Способ помехозащищенного обнаружения маневра воздушной цели

Авторы патента:

G01S13/66 - радиолокационные следящие системы; аналогичные системы

Владельцы патента RU 2403590:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (военный институт) (RU)

Изобретение относится к обнаружителям маневра воздушной цели радиолокационными системами сопровождения. Достигаемый технический результат заключается в повышении помехоустойчивости обнаружителя маневра цели. Сущность заявленного способа заключается в том, что обнаруживают маневр цели на основе анализа обновляющей последовательности отслеживаемой координаты цели, а именно дальности, которая обрабатывается набором низкочастотных фильтров, настроенных на определенный тип маневра цели, и по результатам сравнения выходных сигналов этих фильтров определяют тип маневра, выходной сигнал обнаружителя маневра по дальности сравнивают по правилу логического умножения с сигналом, пропорциональным предельно возможной перегрузке цели для ее скорости и высоты, по результатам сравнения принимают решение о маневре и изменяют алгоритм оценивания калмановского фильтра или считают, что действует уводящая помеха или сигнал обнаружителя отсутствует, и используют фильтр сопровождения прямолинейно движущейся цели. 1 ил.

Изобретение относится к способам обнаружения маневра цели радиотехническими системами, в частности радиолокационными системами сопровождения воздушных целей, и может быть использовано в бортовых и наземных РЛС.

Известен способ обнаружения маневра, основанный на автоматическом устранении расхождения следящего фильтра (см., например, В.И.Меркулов, В.Н.Лепин. Авиационные системы радиоуправления. Ч.1. - М.: Радио и связь, 1996 - 396 с: ил. стр.302), реализованный в устройстве, содержащем дискретный фильтр Калмана, усилитель, умножитель, устройство выбора максимума и логическую схему сравнения.

Недостатком способа является низкая помехоустойчивость к воздействию уводящих помех, имитирующих маневр цели.

Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому способу является способ обнаружения маневра воздушной цели на основе анализа обновляющей последовательности (см. А.Фарина, Ф.Студер. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей. - М: Радио и связь. 1993, с 224). Обновляющую последовательность обрабатывают набором низкочастотных фильтров, настроенных на маневр определенного типа. Наибольший по уровню сигнал будет на выходе фильтра, согласованного с обновляющей последовательностью. Если при этом будет превышен порог, то принимают решение о наличии маневра цели с характеристиками, соответствующими настройке согласованного фильтра.

Недостатком способа, принятого за прототип, является невозможность различения уводящих помех и маневров цели из-за отсутствия обнаружителя уводящих помех.

Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости обнаружителя маневра воздушной цели.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе обнаружения маневра цели на основе анализа обновляющей последовательности отслеживаемой координаты цели, которая обрабатывается набором низкочастотных фильтров, настроенных на определенный тип маневра цели, дополнительно сигнал с выхода обнаружителя сравнивают по правилу логического умножения с сигналом, пропорциональным предельно возможной перегрузке цели для ее скорости и высоты, поступающих от измерителей скорости и высоты. При наличии информации о начале маневра от обнаружителя и превышении сигналом с выхода схемы нечеткого управления порога принимают решение о маневре и изменяют алгоритм оценивания калмановского фильтра, в случае, если одно или оба условия не выполняются, считают, что действует уводящая помеха или сигнал обнаружителя отсутствует, и используют фильтр сопровождения прямолинейно движущейся цели.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего способ помехозащищенного обнаружения маневра.

Устройство состоит из сумматора 1, на вход которого подается сигнал наблюдения и к выходу которого параллельно подключены усилитель 5 и усилители видов маневра 2, 3, 4, выход усилителя 5 соединен с первым входом сумматора 11, выход усилителя вида маневра 2 соединен с первым и вторым входами умножителя 8, выход которого соединен с первым входом устройства выбора максимума 14, выход усилителя вида маневра 3 соединен с первым и вторым входами умножителя 9, выход которого соединен со вторым входом устройства выбора максимума 14, выход усилителя вида маневра 4 соединен с первым и вторым входами умножителя 10, выход которого соединен с третьим входом устройства выбора максимума 14, выход устройства выбора максимума 14 соединен с входом порогового устройства 17, выход которого соединен со вторым входом логического умножителя 16, выход сумматора 11 соединен с входом линии задержки 15, выход линии задержки 15 соединен со входом интегратора 12, выход которого соединен со вторым входом сумматора 11 и входом усилителя 6, выход которого подключен ко второму входу сумматора 1, на первый вход логического умножителя 16 поступает сигнал с выхода порогового устройства 13, вход которого соединен с выходом схемы нечеткого вычисления 7, на первый вход схемы нечеткого вычисления 7 поступает сигнал скорости цели, на второй вход поступает сигнал высоты цели, признак маневра цели снимают с выхода логического умножителя 16.

Устройство помехозащищенного обнаружения маневра работает следующим образом.

На первый вход сумматора 1 подается входной дискретный сигнал, представляющий собой напряжение, пропорциональное дальности до цели, со временем дискретизации Т_п. Обновление входных сигналов осуществляется через время Т_п, на это же время сигнал задерживается в линии задержки. В импульсной РЛС это время равно периоду повторения импульсов. Сигнал рассогласования на выходе сумматора 1 формируется путем сложения входной величины координаты цели и предсказанной, полученной путем усиления в усилителе 5 с последующей задержкой на время Т_п в линии задержки 15, интегрированием и усилением в усилителе 6. Сигнал рассогласования поступает на входы усилителей типа маневров 2, 3, 4, каждый из которых согласован с определенным типом маневра. Устройство выбора максимума 14 определяет максимальный сигнал и подает его на вход порогового устройства 17. При превышении сигналом порога он поступает на второй вход логического умножителя 16. На вход схемы нечеткого вычисления 7 поступают сигналы, пропорциональные скорости и высоте цели, по значениям которых определяется предельно возможная перегрузка цели для ее скорости и высоты. Сигнал, величина которого соответствует предельной перегрузке цели для ее скорости и высоты, поступает с выхода схемы нечеткого вычисления на вход порогового устройства 13, величина порога которого выбирается по наименьшей интенсивности маневров, на которые настроены усилители типа маневра 2, 3, 4, на выходе порогового устройства 13 принимается решение о возможности маневра при данных значениях скорости и высоты цели. Схема нечеткого вычисления 7 основана на создании аппроксимирующей модели и представляет собой адаптивную нейронечеткую сеть ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System), реализованную на базе нейронечеткого микроконтроллера. С выхода схемы нечеткого вычисления 7, через пороговое устройство 13, сигнал подается на первый вход логического умножителя 16, на выходе которого при наличии сигналов на обоих его входах принимается решение о маневре и изменяют алгоритм оценивания калмановского фильтра в случае, если одно или оба условия не выполняются, считают, что действует уводящая помеха или сигнал обнаружителя отсутствует и используют фильтр сопровождения прямолинейно движущейся цели.

Схема нечеткого вычисления осуществляет аппроксимацию зависимости интенсивности маневра цели, в качестве которой принята предельная возможная перегрузка цели, от высоты и скорости полета (см., например, Зарубежное военное обозрение. Ежемесячный иллюстрированный военный журнал Министерства обороны России. №1, 1981 г., стр.48.), путем предварительного обучения (см. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. - М.: Горячая линия - Телеком, 2001. - 382 с: ил., стр.285) и реализуется на базе 16-разрядного микроконтроллера Motorola 68НС12, поддерживающего группу дополнительных команд для реализации "нечеткой логики".

Таким образом, предложенный способ помехозащищенного обнаружения маневра и устройство для его реализации позволяют эффективно различать действие уводящей помехи по одной координате цели и изменение координаты цели за счет маневрирования.

Способ помехозащищенного обнаружения маневра воздушной цели, заключающийся в том, что обнаруживают маневр цели на основе анализа обновляющей последовательности отслеживаемой координаты цели, которая обрабатывается набором низкочастотных фильтров, настроенных на определенный тип маневра цели, отличающийся тем, что сигнал с выхода обнаружителя сравнивают по правилу логического умножения с сигналом, пропорциональным предельно возможной перегрузке цели для ее скорости и высоты, поступающих от измерителей скорости и высоты, при наличии информации о начале маневра от обнаружителя и превышении сигналом с выхода схемы нечеткого вычисления, предназначенной для осуществления аппроксимации зависимости интенсивности маневра цели от предельно возможной перегрузки цели для ее высоты и скорости, порога - принимают решение о маневре и изменяют алгоритм оценивания калмановского фильтра, в случае, если одно или оба условия не выполняются, считают, что действует уводящая помеха или сигнал обнаружителя отсутствует, и используют фильтр сопровождения прямолинейно движущейся цели.

Изобретение относится к автоматическому регулированию, предназначено для систем автоматического наблюдения и сопровождения за подвижными объектами в пространстве преимущественно с качающегося основания и может быть использовано для управления воздушным движением.

Следящая система сопровождения подвижных объектов // 2381524

Способ измерения угловых координат нескольких объектов в многоканальных доплеровских рлс // 2373551

Изобретение относится к радиолокации, а именно к радиолокационным системам наблюдения за объектами на базе многоканальной бортовой импульсно-доплеровской РЛС. .

Система сопровождения // 2364886

Изобретение относится к области систем сопровождения и наблюдения за подвижными объектами, в том числе с качающегося основания, и может быть использовано для управления воздушным движением.

Способ обнаружения и сопровождения низколетящих целей // 2361235

Интегрированная наблюдательная система сопровождения // 2327188

Изобретение относится к области систем сопровождения и наблюдения за подвижными объектами и может быть использовано для управления воздушным движением. .

Следящая локационно-оптическая система сопровождения подвижных объектов // 2325671

Изобретение относится к автоматическому регулированию и предназначено для систем автоматического наблюдения и сопровождения за подвижными объектами в пространстве преимущественно с качающегося основания и может быть использовано для управления воздушным движением.

Интегрированная локационно-оптическая автоматическая система сопровождения подвижных объектов // 2321020

Изобретение относится к области систем слежения за подвижными объектами, в том числе с качающегося основания, а также может быть использовано для управления воздушным движением.

Способ определения координат космического объекта // 2319172

Система автоматического наведения радиотелескопа // 2319171

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к большим полноповоротным радиотелескопам (РТ), и может использоваться для обнаружения и сопровождения квазистационарных и удаленных космических источников радиоизлучения (КИР).

Следящий измеритель // 2435172

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических и радиолокационных системах измерения параметров траекторий летательных аппаратов и других системах аналогичного назначения, в которых информация о непосредственно измеряемых координатах (дальности, угловых положениях) формируется с помощью соответствующих дискриминаторов

Способ сопровождения объекта и способ формирования сигнала управления положением луча приемно-передающего антенного устройства системы сопровождения объекта // 2476904

Способ сопровождения траектории цели // 2488136

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к области сопровождения траекторий целей в обзорных радиолокационных станциях (РЛС)

Адаптивный следящий измеритель // 2492506

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в телевизионных, радиотехнических и радиолокационных системах измерения параметров траекторий летательных аппаратов и других системах аналогичного назначения, в которых информация о непосредственно измеряемых координатах объекта сопровождения (дальности, угловых положениях) формируется с помощью соответствующих дискриминаторов

Интегрированная автоматическая система сопровождения // 2498345

Изобретение предназначено для систем автоматического наблюдения и сопровождения за подвижными объектами в пространстве преимущественно с качающегося основания и может быть использовано для управления воздушным движением и уничтожения маневрирующих подвижных целей. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности и устойчивости сопровождения цели интегрированной автоматической системой сопровождения при пуске управляемой ракеты, а также проведение операций для обеспечения перезаряжания и пуска управляемых ракет при выполнении комплексом огневых задач поражения сопровождаемой пеленгаторами маневрирующей цели. Указанный результат достигается за счет того, что в систему сопровождения, содержащую функционально связанные между собой локационный и оптико-электронный пеленгаторы, формирователь логики режимов, первый, второй и третий коммутаторы, первый преобразователь координат из нестабилизированной системы координат в стабилизированную, устройство автоматического сопровождения, блок инерционного сопровождения, устройство наведения и стабилизации, блок управления оптико-электронной системы, локационный и оптико-электронный пеленгаторы механически соединены между собой и имеют кинематическую связь с выходным валом устройства наведения и стабилизации, введены первый и второй преобразователь нестабилизированных координат в стабилизированные, сглаживающий фильтр, второй и третий преобразователи стабилизированных координат в нестабилизированные, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый коммутаторы, задатчик начального положения, блок управления заряжанием ракет, гироскопический датчик угла, измеритель угловой скорости, второе устройство наведения и стабилизации, привод подъема ракет и механизм подъема ракет. Перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ адаптации отражающих поверхностей антенны // 2518398

Изобретение относится к космическим радиотелескопам и может быть использовано для адаптации отражающих поверхностей антенны. Технический результат заключается в повышении коэффициента использования поверхности многодиапазонных двухзеркальных антенн. Для этого по значениям положений щитов для каждого щита строят аппроксимирующий параболоид так, чтобы фокусное расстояние и положение основания каждого параболоида минимально отличалось от соседнего и при этом разности между их фокусными расстояниями были кратны длине волны принимаемого радиоизлучения, и вычисляют отклонения каждого щита от соответствующего параболоида, после окончания перемещений щитов главного зеркала измеряют положения каждого щита второго зеркала (контррефлектора), строят модель хода лучей, отраженных от щитов главного зеркала в сторону контррефлектора, и положения отражающих поверхностей щитов контррефлектора и вычисляют рассогласования крайних лучей с положениями соответствующих краев отражающих поверхностей щитов контррефлектора, и с помощью системы автоматического управления перемещают каждый щит контррефлектора в сторону уменьшения рассогласований так, чтобы положения их фокусов минимально расходились между собой и с положением вторичного фокуса зеркальной системы и (или) с положением приемника излучения при условии, что длины лучей от первичного фокуса до отражающих поверхностей щитов контррефлектора, а также длины лучей от отражающих поверхностей щитов контррефлектора до вторичного фокуса, и расхождения в обоих случаях были кратны длине волны принимаемого излучения. 3 ил.

Способ управления инерционным приводом антенны // 2518685

Изобретение относится к технике пространственного наведения и сопровождения подвижных точечных объектов. Технический результат - повышение надежности захвата цели в случае редких посылок зондирующих импульсов и точности слежения за быстро летящей точечной целью. Способ управления инерционным приводом антенны, в котором формируют сигнал ошибки сопровождения по пеленгу цели вычитанием из значения оцененного сигнала пеленга цели значения оцененного сигнала угла поворота антенны и усиливают его с зависящим от свойств привода антенны, коэффициентом усиления, формируют сигналы ошибок сопровождения по всем оцениваемым в фильтре угломера производным пеленга цели вычитанием из значения оцененного сигнала каждой производной пеленга цели значения оцененного сигнала каждой производной угла поворота антенны, усиливают каждый из упомянутых сигналов ошибок сопровождения по производным пеленга цели с различными, зависящими от свойств привода антенны коэффициентами усиления и складывают их с усиленным сигналом ошибки сопровождения по пеленгу цели, образуя сигнал управления приводом антенны, при этом для образования сигнала управления приводом антенны на каждом зондирующем импульсе коэффициенты усиления меняют синхронно с посылками зондирующих импульсов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ измерения угловых координат воздушных целей с помощью доплеровской рлс // 2546967

Изобретение относится к радиолокации, а именно к радиолокационным станциям (РЛС) наблюдения за воздушной обстановкой, работающим в режиме узкополосной доплеровской фильтрации. Технический результат направлен на однозначное измерение угловых координат обнаруженных воздушных целей в зоне видимости движущейся доплеровской РЛС. Указанный результат достигается за счет того, что способ измерения угловых координат воздушных целей с помощью доплеровской РЛС заключается в вычислении угловых координат обнаруженных в элементах разрешения дальности целей на основе доплеровских частот, измеренных в каждой паре приемных элементов, расположенных определенным образом на антенне.

Способ обнаружения и сопровождения траектории цели // 2548682

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для обнаружения траекторий скоростных и интенсивно маневрирующих целей с помощью мобильных радиолокационных станций (РЛС) кругового обзора. Достигаемый технический результат - обнаружение и сопровождение траекторий скоростных и интенсивно маневрирующих целей с достаточно малым периодом обновления информации в заданном секторе по азимуту с помощью РЛС кругового обзора с антенной, выполненной в виде ФАР с электронным управлением лучом по углу места и механическим вращением по азимуту, имеющей значительную массу. Указанный результат обеспечивается за счет прохождения лучом антенны области вне этого сектора с максимальными допустимыми ускорением и скоростью вращения антенны, определяемыми возможностями привода антенны и ее механической прочностью. 5 ил.

Способ управления инерционным приводом антенны, обеспечивающий устойчивое сопровождение интенсивно маневрирующих и высокоскоростных воздушных объектов // 2571363

Изобретение относится к радиоэлектронным системам сопровождения, в частности к следящим системам по направлению (измерителям углов и угловых скоростей линии визирования), в которых используется инерционный привод антенны, и может быть использовано для эффективного управления инерционными следящими системами по направлению в режиме сопровождения различных воздушных объектов, включая интенсивно маневрирующие. Технический результат - повышение точности и устойчивости сопровождения по направлению интенсивно маневрирующих объектов (ИМО). Для этого способ учитывает в законе управления угловую скорость линии визирования, ее первую и вторую производные, а также инерционные свойства привода антенны, при этом в способе в сигнале управления дополнительно учитываются скорость линии визирования, ее первая и вторая производные. 6 ил.