Глава 15. Вторичная обработка радиолокационной информации

Управление летательными аппаратами для регулирования воздушного движения, предотвращения столкновений или выведения ЛА в заданную точку пространства требует определения траекторий движения и их параметров (координат и полного вектора скорости). В изложении материала данной главы использована работа [12] и другие работы того же автора.

Отнесение отметок разных обзоров (сканов) при просмотре зоны обзора РЛС к единой траектории (объединение отметок в траектории) и фильтрация (сглаживание) отметок производятся в процессе вторичной обработки радиолокационной информации.

Определение траекторий ЛА снижает вероятность ложной тревоги, так как отбраковываются и исключаются из дальнейшей обработки отметки, не появляющиеся на следующих обзорах. В многопозиционной радиолокации при прокладке траекторий возможно объединение информации от нескольких РЛС. Обнаружение и сопровождение траекторий обычно осуществляется с использованием ЦВМ. Один из возможных способов обнаружения траектории цели по данным обзорной РЛС представлен на рис. 15.1, где схематично показана часть зоны обзора, ограниченная по да-

льности расстоянием /?, ах. в пределах зоны имеются отметки (целей), истинные, изображенные зачерненными кружками, и ложные, изображенные пустыми кружками. Окружности с изменяющимися радиусами, в которых заключены отметки, являются математическими Стро- Рис. 15.1. Обнаружение и сопровождение траекторий

бами-селекторами (S,), а усеченные сектора (показан один) - физическими стробами-селекторами (ф,). Пунктирными и сплошными линиями показано перемещение отметок.

15.1. Обнаружение и сопровождение траекторий

Результаты первичной обработки информации в виде отметок целей за один обзор (после обнаружения и измерения координат), а также и прокладываемые по ним траектории целей оказываются либо истин-HbFMH, либо ложными. Это объясняется погрешностями оценки координат, неточностью предсказания перемещения цели (экстраполяции), наличием шумов и помех и сложностью траектории цели. Таким образом, обнаружение и сопровождение траекторий - статистическая задача и для ее оптимального решения могут использоваться те же критерии, что для обнаружения сигналов и оценки их параметров, изложенные в гл.З и 9. Качественными показателями при сопровождении траекторий могут служить вероятности обнаружения истинной D и ложной Fr траекторий, среднее время обнаружения истинной г, и ложной Tq траекторий и

среднее число Ло, передаваемых на сопровождение ложных траекторий. Если появилась отметка y{©,t) = y{R,d,t) в некоторой точке зоны

обзора РЛС (рис. 15.1), то необходимо принять ее за исходную отметку траектории новой цели. При известных минимальной и максимальной скоростях движения цели V,,n4 max можно очертить предполагаемые границы области, в которой может находиться отметка цели в следующем обзоре. Эти границы условно представляются в виде двух окружностей: меньшей с радиусом АшшпйпТобз и большей с радиусом тах= КпахТобз- Опсрация формирования областсй S называется строби-рованием, а сами области - стробами. Физический строб 5ф формируется селекторным импульсом Uc=dR и азимутальным стробом 5а (шириной ДНА). Математический строб может быть любой формы (на рис. 15.1 - круг). В строб Si может попасть не одна, а несколько отметок. Каждую из них можно принять за начало траектории. По двум отметкам в стробе за два последовательных обзора можно вычислить скорость и направление движения каждой из целей и рассчитать положение отметки на следующий (третий) обзор.

Если расстояние между первой и второй отметками г2, то среднюю скорость можно определить из соотношения Vcp=ri2/ToQ, а новое положение отметки экстраполировать по формуле Г2з= УсрТо&.

Операция расчета начальных значений параметров (скорости, направления движения) называется оценкой этих значений, а операция расчета возможного положения отметки на следующий обзор - экстраполяцией (предсказанием).

Вокруг экстраполированных отметок (на рис. 15.1 обозначены пустыми кружками) вновь образуются круговые стробы 2, размеры которых определяют, исходя из возможных ошибок предсказания и формирования отметок. При сопровождении траектории маневрирующего объекта размеры стробов следует рассчитывать с учетом сложности возможного маневра цели. Если в какой-либо строб Sj в третьем обзоре попала отметка (зачерненный кружок), то она считается принадлежащей обнаруживаемой траектории и эта траектория продолжается. При попадании отметок в к стробов подряд принимается решение об обнаружении траектории и она передается на сопровождение (критерий km п) (см. гл. 3).

Таким образом, в процессе обнаружения траектории выполняются операции стробирования, проверка критерия обнаружения, оценка начальных значений параметров траектории и экстраполяция параметров траектории.

Обнаружение отметок в стробах, а также оценка начальных значений параметров траектории иногда называется завязкой траектории.

Непрерывное отнесение вновь полученных отметок к прокладываемой траектории и уточнение параметров движения называют сопровождением траектории.

Рассмотрим принцип сопровождения траектории цели при вторичной обработке информации обзорной двухкоординатной РЛС. По отметкам, полученным в трех обзорах подряд, принято решение об обнаружении траектории и она передана на сопровождение (5, -> 52 -> -> 4 -> 5). Первая операция, подлежащая выполнению в

процессе сопровождения, состоит в уточнении параметров траектории по всем координатам, измеренным в процессе обнаружения траектории. Второй операцией является сглаживания траектории и экстраполяция параметров на следующий обзор.

Выделим теперь в зоне обзора некоторую круговую стробируемую область с центром, совпадающим с экстраполированной точкой. При известных статистических характеристиках ошибок экстраполяции и измерения координат можно определить вероятность попадания новой отметки в строб сопровождения или, задавшись вероятностью попадания в строб, можно рассчитать размеры строба. Если они выбраны так, что вероятность попадания в строб истинной отметки велцка, то отметку, попавшую в строб, следует считать принадлежащей данной траектории (5з), а отметки за пределами строба - ложными или принадлежащими другим траекториям.

Однако в строб сопровождения может попасть не одна, а несколько отметок, в том числе и ложных (см. строб Si на рис. 15.1). Из них нужно выбрать только одну отметку для продолжения траектории.