Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 40

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 

00

Выводы. Оптимальные для гауссовой помехи линейные алгоритмы обнаружения являются также оптимальными в классе линейных алгоритмов, вне зависимости от вида законов распределения помехи. Для повышения достоверности и эффективности алго­ритмов при работе в реальных условиях следует применять одномерную оценку реальной плотности распределения статистики (у).

Максимально возможное отношение сигнал-шум на выходе любой линейной системы обнаружения детерминированного сигнала не превышает предельного значения, равного

корню из отношения энергии сигнала в выборке к величине XX0. Величина XX0 определя­ется только корреляционной функцией помехи и объемом выборки.

Для каждого фиксированного объема выборки существует свой оптимальный зондирую­щий сигнал, позволяющий достичь предельного значения отношения сигнал-шум. Форма сигнала определяется только корреляционной функцией помехи и объемом выборки. Литература

1. И.Я. Кремер и др. Пространственно-временная обработка сигналов, - М.: Радио и связь, 1984.

2. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники, - М.: Радио и

связь, 1989.

3. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1973.

СРРСН'2008

1-ч.1 - 221

О ПРОСТРАНСТВЕННО - ВРЕМЕННОМ ПОДОБИИ АЛГОРИТМОВ ОЦЕНКИ КООРДИНАТНОЙ ПРИВЯЗКИ ПРОТЯЖЕННОГО ОБЪЕКТА

Печенин В.В., Нечипорук П.А., Фиров С.А. Харьковский национальный аэрокосмический университет «ХАИ» Харьков, ул. Чкалова 17, кафедра проектирования радиоэлектронных устройств, систем и комплексов (501), тел. (057) 707-43-51, 8-067-728-39-62, E-mail: berezark@ukr.net In the present report the problem of an estimation of spatial coordinates of the statistical centre of reflexion of the extensive object, based on the known, already synthesised algorithms of time processing of parametres of the reflected signal is considered, namely Doppler dis­placement of frequency and time delay On the basis of the comparative analysis of algorithms of an estimation of spatial coordinates of object and time parametres of a signal their full ana­lytical similarity that gives the chance applications of universal algorithm of an estimation of time parametres and coordinates of the statistical centre of reflexion extensive object has been revealed.

Введение. Задача оценки координатной привязки протяженного объекта и крупно­габаритного морского судна, геометрические размеры которого по длине составляют 200 - 250 метров при ширине до 40 метров и высоте борта до 20 - 30 метров, является одной из важнейших, при выполнении операции проводки судна с требуемой точностью и безо­пасностью при стесненных условиях мореплавания и сложной метеорологической обста­новке. Основным источником информации о координатах такого объекта, является рассе­янное радиолокационное поле, формируемое при облучении объекта сигналами берего­вой радиолокационной станции. Одной из возможных точек координатной привязки про­тяженного [1] объекта может быть выбран статистический центр отражения, который яв­ляется результатом статистической обработки полей создаваемых «блестящими» точка­ми, расположенными на объекте. В ряде работ рассмотрена задача синтеза на аналитиче­ском уровне алгоритмов оценки углового направления (координаты азимута) и координа­ты дальности статистического центра отражения.

Сущность. В настоящем докладе рассмотрена задача оценки пространственных ко­ординат статистического центра отражения протяженного объекта, основанная на извест­ных, уже синтезированных алгоритмах временной обработки параметров отраженного сигнала, а именно доплеровского смещения частоты и временного запаздывания [2]. На основе сопоставительного анализа алгоритмов оценки пространственных координат объ­екта [3] и временных параметров сигнала было выявлено их полное аналитическое подо­бие, что дает возможность применения универсального алгоритма оценки временных па­раметров и координат статистического центра отражения протяженного объекта. При этом вводится единый универсальный параметр, например, А (частота, время запаздыва­ния, угловое направление, дальность), оценка которого может осуществляться как в ана­логовой, так и цифровой формах. Входящие в универсальный алгоритм отсчетные значе­ния частоты, времени запаздывания, углового направления и дальности могут формиро­ваться на основе оптимальных или квазиоптимальных алгоритмов, учитывающих осо­бенности технических характеристик реальных радиолокаторов, таких как полоса про­пускания резонансных трактов, диаграмму направленности антенны, некогерентное на­копление отраженных сигналов, уровень внутренних шумов и т.д.

В качестве подтверждения изложенных выше соображений приведем основные ана­литические соотношения, заимствованные из работ [2], [3]. Оценка частоты доплеровско-го сигнала, постоянной на заданном измерительном интервале T , может быть рассчитана по формуле:

СРРСН'2008

1-ч.1 - 222

Е Г, и \

/ * = ^- (і)

где /* - оценка частоты на і-м подинтервале ти определяемом из соотношения ти = ті,37)-А/_1з; А - эффективная полоса пропускания фильтрующего тракта, ам­плитудно-частотная характеристика которого определяет выбор конкретного значения коэффициента (1,1 1,37): Ц2- квадрат амплитуды сигнала на і-м подинтервале т.е. ин­Т

тенсивность сигнала; * = .

Если измерение амплитуды не производится, то:

/=1 N

Потенциальная точность оценки частоты по алгоритму (1), определяется дисперсией ошибки

где д - отношение энергии сигнала к спектральной плотности шума.

Аналогичные алгоритмам (1), и (2) аналитические соотношения можно записать и для оценки времени запаздывания отраженного сигнала. В этом случае под N следует понимать число стробов по дальности, в которых располагается отраженный импульсный сигнал.

Потенциальная точность измерения временной задержки определяется выражением

где дг- разрешение по задержке.

Аналогичные по математической форме записи для алгоритмов оценки углового направления и координаты дальности получены в работе [3], но с использованием доста­точно сложных аналитических преобразований.

I=1

м °* I / °к ■ О к

0\р -. (6)

I / V

=1

Здесь у*ср, О*ср - соответственно координаты азимута и дальности статистического цен­тра отражений; I°°г-, °к - интенсивности сигналов, отраженных N «блестящими» точ­ками по азимуту и М «блестящими» точками по дальности; у* ^ - оценки углового на­правлений I - блестящей точки, В*\ - дальность до к - ^ блестящей точки. Без учета интенсивностей:

СРРСН'2008

І-ч.і - 223г

* г=1

ср

Ы (7)

м

*

Е

ср

м

Оптимальная оценка азимута и дальности определяется минимальными дисперсиями

где Sv,SD - разрешающая способность берегового радиолокатора по азимуту и дально­сти.

Сравнивая соотношения (1), (2) и (5), (6) можно заметить их полную идентичность. Если обозначить величины / *,г*^*ср, О*ср через некоторый универсальный параметр А то

нм

л*   = __к_ (9)

ср      N м 0        ' у '

Е 1 ог,к

г

В случае отсутствия информации об интенсивности (квадрате амплитуды)

/   =^-, (10)

ср     (N, М)

Дисперсии оценок пространственно-временных параметров можно так - же вычислить по общей универсальной формуле

= (11

Выводы. Основной научный результат приведенных в докладе результатов иссле­дований состоит в корректном доказательстве полного аналитического подобия алгорит­мов оценки временных и пространственных параметров сигналов, отраженным протя­женным объектом, типа крупнотоннажного морского судна. При этом оптимальность оценок пространственных и временных параметров однозначно определяется оптималь­ностью обработки единичных отсчетов частоты, времени задержки, углового направле­ния и дальности и интенсивностью сигнала. Предложен аналитический вариант универ­сальной записи обрабатывающего алгоритма оценок временных и пространственных па­раметров сигнала, отраженного протяженным объектом. Полученные авторами доклада результаты исследований можно использовать при модернизации существующих берего­вых радиолокационных станций и других измерительных радиотехнических систем, а так же при разработке перспективных радиосистем различного назначения.

Литература

1. Островитянов Р.В. Статистическая теория радиолокации протяженных целей / Р.В. Островитянов, Ф.А. Басалов. - М.: Радио и связь, 1982. - 232 с.

2. Меркулов В.И., Канащенков А.И., Перов А.И. и др. Оценивание дальности и ско­рости в радиолокационных системах. Ч.1./ Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова

- М.: «Радиотехника», 2004. - 312 с.

3. Мсаллам Е.П. Печенин В.В. Оптимальные цифровые алгоритмы определения ко­ординат статистического центра отражения протяженного объекта / Е.П. Мсаллам, В.В. Печенин // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. - Киев: КПИ. - 2006.

- Т. 49, № 11. - С. 64-72.

СРРСН'2008

1-ч.1 - 224

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ В АКТИВНОЙ МНОГОПОЗИЦИОННОЙ СИСТЕМЕ С НЕСИНХРОННЫМ

ОБЗОРОМ ПРОСТРАНСТВА, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ НЕРАВНОТОЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ С РАЗНЫМ ТЕМПОМ ОБНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Закиров З.З., Кукобко С. В., Рощупкин Е.С. Харьковский университет Воздушных Сил 61023, Харьков, ул. Динамовская 3А Научный центр Воздушных Сил, тел. (057) 702-01-53.

The algorithm of determination of an air object motion operation factors is proposed. The algorithm take account asynchronous air surveillance by some radars with unequal accuracy and different data rate.

Идея интеграции радиолокационных систем (РЛС) различных ведомств выте­кает из принятой в 2003 году Кабинетом министров Украины концепции "Ком­плексной программы создания и развития государственной интегрированной ин­формационной системы обеспечения управления подвижными объектами (связь, на­вигация, наблюдение)". В литературе, посвященной обработке радиолокационной информации (РЛИ) от нескольких активных источников [1-4], вопросы определения параметров движения воздушного объекта (ВО) в единой прямоугольной системе коор­динат (ЕПСК) при обработке сигналов, получаемых некогерентной системой с несин­хронным обзором пространства (НСНОП) от нескольких неравноточных источников с разным темпом обновления информации освещены недостаточно полно.

Целью работы является синтез алгоритма определения параметров движения ВО в ЕПСК при обработке РЛИ, получаемой НСНОП от нескольких неравноточных источни­ков с разным темпом обновления информации.

Пусть имеется НСНОП, состоящая из N разнотипных неравноточных обзорных РЛС c разным темпом обзора пространства, разнесенных в пространстве на расстояние, существенно превышающее радиус пространственной корреляции принимаемых сигна­лов. За интервал времени завязки траектории Тзав тр 0 каждой РЛС получено (Mi +1)

отметок - в моменты времени tjj i-й РЛС (i = 1...N) производится оценка сфериче­ских координат ВО S.. ={Д7   вif   Рif} - наклонной дальности, угла места и азимута

Для получения априорной информации о результатах независимых первичных из­мерений в НСНОП расчет пространственных характеристик зеркальных антенных систем локаторов (имеющих наибольшее распространение) и полей рассеяния ВО предполагается осуществлять на основании методов физической оптики. При этом поле излучения зеркальной антенной системы может быть представлено как:

где Зі - поверхность зеркала; к0 - волновое число свободного пространства; г0 - на­правление на точку в дальней зоне; Н^ и 2 (п х Н0);о| - расстояние до точки в дальней

зоне; п - нормаль к поверхности ^ ; Н0 - поле, наведенное первичным источником (ди­поль, рупор) на поверхности ^ .

В дальнейшем, определив Н^ и подставив его в выражение (1) можем определить поле, излучаемое антенной системой в дальнюю зону. Для учета влияния подстилающей поверхности воспользуемся следующим выражением [5]:

(j = o...Mi)

HР03(0)= jko "—тгу JH±e

dS ,

(1)

+pe

'-R1 ] c+Rlx

H ±(xc )dS, (2)

СРРСН'2008

І-ч.1 - 225где вектор с характеризует фазовое запаздывание, обусловленное наличием подстилаю­щей поверхности; - Я1 =-Я0 + 2п{я°п) - направление отраженной от подстилающей по­верхности волны; О.(к0х0) = ехрк^0Хо )р1 - комплексный коэффициент отражения,

4п    ко хо

р = рт - nv    '; где

cos в

_ 1    (s cos в-1) 2s

РТ = 7-\ +-

(s cose +1)   s cose +1

(rT р о )

31   YvtPо) , 31 31=0/ s+cose /

(    cos2 в ^

s +-1

^     cose1 j

s = F1- cos e1;

cos 2 e1 = 1 - ^ ; R1 = R1 - n([R1n); R[=(n x R1); = р0 - n (р 0 й).

Расчет рассеянного ВО поля производится математическим моделированием его поверхности, которое базируется на ее аппроксимации фрагментами трехосных эллип­соидов и триангуляции созданной модели системой треугольных фацет.

При передаче РЛИ ошибки, вносимые каналами связи, приводят к искажению пере­даваемой кодовой комбинации, ведущему к потере информации. В полученной кодо­грамме с координатами ВО содержатся взаимонезависимые ошибки, обусловленные: экс­траполяцией координат на момент выдачи кодограмм акэ, задержкой а^т и возможны­ми искажениями ак кп кодовой комбинации в канале передачи данных [6]. При извест­ной а2 - дисперсии суммарной ошибки по координате к: а кТ 2 = а kZ 2 - к э 2 + а к кп 2 ) допустимое значение дисперсии ошибок, возникающих за счет задержки кодограмм в канале передачи:

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа