -
(X i – XЕ) 2 + ( Y i – YЕ) 2 Rстор, (2.12)
де ХСтор, Yстор - розміри прямокутного строба;
Rстор - розмір кругового строба.
В результаті перебору різних пар «траєкторія-позначка» в кожному огляді встановлюється, які позначки продовжують наявні, а які ініціюють нові траси.
З опису алгоритмів супроводу траєкторій цілей видно, що обробка інформації про повітряну обстановку є дуже трудомістким процесом, що вимагає великих витрат оперативної пам'яті та швидкодії ЕОМ АСУ.
Радіолокатор виявлення (РЛО) кругового огляду призначений для вирішення завдань пошуку, виявлення та супроводу повітряних цілей, визначення їх державної належності. У РЛО реалізовані різні процедури огляду, що істотно підвищують завадостійкість, ймовірність виявлення малопомітних і високошвидкісних цілей, якість супроводу цілей, що маневрують. Розробник РЛО – НДІ приладобудування.
Пункт бойового управління (ПБО) ЗРС у складі угруповання здійснює за координатною інформацією РЛО зав'язку та супровід трас виявлених цілей, розкриття задуму удару повітряного супротивника, розподіл цілей між ЗРС у складі угруповання, видачу цілевказівок ЗРС, взаємодію між ЗРС, що ведуть бойові дії, а також взаємодія з іншими силами та засобами ППО. Високий ступінь автоматизації процесів дозволяє бойовому розрахунку зосередитись на вирішенні оперативних та оперативно-тактичних завдань, найбільш повно використовуючи переваги людино-машинних систем. ПБО забезпечує бойову роботу від вищих командних пунктів та у взаємодії з ПБО засобів управління сусідніх угруповань.
Основні компоненти ЗРС С-ЗООПМУ, С-ЗООПМУ1:
Багатофункціональний радіолокатор підсвічування цілей та наведення ракет(РПН) здійснює прийом та відпрацювання цільовказівок від засобів управління 83М6Е та автономних джерел інформації, що надаються, виявлення, в т.ч. в автономному режимі, захоплення та автосупровід цілей, визначення їх державної приналежності, захоплення, супровід та наведення ракет, підсвічування обстрілюваних цілей для забезпечення роботи напівактивних головок самонаведення ракет, що наводяться.
РПН виконує також функції командного пункту ЗРС: - за інформацією ПБУ 83М6Е управляє засобами ЗРС;
- здійснює відбір цілей для першочергового обстрілу;
Автономний засіб виявлення та цілевказівки, що надається.
Пускові установкиПУ (до 12) призначені для зберігання, транспортування, передстартової підготовки та пуску ракет. ПУ розміщуються на самохідному шасі чи автопоїзді. На кожній ПУ – до 4 ракет у транспортно-пускових контейнерах. Забезпечується тривале (до 10 років) зберігання ракет без будь-яких заходів технічного обслуговування із розкриттям контейнерів. Розробники ПУ – КБ спеціального машинобудування, КБ Нижегородського МОЗ.
Пускові установки
Ракети- одноступінчасті, твердопаливні, з вертикальним стартом, оснащені бортовим напівактивним радіопеленгатором. Головний розробник ракети – МКБ "Смолоскип".
Засоби управління 83М6Е забезпечують: - Виявлення літаків, крилатих ракет у всьому діапазоні їх практичного застосування та балістичних ракет з дальністю пуску до 1000 км;
- трасовий супровід до 100 цілей;
- Управління до 6 ЗРС;
- максимальну дальність виявлення – 300 км.
ЗРС С-ЗООПМУ1 є глибокої модернізацією С-ЗООПМУ і фактично перехідною ланкою до систем третього покоління.С-ЗООПМУ1 забезпечує: - ураження цілей на дальностях від 5 до 150 км, в діапазоні висот від 0,01 до 27 км, швидкості цілей, що вражаються, до 2800 м/сек;
- ураження нестратегічних балістичних ракет із дальністю пуску до 1000 км на дальностях до 40 км при отриманні цілевказівки від засобів управління 83М6Е;
- Одночасний обстріл до 6 цілей з наведенням до 2 ракет на кожну мету; у базовий тип ракет - 48Н6Е;
|
|
|
- оцінки результатів навчального тренування бойових розрахунків – у 5-8 разів;
- вивчення теоретичного матеріалу до заданого рівня порівняно з традиційним способом підготовки – у 2-4 рази;
- підготовки осіб бойових розрахунків до виконання нормативів з бойової роботи на заданому рівні – у 1,7-2 рази. При цьому число тактичних ситуаційних завдань, що виконуються за одиницю часу з використанням навчально-тренувального комплексу в 8-10 разів більше, ніж при роботі на реальній апаратурі при можливості імітації такої тактичної обстановки, яку неможливо створити на існуючих тренажних системах реальної техніки.
Вступ.
Глава 1. Аналіз фільтрів супроводу траєкторій повітряних цілей.
§1.1. Фільтр Калмана.
§1.2. Застосування фільтра Калмана для супроводу траєкторій ПЦ за даними оглядової РЛС.
§ 1.3. «Альфа – бета» та «Альфа – бета – гамма» фільтри.
§ 1.4. Статистичне моделювання.
§1.5. Висновки.
Глава 2. Аналіз адаптивних методів супроводу траєкторій повітряних цілей, що маневрують, на основі виявників маневру.
§ 2.1. Вступ.
§ 2.2. Спільне виявлення та оцінювання маневру мети на основі оновлюючого процесу.
§ 2.3. Адаптивні алгоритми супроводу маневрують
ВЦ із використанням виявників маневру.
§ 2.4. Висновки.
Розділ 3. Дослідження відомих багатомодельних алгоритмів.
§3.1. Вступ.
§3.2. Адаптивний підхід Байєса.
§3.3. Дослідження відомого ММА супроводу траєкторії ВЦ для оглядової РЛЗ.
§3.4. Висновки.
Глава 4. Розробка багатомодельного алгоритму супроводу траєкторій маневруючих повітряних цілей.
§4.1. Вступ.
§4.2. Оцінювання вектора стану руху ПЦ.
§4.2.1. Постановка задачі.
54.2.2. Загальний підхід до розв'язання задачі.
Рекомендований список дисертацій
Вторинна обробка інформації в двопозиційній системі радіолокації в декартовій системі координат 2004 рік, кандидат технічних наук Сидоров, Віктор Геннадійович
Фільтрування оцінок сферичних координат об'єктів у двопозиційній радіолокаційній системі 2004 рік, кандидат технічних наук Гребенюк, Олександр Сергійович
Алгоритмічне забезпечення інформаційної підтримки оцінювання динамічної ситуації у багатосенсорних системах при автоматичному супроводі надводних об'єктів 2001 рік, доктор технічних наук Бескид, Павло Павлович
Розробка методів контролю розташування повітряних суден державної авіації при управлінні повітряним рухом у позарасовому секторі повітряного простору 2009 рік, кандидат технічних наук Шанін, Олексій В'ячеславович
Розробка та дослідження методу наведення на маневруючий об'єкт на основі стохастичного прогнозу його руху 2004 рік, кандидат технічних наук Чіонг Данг Кхоа
Введення дисертації (частина автореферату) на тему «Дослідження алгоритмів супроводу траєкторій повітряних цілей»
Актуальність теми дисертації
Одним із найважливіших завдань цивільної авіації є підвищення безпеки польотів, особливо на етапах зльоту та посадки. Для досягнення цієї мети, автоматизовані системи керування повітряним рухом (АС УВС) повинні мати необхідні показники якості, які визначальною мірою залежать від якості радіолокаційної інформації, що надходить. У системі УВС радіолокаційна інформація від трасових та аеродромних РЛС використовується для управління рухом повітряних цілей (ВЦ), попередження зіткнень та управління заходом на посадку. При керуванні рухом ПЦ необхідно обчислювати поточні координати кожної ПЦ для виключення небезпечних зближень ПЦ. Інакше льотчикам видаються команди з корекції траєкторій. У режимі запобігання зіткнень формується оцінка екстраполюваних координат, на основі яких визначаються зони небезпечного зближення. Тим більше, що останніми роками зростає і щільність повітряного руху. Зростання щільності повітряного руху призводить до збільшення кількості небезпечних зближень. Запобігання небезпечним зближенням ВЦ є частиною найважливішого завдання цивільної авіації - забезпечення безпеки польотів. При управлінні рухом ВЦ на етапі заходу на посадку РЛС перевіряє правильність руху ВЦ за заданими траєкторіями.
Тому питання підвищення якості радіолокаційної інформації постійно привертають велику увагу. Відомо, що після первинної обробки радіолокаційної інформації процес вторинної обробки радіолокаційної інформації (ВОРІ) зазвичай виконуються програмованими алгоритмами цифрової обробки на ЦВМ, і якість потоку інформації радіолокації сильно залежить від надійності і точності алгоритмів обробки. Це завдання тим більше актуальне, якщо враховуються маневрування ВЦ на етапах зльоту та посадки, пов'язані зі зміною ешелону, зміною курсу та виконанням типових схем заходу на посадку тощо.
Розглянемо розташування елементів повітряного простору району УВС та типову схему заходу на посадку. У цивільній авіації повітряний простір поділяється на повітряну трасу - встановлений повітряний простір над поверхнею землі у вигляді коридору з шириною (10 - 20) км, по якому виконуються регулярні польоти, район аеродрому - повітряний простір над аеродромом і прилеглою до нього місцевістю і забороненою - Повітряний простір, в якому польоти авіації всіх відомств заборонені.
У районі аеродрому організуються повітряні коридори, зони зльоту та посадки та зони очікування. Повітряний коридор - частина повітряного простору, в якому ЗЦ знижуються і набирають висоту. Зона зльоту та посадки – повітряний простір від рівня аеродрому до висоти другого безпечного ешелону польоту. Розміри цієї зони визначаються льотно-технічними характеристиками ВЦ, що експлуатуються на даному аеродромі, можливостями радіотехнічних засобів навігації УВС та посадки, схемами заходу на посадку та специфічними особливостями району аеродрому. Як правило, межі зони зльоту та посадки віддалені від аеродрому на 25.30 км. Якщо пілот з якихось причин не посадив ВЦ з першого заходу, то ВЦ йде на друге коло, тобто рухається спеціальним маршрутом у зоні кола (див. рис. В.1). Якщо ВЦ не дозволено рух за маршрутом заходу на посадку через тимчасову зайнятість або неготовність ЗПС (злітно-посадкова смуга), то ВЦ прямує до зони очікування, призначеної для очікування дозволу заходу на посадку в районі аеродрому. Ці зони розташовуються над аеродромом чи 50 - 100 км від цього (рис. В.1). Таким чином, у районі аеродрому частота маневрування ВЦ є великою. Це тим, що у цьому районі існує велика щільність ВЦ, й у підтримки заданих маршрутів і дистанцій вони завжди маневрують з однієї зони на інші.
1-траси; 2 - коридори району аеродрому; 3 - зона кола; 4-зона зльоту та посадки;
5 – зони очікування.
Крім того, для підвищення безпеки ВЦ та пасажирів при приземленні в даний час широко застосовується схема заходу на посадку по «коробочці», при якому перед приземленням ВЦ повинні планувати (1-2) кола над аеродромом (рис. В.2). Ця схема складається з деяких ділянок прямолінійного руху та чотирьох розворотів на 90 град.
Мал. В 2. Схема заходу на посадку за «коробочкою».
З іншого боку, стан та розвиток обчислювальної техніки дозволяє застосувати складніші та ефективніші алгоритми обробки радіолокаційної інформації для підвищення точності оцінювання координат та швидкості ВЦ.
Таким чином, дослідження алгоритмів супроводу траєкторій ВЦ, які забезпечують підвищення якості радіолокаційної інформації, є актуальною проблемою.
При обробці інформації радіолокації особливо актуальним завданням є дослідження алгоритмів обробки на ділянках маневру ВЦ, які призводять до невідповідності між реальним рухом ВЦ і моделлю руху, що використовується в алгоритмі. Внаслідок цього точність результатів оцінювання погіршується, а отримана радіолокаційна інформація стає ненадійною. Відомі підходи до підвищення точності супроводу траєкторії ВЦ на ділянках маневру, в основному, базуються на вирішенні задачі виявлення початку та закінчення маневру та відповідній зміні параметрів фільтра супроводу. Це підходи призводять до схеми «альфа – бета» та «альфа – бета – гамма» фільтрів, або фільтра Калмана (ФК) у поєднанні з виявником маневру.
Відомо, що в теорії виявлення та оцінювання для вирішення апріорної невизначеності може також використовуватися адаптивний підхід Байєса. При фільтрації у просторі стану цей підхід у тому, що враховуються всі можливі варіанти моделей стану, з кожним варіантом обчислюється її апостеріорна ймовірність. Застосування його до вирішення завдання супроводу траєкторій маневруючих ВЦ було розвинене за останні роки. При цьому траєкторія ВЦ описується одночасно декількома моделями і передбачається, що процес переходу між моделями описується однозв'язковим ланцюгом Маркова. У літературі запропоновано один варіант до створення такого алгоритму на основі гауссівської апроксимації для апріорної густини ймовірностей вектора стану. Його сутність полягає в поєднанні можливих гіпотез моделей, і отриманий алгоритм названо «багатомодельним алгоритмом» (ММА).
У дисертації проаналізовано вищезазначені підходи, показано їх переваги та недоліки та розроблено новий ММА. На відміну від відомих ММА запропонований алгоритм створений на основі гауссівської апроксимації для апостеріорної щільності ймовірностей вектора стану ВЦ, згідно з цим отриманий алгоритм має переваги порівняно з відомими адаптивними алгоритмами. Результат статистичного моделювання показав, що досліджуваний алгоритм дозволяє підвищити точність оцінювання розташування ВЦ порівняно з адаптивним ФК і відомим ММА при супроводі траєкторії ВЦ, що маневрує. Результати дослідження показали, що витрати на обчислення першого спрощеного ФК зменшуються в порівнянні з другим спрощеним та розширеним ФК, одночасно його точність оцінювання як координат, так і швидкості ПЦ підвищується на (30-50)% порівняно з «альфа-бета» та « альфа – бета – гамма» фільтрами. Тому використання першого спрощеного ФК для супроводу траєкторії неманевруючих ВЦ є кращим.
Мета та завдання роботи
Метою дисертаційної роботи є дослідження та аналіз алгоритмів супроводу траєкторій ВЦ, розробка нового ММА та порівняння отриманого ММА з відомими адаптивними алгоритмами. Відповідно до поставленої мети у дисертаційній роботі вирішено такі завдання:
Дослідження загальної теорії оцінювання у просторі стану, та її застосування до фільтрації траєкторій руху ВЦ.
Аналіз «альфа – бета» та «альфа – бета – гамма» фільтрів та метод вибору їх коефіцієнтів посилення на ділянках маневру та відсутності маневру.
Дослідження адаптивних ФК супроводу траєкторій маневрують ВЦ з виявником моменту початку маневру.
Оптимальне оцінювання в просторі стану з розширеним вектором стану, що включає крім вектора параметрів стану ще невідомий параметр, що визначає всі можливі варіанти моделі стану.
Дослідження відомих ММА та розробка нового ММА супроводу маневруючих ВЦ на основі опису траєкторії руху ВЦ одночасно кількома моделями, що є станами однозв'язкового ланцюга Маркова.
Методи дослідження
Теоретичне дослідження та створення алгоритмів супроводу траєкторій ВЦ виконано на основі теорії фільтрації умовних процесів Маркова у дискретний час. Проаналізовано одержані алгоритми на основі статистичного моделювання. Наукова новизна роботи полягає в наступному: Розроблено ММА при описі траєкторії ВЦ одночасно кількома моделями для однозв'язкового ланцюга Маркова.
Достовірність одержаних результатів роботи підтверджується результатами статистичного моделювання.
Практична значимість результатів роботи
Розроблено та досліджено алгоритм супроводу траєкторії маневруючої ВЦ, що покращує точність супроводу на ділянках маневру.
Апробація результатів роботи та публікації
Основні наукові результати роботи опубліковані у статтях журналів «Радіотехніка», «Електронний журнал Праці МАІ» та «Авіакосмічне приладобудування», та доповідалися на 5-ій міжнародній конференції «Цифрова обробка та її застосування» (Москва, 2003), на міжнародній конференції та виставах «Авіація та космонавтика 2003» (МАІ 2003). Обсяг та структура роботи
Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків та списку літератури. Робота містить 106 сторінок тексту. Список літератури містить 93 найменувань. У першому розділі розглянуто та проаналізовано деякі існуючі методи супроводу траєкторій неманевруючих та слабоманевруючих ВЦ у задачі УВС. У другому розділі проведено аналіз відомих адаптивних алгоритмів супроводу маневруючих цілей, які ґрунтуються на використанні виявників маневру та корекції або параметрів, або структури фільтра. У третьому розділі проаналізовано стан ММА в АС УВС. У четвертому розділі запропоновано загальний підхід до побудови багатомодельних алгоритмів для завдання УВС при описі можливих моделей руху ВЦ однозв'язковим ланцюгом Маркова.
Подібні дисертаційні роботи за спеціальністю «Радіотехніка, у тому числі системи та пристрої телебачення», 05.12.04 шифр ВАК
Методи та алгоритми обробки інформації в автономних системах радіобачення при маловисотних польотах літальних апаратів 2006 рік, доктор технічних наук Клочко, Володимир Костянтинович
Методи підвищення точності вимірювання кутів у радіотехнічних системах з комбінованим керуванням променем антени 2011 рік, кандидат технічних наук Разін, Анатолій Анатолійович
Синтез системи управління літальним апаратом для моніторингу та застосування засобів пожежогасіння 2012 рік, кандидат технічних наук Антипова, Анна Андріївна
Алгоритми оцінювання координат та навігаційних параметрів повітряної мети в багатопозиційній РЛС на основі фільтра Калмана 2015 рік, кандидат технічних наук Машаров, Костянтин Вікторович
Інваріантні методи синтезу радіотехнічних систем у кінцевих базисах та їх застосування при розробці радіолокаційних систем супроводу 1999 рік, доктор технічних наук Вовчков, Валерій Павлович
Висновок дисертації на тему «Радіотехніка, у тому числі системи та пристрої телебачення», Нгуен Чонг Лиу
§4.4. Висновки
У цьому розділі було запропоновано загальний підхід побудови багатомодельних алгоритмів в описах можливих моделей руху ВЦ станами однозв'язкового ланцюга Маркова та отримані такі результати.
На основі загальної теорії фільтрації умовних процесів Маркова був створений алгоритм, в якому вектор параметрів, що фільтрується, включає не тільки параметри руху цілі, а ще невідомий параметр, що визначає можливі моделі руху цілі. Внаслідок цього отриманий алгоритм є субоптимальним, що обумовлюється гауссівською апроксимацією для апостеріорної щільності ймовірностей.
Що стосується супроводу траєкторії маневрують ВЦ, отриманий алгоритм промодельований для випадку М = 2. Результати показали, що на ділянках траєкторії маневру досліджуваний двовимірний алгоритм підвищує точність оцінювання місця на (30 – 60) % порівняно з відомими алгоритмами. Однак підвищення якості фільтрації досягається збільшенням витрат на обчислення.
ВИСНОВОК
У дисертаційній роботі досліджено алгоритми супроводу траєкторій ВЦ за даними оглядової РЛЗ. Отримані результати дозволяють оцінити переваги та недоліки кожного алгоритму супроводу. У дисертації досліджено та розроблено алгоритми, що дозволяють уникати небезпечних зближень та підвищити точність оцінювання, як координат, так і швидкості ВЦ. Відомо, що вторинна обробка радіолокаційної інформації (ЗЛОДІ) зазвичай виконується за допомогою ЦВМ або цифрової апаратури. В останні роки був бурхливий розвиток комп'ютерної технології, мікропроцесорів, елементної бази цифрової техніки, особливо НВІС, ПЛІС, та мов опису апаратури та системи, таких як УРЮ, АШЕ і т. д. Намітилася тенденція впровадження НВІС для створення відкритих систем на основі міжнародних стандартів , у тому числі системи ЗЛОДІЇ. Це дозволяє досліджувати складніші алгоритми супроводу траєкторій ВЦ у реальному масштабі часу. У поданій роботі досліджено різні алгоритми супроводу неманевруючих та маневруючих ВЦ на основі статистичного моделювання. У дисертації отримано такі результати:
1. Досліджено «альфа – бета» та «альфа – бета – гамма» фільтри, запропоновано варіант вибору їх коефіцієнтів посилення при супроводі траєкторії ВЦ. «Альфа – бета» та «альфа – бета – гамма» фільтри дозволяють зменшити витрати на обчислення та спростити процедуру супроводу траєкторій ВЦ, проте вони одночасно погіршують якість супроводу на (30 – 40) % залежно від дальності, швидкості та числа спостереження в порівнянні із звичайними фільтрами.
2. Досліджено проблему нелінійної фільтрації, коли оглядова РЛС вимірює полярні координати ВЦ, а вектор, що фільтрується, включає параметри руху в декартовій системі координат. Запропоновано спрощений фільтр Калмана, що перетворює координати вимірювання з полярної системи в декартову, та розширений фільтр Кальмана, що лінійно апроксимує рівняння вимірювання шляхом скорочення членів високих порядків ряду Тейлора. Аналіз показав, що другий спрощений і розширений фільтри Калмана дають однаковий результат за точністю оцінювання, як положення, так і швидкості, але за обчислювальними витратами другий спрощений фільтр Калмана економічніше.
3. Запропоновано адаптивні алгоритми на основі спільного виявлення та оцінювання маневру ВЦ. Завдання виявлення маневру належить до класу завдань виявлення корисних сигналів і натомість білих гауссовских шумів. У цьому випадку корисним сигналом, що виявляється, є математичне очікування оновлюючого процесу, яке відрізняється від нуля за наявності маневру. При вирішенні задачі виявлення маневру використано метод відношення правдоподібності, а для оцінювання його інтенсивності вважатимемо прискорення невипадковим процесом, в результаті для синтезу оцінювача необхідно скористатися критерієм максимальної правдоподібності. Для супроводу маневруючої ВЦ після виявлення маневру змінюються параметри або структури фільтрів.
4. Досліджено та розроблено адаптивний багатомодельний алгоритм, в якому враховуються всі можливі моделі, що відповідають траєкторії руху ВЦ. Таким чином, крім оцінювання вектора параметрів руху необхідно оцінювати апостеріорні ймовірності всіх моделей. Поточна оцінка координат ВЦ формується як вагова сума оцінок щодо всіх моделей за апостеріорними ймовірностями. Це дозволяє алгоритму супроводу зреагувати на маневр відразу після початку. p align="justify"> Для створення адаптивних багатомодельних алгоритмів невідомий параметр, що визначає одну з М можливих моделей руху ВЦ в кожний момент часу, описується однозв'язним ланцюгом Маркова. У результаті отриманий алгоритм створено з набору М2 паралельних фільтрів Калмана. Результати моделювання для випадку М=2 показали, що на ділянках траєкторії маневру досліджуваний двовимірний алгоритм підвищує точність оцінювання розташування ВЦ (30 - 60)% в порівнянні з відомими алгоритмами. Однак підвищення якості фільтрації досягається збільшенням витрат на обчислення.
5. Розроблені програми експерименту на ЦВМ дозволяють оцінити переваги та недоліки алгоритмів, на основі яких визначається можливість впровадження їх у конкретних умовах.
Список літератури дисертаційного дослідження кандидат технічних наук Нгуєн Чонг Лиу, 2004 рік
1. Фаріна А., Студер Ф. Цифрова обробка радіолокаційної інформації. Пров. з англ. -М: Радіо і зв'язок, 1993, 319 с.
2. Сейдж Е., Меле Дж. Теорія оцінювання та її застосування у зв'язку та управлінні. Пров. з англ. -М: Зв'язок, 1976,496 с.
3. Бакулев П. А., Степін В. М. Методи та влаштування селекції рухомих цілей. М: Радіо і зв'язок, 1986, 288 с.
4. Кузьмін С. 3. Цифрова радіолокація. Видавництво КВ1Ц, Київ 2000, 426 с.
5. Сосулін Ю.Г. Теоретичні основи радіолокації та радіонавігації. -М: Радіо і зв'язок, 1992,303 с.
6. Бакут П. А., Жуліна Ю. В., Іванчук Н. А. Виявлення об'єктів, що рухаються. М: Радянське радіо, 1980, 287 с.
7. Кузьмін С. 3. Цифрова обробка радіолокаційної інформації. М: Рад. радіо, 1967,399 с.
8. Кузьмін С. 3. Основи теорії цифрової обробки радіолокаційної інформації. М: Рад. радіо, 1974, 431 с.
9. Кузьмін С. 3. Основи проектування систем цифрової обробки радіолокаційної інформації. М: Радіо і зв'язок, 1986, 352 с.
10. Ю.Сосулін Ю.Г. Теорія виявлення та оцінювання стохастичних сигналів. М: Рад. Радіо, 1978,320 с.
11. П.Шірман Я. Д., Манжос В. Н. Теорія та техніка обробки радіолокаційної інформації на тлі перешкод. М: Радіо і зв'язок, 1981, 416 с.
12. Тихонов В. І. Статистична радіотехніка. М: Радіо і зв'язок, 1982, 624 с.
13. З.Тихонов В. І., Харісов В. Н. Статистичний аналіз та синтез радіотехнічних пристроїв та систем. М: Радіо і зв'язок, 1991, 608 с.
14. М.Бочкарьов А.М., Юр'єв А.М., Долгов М.М., Щербінін А.В. Цифрова обробка радіолокаційної інформації// Зарубіжна радіоелектроніка. №3, 1991, с. 3 22.
15. Пузирєв В. А., Гостюхіна М.А. Алгоритми оцінювання параметрів руху літальних апаратів// Зарубіжна радіоелектроніка, №4, 1981, с. 3-25.
16. Гриценко Н. С., Кириченко А. А., Коломейцева Т. А., Логінов В. П., Тихомирова І. Г. Оцінювання параметрів руху об'єктів, що маневрують // Зарубіжна радіоелектроніка, №4,1983, с. 3 30.
17. Детков А. Н. Оптимізація алгоритмів цифрової фільтрації траєкторної інформації при супроводі маневруючої мети// Радіотехніка, 1997 № 12, с. 29-33.
18. Жуков М. Н., Лавров А. А. Підвищення точності вимірювання параметрів мети з використанням інформації про маневр носія РЛС// Радіотехніка, 1995 № 11, с. 67 – 71.
19. Булычев Ю. Р., Бурлай І. У. Квазиоптимальное оцінювання параметрів траєкторій керованих об'єктів// Радіотехніка і електроніка, 1996, Т. 41, №3, з. 298-302.
20. Бібіка В. І., Утемов С. В. Фільтр супроводу маневруючих малопомітних цілей// Радіотехніка, 1994 № 3, с. 11-13.
21. Меркулов В. І., Дрогапін В. В., Вікулов О. В. Синтез радіолокаційного кутоміра для супроводження інтенсивно маневрують цілей// Радіотехніка, 1995 №11, с. 85 91.
22. Меркулов В. І., Добикін В. Д. Синтез алгоритму оптимальної ідентифікації вимірювань при автоматичному супроводі повітряних об'єктів у режимі огляду// Радіотехніка та електроніка, 1996, Т. 41, №8, с. 954-958.
23. Меркулов В. І., Халімов Н. Р. Виявлення маневрів мети з корекцією алгоритмів функціонування систем автосупроводу// Радіотехніка, 1997 № 11, с. 15-20.
24. Бар-Шалом Я., Бервер Г., Джонсон С. Фільтрування та стохастичне управління в динамічних системах. За ред. Леондес К. Т.: Пер. з англ. М: Світ. 1980, 407 с.
25. Рао С.Р. Лінійні статистичні методи та їх застосування: Пер. з англ. -М: Наука, 1968.
26. Максимов М.В., Меркулов В.І. Радіоелектронні системи, що слідкують. Синтез методами теорії раціонального управління. -М: Радіо і зв'язок, 1990,255 с.
27. Kameda Н., Matsuzaki Т., Kosuge Y. Target Tracking for Maneuvering targets За допомогою Multiple Model Filter// IEEE Trans. Fundamentals, vol. E85-A, №3, 2002, p. 573-581.
28. Bar-Shalom Y., Birmiwal K. Variable Dimension Filter for Maneuvering Target Tracking// IEEE Trans, on AES 18, №5, 1982, p. 621 – 629.
29. Schooler С. C. Optimal a Filters for Systems with Modeling Inaccuracies// IEEE Trans, on AES - 11, №6, 1975, p. 1300-1306.
30. Kerim Demirbas. Maneuvering Target Tracking with Hypothesis Testing// IEEE Trans, on AES 23, №6, 1987, p. 757 – 765.
31. Michael Greene, John Stensby. Radar Target Pointing Error Reduction Using Extended Kalman Filtering// IEEE Trans, on AES 23, № 2, 1987, p. 273 -278.
32. McAulay R. J., Denlinger E. A. Визначений Adaptive Tracker// IEEE Trans, on AES 9, № 2, 1973, p. 229 – 236.
33. Bar-Shalom Y., Fortmann Т. E. Tracking data association. Boston: Academic Press, 1988, 353 p.
34. Kalata P. R. Перехідний індекс: загальний параметр для P і a - p -у target trackers// IEEE Trans, on AES - 20, № 2,1984, p. 174 – 182.
35. Bhagavan В. K., Polge R. J. Performance of g-h Filter For Tracking Maneuvering Targets/ IEEE Trans, on AES-10, №6, 1974, p. 864 866.
36. Ackerson Guy A., Fu K. S. On State Estimation in Switching Environments// IEEE Trans, on AC-15, № 1, February 1970, p. 10 17.
37. Bar-shalom Y., Chang K.C., Blom H.A. 296 300.
38. Wen-Rong Wu, Peen-Pau Cheng, Nolinear IMM Algorithm для Maneuvering Target Tracking// IEEE Trans, on AES-30, №3, July 1994, p. 875-885.
39. Jiin-an Guu, Che-ho Wei. Використання Target Tracking Using IMM Метод при High Measurement Frequency// IEEE Trans, on AES-27, №3, May 1991, p. 514-519.
40. Blom H. A., Bar-shalom Y. Interacting Multiple Model Algorithm for Systems with Markovian Switching Coefficients// IEEE Trans, on AC-33, №8, August 1988, p. 780-783.
41. Mazor E., Averbuch A., Bar-shalom Y., Dayan J. Interacting Multiple Model Methods in Target Tracking: A Survey// IEEE Trans, on AES-34, №1, 1998, p. 103-123.
42. Benedict TR, Bordner G.R. Synthesis of optimal set of radar track-while-scan smoothing equations// IRE Trans, on AC-7, July 1962, p. 27 32.
43. Chan Y. T., Hu A. G. C., Plant J.B. 237 – 244.
44. Chan Y.T., Plant J.B., Bottomley J.R.T. 235 – 240.
45. Bogler P.L. 298 – 310.
46. Steven R. Rogers. Alpha Beta Filter With Correlated Measurement Noise// IEEE Trans, on AES - 23 №4, 1987, p. 592 – 594.
47. Baheti R. S. Efficient Approximation of Kalman Filter for Target Tracking// IEEE Trans, on AES 22, №1,1986, p. 8 – 14.
48. Miller K. S., Leskiw D. M. Nonlinear Estimation With Radar Observations// IEEE Trans, on AES 18, №2, 1982, p. 192 – 200.
49. Murat E. F., Atherton A. P. Maneuvering target tracking using Adaptive turn rate models in he IMM algoritm // Proceedings of 35th Conference on Decision & Control. 1996, p. 3151 -3156.
50. Alouani A. T., Xia P., Rice T. R., Blair W. D. On Optimality of Two-Stage State Estimation In Presence of Random Bias// IEEE Trans, on AC 38, №8, 1993, p. 1279-1282.
51. Julier S., Uhlmann J., Durrant-Whyte H. F. New Method for Nonlinear Transformation of Means and Covariance in Filters and Estimators // IEEE Trans, on AC 45, №3, 2000, p. 477 – 482.
52. Farina A., Ristic B., Benvenuti D. Tracking a Ballistic Target: Comparison of Several Nonlinear Filters// IEEE Trans, on AES 38, №3, 2002, p. 854 – 867.
53. Xuezhi wang, Subhash Challa, Rob Evans. Gating Techniques for Maneuvering Target Tracking in Clutter// IEEE Trans, on AES 38, №3, 2002, p. 1087 –1097.
54. Doucet A., Ristic B. Recursive State Estimation for Multiple Switching Models with Unknown Transition Probabilities// IEEE Trans, on AES 38, №3, 2002, p. 1098–1104.
55. Willett B., Ruan Y., Streit R. PMHT: Problems and Some Solutions// IEEE Trans, on AES 38, №3,2002, p. 738 – 754.
56. Watson G. A., Blair W. D. Interacting Acceleration Compensation Algorithm For Tracking Maneuvering Targets// IEEE Trans, on AES -31, №3, 1995, p. 1152-1159.
57. Watson G. A., Blair W. D. Interacting Multiple Bias Model Algorithm with Application To Tracking Maneuvering Targets// Proceedings of the 31st Conference on Decision and Control. December 1992, p. 3790 3795.
58. Kameda H., Tsujimichi S., Kosuge Y. A Comparison of Multiple Model Filters For Maneuvering Target Tracking// SICE 2000, p. 55 60.
59. Kameda H., Tsujimichi S., Kosuge Y. Target Tracking Under Dense Environments using Range Rate Measurements// SICE 1998, p. 927 – 932.
60. Rong Li X., Bar-Shalom Y. Performance Prediction of Interacting Multiple Model Algorithm// IEEE Trans, on AES 29, №3, 1993, p. 755 – 771.
61. Ito M., Tsujimichi S., Kosuge Y. Tracking 3-dimensional Moving Target with 2-dimensional Angular Measurements from Multiple Passive Sensors// SICE 1999, p. 1117-1122.
62. De Feo M., Graziano A., Miglioli R., Farina A. IMMJPDA проти MHT і Kalman Filter з NN correlation: performance comparison // IEE Proc. Radar, Sonar Navigation, Vol. 144 №2, April 1997, p. 49 56.
63. Lerro D., Bar-Shalom Y. Interacting Multiple Model Tracking with Target Amplitude Feature // IEEE Trans, on AES 29, № 2, 1993, p. 494 – 509.
64. Jilkov V. P., Angelova D. S., Semerdjiev TZ. A. Design and Comparison Mode-Set Adaptive IMM Algorithm for Maneuvering Target Tracking// IEEE Trans, on AES 35, №1, 1999, p. 343 – 350.
65. He Yan, Zhi-jiang G., Jing-ping J. Design of Adaptive Interacting Multiple Model Algorithm// Proceedings of the American Control Conference, May 2002, p. 1538–1542.
66. Buckley K., Vaddiraju A., Perry R. New Pruning/Merging Algorithm MHT Multitarget Tracking// IEEE International Radar Conference 2000, p. 71 -75.
67. Bar-Shalom Y. Update with Out-of-Sequence Measurements in Tracking Exact Solution// IEEE Trans, on AES 38, №3,2002, p. 769 – 778.
68. Munir A., Atherton A. P. Maneuvering target tracking using different turn rate models in he IMM algornthm// Proceedings of the 34th Conference on Decision & Control, 1995, p. 2747 2751.
69. Bar-Shalom (Ed.) Y. Multitarget-multisensor Tracking: Advanced applications. Vol. I. Norwood, MA: Artech House, 1990.
70. Bar-Shalom (Ed.) Y. Multitarget-multisensor Tracking: Advanced applications. Vol. ІІ. Norwood, MA: Artech House, 1992.
71. Blackman S. S. Multiple Target Tracking with Radar Applications. Norwood, MA: Artech House, 1986.
72. Campo L., Mookerjee P., Bar-Shalom Y. State Estimation for Systems with Sojourn-Time-Dependent Markov Model Switching// IEEE Trans, on AC-36, № 2, 1991, p. 238-243.
73. Sengupta D., Litis R. A. Neural Solution до Multitarget Tracking Data Association Problem// IEEE Trans, on AES 25, №1, 1989, p. 96 – 108.
74. Меркулов В. І., Лепін В. Н. Авіаційні системи радіокерування. 1996, с. 391.
75. Перов А. І. Адаптивні алгоритми супроводу маневрують цілей// Радіотехніка, №7,2002, с. 73 81.
76. Канащенков А. І., Меркулов В. І. Захист радіолокаційних систем від перешкод. - М: «Радіотехніка», 2003.
77. Qiang Gan, Chris J. Harris. Comparison of Two Measurement Fusion Methods for Kalman-Filter-Based Multisensor Data Fusion// IEEE Trans, on AES 37, №1,2001, p. 273-280.
78. Blackman S., Popoli R. Design and Analysis of Modern Tracking Systems. Artech House, 1999, 1230 p.
79. Neal S. R. Discussion на "Parametric relations for a-^-y filter predictor" // IEEE Trans, on AC-12, June 1967, p. 315 316.
80. Рєпін В. Г., Тартаковський Г. П. Статистичний синтез при апріорній невизначеності та адаптація інформаційних систем. М.: «Радянське радіо», 1977, 432 с.
81. Стратонович P. Л. Принципи адаптивного прийому. М: Рад. радіо, 1973, 143 с.
82. Тихонов В. І., Теплинський І. С. Квазіоптимальне стеження за маневруючими об'єктами// Радіотехніка та електроніка, 1989, Т.34, №4, с. 792-797.
83. Перов А.І. Статистична теорія радіотехнічних систем. Навчальний посібник. -М: Радіотехніка, 2003.
84. Даримов Ю. П., Крижанівський Г. А., Солодухін В. А., Кивько В. Г., Кіров Б. А. Автоматизація процесів керування повітряним рухом. М: Транспорт, 1981,400 с.
85. Анодіна Т. Г., Кузнєцов А. А., Маркович Є. Д. Автоматизація управління повітряним рухом. М: Транспорт, 1992, 280 с.
86. Бакулев П.А., Сичов М. І., Нгуєн Чонг Лиу. Супровід маневруючої мети за допомогою інтерактивного багатомодельного алгоритму // Електронний журнал, №9, 2002 Праці МАІ.
87. Бакулев П.А., Сичов М. І., Нгуєн Чонг Лиу. Дослідження алгоритму фільтрації траєкторій маневрують радіолокаційних цілей// Цифрова обробка сигналів та її застосування, Доповідь 5-ї Міжнародної Конференції. М.: 2003, Т. 1. – с. 201 – 203.
88. Бакулев П.А., Сичов М. І., Нгуєн Чонг Лиу. Багатомодельний алгоритм супроводу траєкторії маневруючої мети за даними оглядової РЛС// Радіотехніка, №1, 2004.
89. Нгуєн Чонг Лиу. Синтез багатомодельного алгоритму супроводу траєкторії маневруючої мети// Авіакосмічне приладобудування, №1,2004.
90. Нгуєн Чонг Лиу. Дослідження багатомодельних алгоритмів фільтрації траєкторій маневруючих радіолокаційних цілей// Теза доповіді, міжнародна конференція та виставка «Авіація та космонавтика 2003», МАІ 2003.
Зверніть увагу, наведені вище наукові тексти розміщені для ознайомлення та отримані за допомогою розпізнавання оригінальних текстів дисертацій (OCR). У зв'язку з чим у них можуть бути помилки, пов'язані з недосконалістю алгоритмів розпізнавання. У PDF файлах дисертацій та авторефератів, які ми доставляємо, таких помилок немає.
Маневр цілі в горизонтальній площині зводиться до зміни курсу та швидкості польоту. Вплив маневру повітряної мети першому і другому етапах наведення винищувача методом " Маневр " проявляється по-різному.
Припустимо, що наведення здійснюється на першому етапі, коли повітряна ціль та винищувач знаходилися відповідно у точках У і А (рис. 7.9.), а зустріч їх була можлива у точці З .
Мал. 7.9. Вплив маневру мети у горизонтальній площині
на траєкторію польоту винищувача
Якщо повітряна ціль у точці У робила маневр курсом і за час t відвернула на кут w ц t , то для проходження винищувача щодо дотичної до дуги розвороту другого етапу наведення його курс за той самий час має змінитися на кут w і t . Після закінчення повітряною метою маневру зустріч з нею стане можливою у точці З , а довжина шляху повітряної мети до точки зміниться на DSц.
Якщо уявити, що разом з ВЦ рухається точка початку розвороту, розташована щодо неї на таких же інтервалі та дистанції, що і винищувач у момент початку розвороту, то стосовно цієї точки винищувач наводиться методом "Паралельне зближення". Якщо ВЦ знаходиться на великій дальності До від винищувача, порівняно з яким інтервалом I та попередженою дистанцією розвороту Дупр можна знехтувати, то в цілому властивості методу "Маневр" близькі до властивостей методу "Паралельне зближення".
До пізнішої зустрічі винищувача з метою (DSц > 0) наводить відворот її від винищувача (DΘ та > 0) , А доворот у бік винищувача призводить до більш ранньої зустрічі. Тому мірою протидії маневру мети курсом, як і за наведенні методом " Паралельне зближення " , може бути одночасне наведення її у груп винищувачів з різних сторін.
З зменшенням дальності до ВЦ відмінність властивостей методу " Маневр " від властивостей методу " Паралельне зближення " проявляється дедалі більше. За час відвороту ВЦ винищувачу необхідно розвертатися на всі великі кути, тобто його кутова швидкість wі зростає.
Зміна величини w і при польоті винищувача на зустрічних курсах з повітряною метою (УР = 180 °) характеризує графік залежності відношення кутових швидкостей w та / w ц від дальності, вираженої у частках випередженої дистанції розвороту Д/Дупр.
Як видно з графіка, на великих дальностях (Д/Дупр = 5÷ 10) ставлення w та / w ц трохи відрізняється від одиниці, тобто кутова швидкість винищувача трохи відрізняється від кутової швидкості маневруючої мети. Зі зменшенням дальності, приблизно до трьох Супр , величина wі інтенсивно зростає, а при підході винищувача до точки початку розвороту (Д / Дупр = 1) w і зростає до безкінечності.
Таким чином, при наведенні методом "Маневр" на ВЦ, що маневрує, вивести винищувач у точку початку розвороту з розрахунковим радіусом практично неможливо.
Мал. 7.10. Залежність відношення кутових швидкостей w та / w ц при маневрі мети
на першому етапі наведення по відношенню Д/Дупр
У процесі наведення першому етапі повітряна мета може маневрувати неодноразово. Так, наприклад, повітряна ціль у точці В 1 може довернути на винищувач, внаслідок чого у точці А1 його необхідно відвернути від колишнього курсу та змінити напрямок передбаченого раніше розвороту. В результаті траєкторія винищувача на першому етапі наведення з прямої перетворюється на складну лінію, що складається з дуг розворотів зі змінним радіусом і відрізків прямої між ними. Усе це ускладнює виконання польоту повітряний бій.
Вплив маневру повітряної мети на другому етапі наведення винищувача методом "Маневр" розглянемо малюнком 7.11.:
Мал. 7.11. Вплив маневру повітряної мети у горизонтальній площині
на другому етапі наведення методом "Маневр" на траєкторію польоту винищувача
Припустимо, що в деякий момент другого етапу наведення винищувач та повітряна ціль знаходяться відповідно у точках А і У і для зустрічі з метою у точці З винищувач виконує розворот із радіусом Ro та кутовою швидкістю w і = Vі/Rо .
Якщо протягом деякого проміжку часу Dt повітряна мета змінить напрямок польоту на кут w ц × Dt , То зустріч з нею стане можлива в точці З . Для виходу в цю точку з точки А винищувачу потрібно було б виконати розворот з іншим радіусом R . Але попередньо за час Dt він мав би додатково довернути на кут w і Д × Dt .
Таким чином, маневр повітряної мети на другому етапі наведення призводить до виникнення додаткової кутової швидкості розвороту винищувача. w і Д . Чим менший кут розвороту, що залишився УР винищувача, тим більша величина w і Д , а з наближенням винищувача до точки закінчення розвороту w і Д зростає до безкінечності.
Таким чином, вивести винищувач у задане положення щодо маневруючої повітряної мети на другому етапі наведення методом "Маневр" практично неможливо.
У зв'язку з цим у разі маневрування повітряної мети на другому етапі, як правило, переходять на наведення винищувача методом "Погоня".
