Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 42

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 

Кс = [тт р тI-1 Тт Р К . (11) В предположении о малости систематических ошибок измерения координат (7) и справедливости соотношений (6) можно полагать, что вектор оценок параметров

траектории Кс = {ко ак }Т является асимптотически несмещенным, а дисперсии из­мерения соответствующих параметров определяются выражением

а— и

Ксч>

^2 кд

(12)

д=1

где СЛ = [тТ Р г]-1 Тт Р,   и- = 0...м>апр

Сглаженное значение координат ВО определяется выражением

К = Т (13) Полученные значения текущих оценок параметров движения ВО (11) и числовых характеристик ошибок их измерения (12) в дальнейшем целесообразно использовать в качестве априорных данных при фильтрации параметров движения ВО [2-3] в системе с несинхронным обзором пространства и переменным темпом обновления информации Тобн от нескольких неравноточных источников.

Литература

1. Черняк В.С. Многопозиционная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993. - 416 с.

2. Радиотехнические системы: Основы построения и теория. Справочник. / Шир-ман Я.Д., Лосев Ю.И., Минервин Н.Н., Москвитин Н.Н., Горшков С.А., Леховицкий Д.И., Левченко Л.С. / Под ред. Ширмана Я.Д. - М.: ЗАО "МАКВИС", 1998. - 828 с.

3. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. - Киев: Издательст­во КВіЦ, 2000. - 428 с.

4. Рощупкин Е.С. Оценка прямоугольных координат цели при объединении ре­зультатов независимых первичных измерений в активной многопозиционной системе ра­диолокации // Збірник наукових праць Об'єднаного науково-дослідного інституту Зброй­них Сил. - Х.:ОНДІ ЗС, 2006.- Вип. 2(4). - С. 156 - 162.

5. Фундаментальные и прикладные задачи теории рассеяния электромагнитных волн / Сиренко Ю.К., Сухаревский И.В., Сухаревский О.И., Яшина Н.П..; под ред. Сирен-ко Ю.К. - Х.: Крок, 2000 - 344 с.

6. Лосев Ю.И., Бердников Л.Г. Основы теории передачи данных: Учебник. - Х.: ВИРТА, 1992. - 255 с.

1

0

0

1

Т

1

СРРСН'2008

1-ч.1 - 228

К ВОПРОСУ АСТРОРЕФРАКТОМЕТРИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕЛЕЙ РАДИОЛОКАЦИОННЫМИ СРЕДСТВАМИ КОНТРОЛЯ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА

Карачевцев A.M., Сорокин В.А. Открытое акционерное общество научно-производственный комплекс «Научно-исследовательский институт дальней радиосвязи», 107258, г. Москва, ул. 1-я Бухвостова, 12/11, факс : (095) 162-7328 Features of new scientific-technical approaches for more rigorous of accounting and com­pensation of atmospheric radio wave refraction on results of tracking measurements with in­creased accuracy are presented.

Актуальной проблемой современной радиолокации является проблема повышения точности траекторных измерений проводимых в околоземном воздушно-космическом пространстве.

Именно поиск решения этой проблемы и предопределил направления и цель прово­димых исследований, некоторые из результатов которых будут приведены ниже.

Требуемые точности определения координат целей и моментов времени их измере­ний предъявляемые к современным и перспективным радиолокационным средствам кон­троля космического пространства стремительно растут и характеризуются, в частности, следующими данными:

точность определения углового пространственного положения наблюдаемого кос­мического объекта (КО) - не хуже единиц-десятков угловых секунд;

точность определения дальности до наблюдаемого КО - не хуже единиц-десятков сантиметров;

точность определения моментов времени измерения координат наблюдаемых КО -не хуже десятых-сотых долей микросекунды.

Выполнение столь жёстких точностных требований к создаваемым средствам систем радиолокации возможно лишь при наличии и реализации новых научно-технических под­ходов к обеспечению их инструментальной точности и к обеспечению всеобъемлющего учёта и компенсации негативного влияния окружающей среды на их точностные характе­ристики.

К числу таких подходов следует отнести целый ряд реализуемых на практике меро­приятий, направленных на достижение требуемой точности траекторных измерений и дополняющих ранее проводимые шаги по её наращиванию. Называя некоторые из них, следует отметить, прежде всего, особую значимость реализованного на практике перехо­да к более сложным структурам построения создаваемых уникальных радиолокационных комплексов с техническими возможностями по точности определения координат целей сравнимыми с возможностями оптических средств наблюдения.

В таком комплексе в дополнение к имеющемуся в его составе локатору дециметро­вого диапазона предусматривается также включение в его состав локатора сантиметрово­го диапазона и лазерно-оптического локатора. Именно за счёт такого последовательного использования в процессе траекторных измерений в качестве зондирующих сигналов РЛС сигналов дециметрового, сантиметрового и оптического диапазонов как раз в значи­тельной степени и обеспечивается эффективное обнаружение и сопровождение наблю­даемых КО с выдачей измеренных высокоточных координат их местоположения.

Кроме того в достижении необходимой точности траекторных измерений важную роль играют всеобъемлющий учёт и компенсация систематических инструментальных ошибок, обусловленных конструктивными недостатками и несовершенством технологий производства применяемых измерительных средств комплекса, а также допускаемых в процессе проводимых траекторных измерений.

Применение новейших технологий (в том числе и нанотехнологий) при создании перспективных средств контроля космического пространства позволит наряду с наращи­

СРРСН'2008

1-ч.1 - 229ванием тактико-технических характеристик этих средств существенно повысить и уровень их инструментальной точности.

Не менее важными для достижения поставленной цели являются проводимые ме­роприятия по повышению точности топогеодезической привязки местоположения антенн применяемых в процессе траекторных измерений радиолокационных средств к государ­ственной геодезической сети.

В случаях, когда в состав радиолокационного комплекса входит радиоинтерферо­метр [ 3 ], весьма существенным фактором для обеспечения достижения требуемой точ­ности траекторных измерений стало применение в его работе системы тахеометрии, осу­ществляющей необходимые для контроля пространственного положения фазовых цен­тров антенн тахеометрические и инклинометрические измерения с определением попра­вок на несовпадение направлений отвесной линии и нормали к поверхности референц-эллипсоида Крассовского в местах расположения антенн комплекса.

По сути дела эта система обеспечивает каждые траекторные замеры углового поло­жения наблюдаемого КО, проводимые в моменты времени : tt, t2, ... tk, ... tn, результатами автоматической съёмки в те же самые моменты времени координат пространственного положения фазовых центров антенн интерферометра, по которым спецвычислитель ин­терферометра рассчитывает для каждого измеренного значения угла места наблюдаемого КО соответствующие поправки Де (компенсирующие порождаемые из-за смещения фазо­вых центров антенн аппаратурные ошибки при сопровождении наблюдаемых КО): Леь Аб2,... Лек,... Леп.

Но наиболее результативными Лв деле достижения поставленной цели оказались проводимые мероприятия по компенсации негативного влияния атмосферной рефракции радиоволн на точность результатов траекторных измерений.

С целью обеспечения повышения точности траекторных измерений в состав радио­локационного комплекса была дополнительно введена система астрорефрактометрии, осуществляющая (по данным автоматических измерений текущих значений параметров атмосферы Земли) аналогичный расчёт и выдачу в вычислительный комплекс компенса­ционных поправок Де* на влияние атмосферной рефракции радиоволн по каждому траек-торному замеру в соответствии с методиками, представленными в работах [1,2, 3,4]: Ле*ь Ле*2, ... Ле*ь ••• Ле*п,

Важное значение при проведении высокоточных расчётов рефракционных попра­вок имеет также и то обстоятельство, что в этих случаях предусматривается применение более сложной многослойной модели атмосферы, наиболее полно соответствующей ре­ально существующей земной атмосфере.

При этом в процессе проведения указанных выше расчётов с использованием баро­метрических формул, атмосферных констант и данных измерений текущих значений па­раметров атмосферы у поверхности Земли послойно воссоздаётся вертикальный профиль распределения текущих значений параметров атмосферы в районе расположения задей­ствованного в тех же траекторных измерениях радиооптического комплекса.

Всё это и позволяет более детально определить вклад в суммарную рефракционную ошибку каждой области, каждого слоя земной атмосферы при прохождении через него зондирующего сигнала локатора, а следовательно, повысить и точность расчёта компен­сационных поправок на атмосферную рефракцию радиоволн (до 25% + 35%).

Высокоточный расчёт компенсационных поправок к результатам траекторных из­мерений угла места КО осуществляется по формулам работ [ 2, 3, 4 ]. Результаты рассчи­танных значений рефракционных поправок по углу места для средних атмосферных ус­ловий показаны на рис. 1 (непрерывная кривая).

В ряде случаев, когда точностные требования к результатам работы РЛС децимет­рового диапазона снижены, расчёт суммарной рефракционной поправки 6 при измерени­ях по углу места может производиться по упрощённым формулам [1]:

6 = 6н + 6и, (1)

СРРСН'2008

1-ч.1 - 230где =2,84905 • 10-4 • tgz0 , (2)

для низкоорбитальных КО (НКо < 300 км) :

I- H KO

5,77-10-2 sinz0-iJ(R + HKO)2 -R2 sin2z0 J N(h)dh ?>и =    . -ц-0-г, (3)

^/(R+HKO)2—R^^sin2^-R2  cosz0 •[l-0,91  sin2z0]

3 '

12

где

6н     - величина рефракционной поправки, компенсирующей влияние нижних

электрически нейтральных слоёв атмосферы;      - величина рефракционной поправки, компенсирующей влияние ионосферы; 20     - зенитный угол, под которым виден наблюдаемый объект, по отношению

к местной вертикали, перпендикулярной линии местного горизонта в точке

установки антенны РЛС в момент проведения траекторных измерений,

в угловых градусах; Б     - рабочая частота РЛС, в Гц; НКо    - высота наблюдаемого КО; ТЧ(п)   - электронная концентрация в ионосфере; Я     - радиус Земли (6371 км).

Для высокоорбитальных КО (НКО>300) соотношение (3) принимает вид:

6и = 1,73 • 1012 • sin Z0 / f2(1- 0,91 • sin2 Z0 )3/2 (4)

Аналогичным образом производится расчёт по упрощённым формулам [1] и сум­марной поправки на рефракцию при измерениях и по дальности AL, компенсирующей влияние как электрически нейтральных слоёв атмосферы (ALH), так и влияние ионизиро­ванных её слоёв - ионосферы (ALu) :

AL = ALh + AL№ (5) ALh = An0 / P0 Cos Z0 , (6) для низкоорбитальных КО (НКО < 300 км) :

МИ = -(4.04 • 107 / f2) Secz0 JN(h)dh, (7)

0

для высокоорбитальных КО - ALи = -1,21 • 1021 / f2(1- 0,91 • sin2 Z0 )1/2 . (8)

Результаты расчёта по упрощённым формулам рефракционных поправок по углу места для средних атмосферных условий приведены на рис. 1 (пунктирная кривая).

Достаточная совместимость кривых на рис. 1 указывает на допустимость практиче­ского применения упрощённых формул.

В качестве вывода следует сделать следующее заключение: оснащение радиолока­ционного комплекса дополнительной системой тахеометрии и системой рефрактометри­ческого обеспечения со средствами измерений параметров нейтросферы и ионосферы и применение в процессе траекторных измерений разработанного метода расчёта компен­сационных поправок на атмосферную рефракцию, базирующегося на использовании мо­дели многослойной атмосферы Земли, позволяют существенно повысить точность изме­рений координат наблюдаемого КО и моментов времени их измерений.

СРРСН'2008

1-ч.1 - 231

5, у гл. сек

2000

1500 3

5точ|^Є

1000

500

Рис. 1. Зависимости значений углов рефракции 8 (в угловых секундах) от значений угла места е (в градусах) при расчётах по точным формулам [2] (непрерывная кривая) и по приближённым формулам (пунктирная кривая) для средних атмосферных условий

Литература

1. Колосов М.А., Арманд М.А., Яковлев О.И. Распространение радиоволн при косми­ческой связи. - М.: Изд. "Связь", 1969,156 с.

2. Колосов М.А., Шабелъников А.В. Рефракция электромагнитных волн в атмосфе­рах Земли, Венеры и Марса. - М.: Изд. "Сов. радио", 1976, 220 с.

3. Карачевцев A.M., Орёл Т.Е., Сорокин В.А. Об основных особенностях и результа­тах расчёта поправок на атмосферную рефракцию радиоволн при проведении высокоточ­ных радиолокационных измерений угловых координат наблюдаемых объектов. - Воро­неж : Труды ГХ Международной научно-технической конференции «Радиолокация. На­вигация. Связь», 2003, т. 3, 1628-1639 с.

4. Карачевцев A.M., Орёл Т.Н., Сорокин В.А.Об основных особенностях и результа­тах расчёта поправок на атмосферную рефракцию радиоволн при проведении высокоточ­ных радиолокационных измерений по дальности в околоземном пространстве. - Воро­неж: Труды X Международной научно-технической конференции «Радиолокация. Нави­гация. Связь», 2004, т. 3, 1547-1558 с.

СРРСН'2008

1-ч.1 - 232

СИНТЕЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ НЕЛІНІЙНИХ УЗГОДЖЕНИХ ФІЛЬТРІВ НА ОСНОВІ СТЕПЕНЕВИХ СТОХАСТИЧНИХ ПОЛІНОМІВ

Заболотній С.В., Салипа С.В., Коваль В.В. Черкаський державний технологічний університет 18006, Черкаси, бул. Шевченка, 460, каф. радіотехники, тел. (050) 313-86-97,

E-mail: zabolotni@ukr.net In work the nonlinear concerted discrete filters which procedure of synthesis is based on properties of stochastic polynomials and application of a means of expansion of random vari­ables in stochastic power series are researched. The possibility of application of such filters for detection of signals and an estimation of the moment of their arrival is considered. The simula­tion modelling one- and a two-channel filtration of video- and radio-impulses against noises with different probability distributions is realised.

Вступ. Використання лінійних узгоджених фільтрів є одним із найбільш розповсю­джених підходів до побудови радіотехнічних систем виявлення сигналів. їх застосування є оптимальним класі лінійних систем) з точки зору максимізації на їх виході відношен­ня сигнал-завада, у випадку коли остання описується моделлю у вигляді білого шуму. Проте відомо, що нелінійні методи опрацювання надають додаткові порівнянні з лі­нійними) важелі для оптимізації статистичних алгоритмів, особливо в тих випадках, коли завадова ситуація не достатньо адекватно описується гаусовим розподілом.

Серед великої кількості підходів до побудови нелінійних статистичних алгоритмів, відзначимо напрямок, започаткований Ю.П.Кунченко, що базується на застосуванні сто-хастичних поліномів [1]. Відповідно метою даного дослідження є побудова на основі цього апарату статистичних алгоритмів нелінійної фільтрації, орієнтованих на застосу­вання в задачах виявлення сигналів і оптимальних за критерієм мінімуму середньоквад-ратичної похибки, а також моделювання їх роботи.

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