Способ распознавания ложных целей, вызванных собственными помехами подвижного носителя



Способ распознавания ложных целей, вызванных собственными помехами подвижного носителя

 


Владельцы патента RU 2514154:

Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" (RU)

Изобретение относится к областям гидроакустики и радиолокации и может быть применено в автоматических системах вторичной обработки радиолокационных и гидроакустических станций, установленных на подвижном носителе. В нем рассматривается способ снижения вероятности ложной тревоги за счет повышения эффективности классификации ложных целей, вызванных собственными шумами носителя. Сущность способа состоит в том, что при классификации ложных целей используется дополнительный статистический критерий - коэффициент корреляции между курсом носителя и курсовым углом на цель. Для ложных целей, обусловленных собственными шумами носителя, коэффициент корреляции с ростом размера выборки будет стремиться к нулю, а для истинных целей коэффициент корреляции будет стремиться к значению дисперсии курса носителя со знаком минус (так как изменения курсового угла на истинную цель и курса носителя противоположно направлены). Техническим результатом изобретения является снижение вероятности ложной тревоги за счет использования дополнительной информации о параметрах движения носителя станции. 1 ил.

 

Изобретение относится к области гидроакустики и радиолокации и может быть применено в автоматических системах вторичной обработки информации радиолокационных и гидроакустических станций, установленных на подвижном носителе.

Одной из задач, решаемой в системе вторичной обработки информации, является снижение вероятности ложной тревоги при принятии решения об обнаружении цели по результатам обнаружения сигналов на фоне помех в приемных каналах, имеющих фиксированную пространственную ориентацию относительно диаметральной плоскости носителя. Известные методы решения данной задачи базируются на использовании результатов последовательной обработки оценок пространственных координат сигнала [Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации // М., издательство «Советское радио», 1974]. Если по результатам траекторией обработки оценок координат на интервале наблюдения за сигналом, начиная от момента первичного обнаружения сигнала и до текущего момента наблюдения, выявлена закономерность (определен закон) изменения координат с необходимой точностью, то принимается решение, что сигнал принадлежит цели класса "истинная", в противном случае - сигнал принадлежит цели класса "ложная". При данном способе отсутствие закономерности в изменении координат (хаотичный характер изменения) характерно только для ложных тревог, т.е. для сигналов, обнаружение которых обусловлено случайным превышением помехой порога, установленного для обнаружения, и не характерно для источников помех с другой природой возникновения, обусловленных, например, движением носителя. Данные источники, в силу фиксированного местоположения относительно конструкции носителя (например, его диаметральной плоскости), вызывают формирование помех, которые в силу своей интенсивности могут быть обнаружены как сигналы, с постоянным значением пространственной координаты "курсовой угол". Подобными источниками являются работающие на носителе механизмы, элементы конструкции носителя, отражающие излученные сигналы, гидродинамические шумы потока обтекания конструкции антенн или аналогичные.

Прототипом предлагаемого способа является способ слежения за одиночной рыбой с подвижной платформы при использовании расщепленного луча, описанный в статье: Nils Olav Handegard, Ruben Patel, Vidar Hjellvik. Tracking individual fish from a moving platform using a split-beam transducer. // J. Acoust. Soc. Am., Vol. 118, No. 4, October 2005, p.2210-2223.

Слежение за одиночными целями с подвижных платформ осложнено незнанием закона движения приемника (например, при его дрейфе), поэтому в прототипе для оценивания движения платформы используется корреляция сигналов от источников, полученных в различных реализациях для нескольких каналов наблюдения, а для получения оценки позиции платформы используется фильтр Калмана.

Недостатком этого способа является то, что оценивание движения приемника невозможно при слежении за сигналами, перемещающимися в пространстве синхронно с движением платформы, т.е. источник которых конструктивно связан с мобильной платформой.

Задачей изобретения является снижение вероятности ложной тревоги при обнаружении источников сигналов (целей) гидроакустическими и радиолокационными станциями, установленными на движущихся мобильных носителях, за счет обеспечения возможности распознавания источников сигналов, порожденных движением носителя, как ложных.

Для решения поставленной задачи используется способ, основанный на вычислении корреляционной функции между совокупностью значений курса носителя и курсовым углом на обнаруженную цель, измеренных на интервале наблюдения. Носитель приемной гидроакустической системы с целью удержания заданного направления движения в пространстве осуществляет колебательные движения относительно направления генерального перемещения, противодействуя внешним возмущающим воздействиям (выполняет так называемое рысканье по курсу).

При изменении курса носителя (угла между направлением на север и направлением диаметральной плоскости носителя) по этому же закону, но с противоположным знаком, изменяется и курсовой угол на истинную цель (угол между направлением диаметральной плоскости и направлением на цель), при этом курсовой угол на ложную цель, обусловленную сигналами от носителя, будет постоянным и не коррелирован с колебаниями курса носителя. По уровню статистической взаимосвязи этих процессов принимается решение принадлежности наблюдаемой цели к классу "истинная" или "ложная".

Вышеуказанная задача решается за счет учета в системе дополнительной информации о параметрах движения носителя радиолокационных и гидроакустических станций - мгновенном значении курса движения.

Сущность предложенного способа поясняется фигурой 1, на которой изображена функциональная схема устройства, реализующего данный метод распознавания. В результате работы системы траекторией обработки 1, на первый вход коррелятора 3 поступает измеренная на интервале времени наблюдения за целью совокупность оценок курсовых углов на источник сигнала (цель). От навигационной системы 2 на второй вход коррелятора 3 поступает совокупность оценок курса движения носителя, измеренных синхронно по времени с оценками курсовых углов на источник сигнала, на интервале его наблюдения. В корреляторе 3 вычисляется корреляционная функция для совокупности значений курсового угла носителя на цель и курса носителя на интервале времени наблюдения от tн до tтек

где

tн - начало времени измерения курсового угла на источник сигнала;

tтек - текущее время наблюдения;

qi - оценка курсового угла на цель, измеренная в ti-й момент времени, ti∈[tн, tтек];

ki - оценка курса носителя, измеренная в ti-й момент времени;

L - число измерений курсового угла на цель и курса носителя на интервале времени наблюдения от tн до tтек.

Для целей, обусловленных сигналами от носителя, коэффициент корреляции с ростом времени наблюдения (размера выборки) будет стремиться к нулю, а для истинных целей коэффициент корреляции будет стремиться к значению дисперсии курса носителя со знаком минус (поскольку изменения курсового угла на истинную цель и курса носителя противоположно направлены). Оценка дисперсии курса носителя σk по массиву оценок, накопленному на интервале наблюдения от tн до tтек, выполняется в блоке оценки дисперсии 4

Оценка дисперсии курса носителя с выхода блока оценки дисперсии 4 поступает на первый вход компаратора 5, на второй вход компаратора 5 поступает оценка коэффициента корреляции с выхода коррелятора 3. В компараторе 5 производится сравнение двух величин, по результатам сравнения принимается решение о классе цели:

- если K<-σk - цель относится к классу "истинная",

- если K>-σk, - цель относится к классу "ложная".

Предлагаемый способ позволяет отличить ложные цели, вызванные сигналами от движущегося носителя, от прочих целей, расположенных вне носителя. Таким образом, задачу изобретения можно считать решенной.

Способ распознавания целей на классы "истинная" и "ложная", заключающийся в том, что для принятия решения о классе цели применяется корреляционная обработка совокупности значений курсового угла на цель и курса движущегося носителя, синхронно измеренных на интервале наблюдения, отличающийся тем, что дополнительно вычисляется значение коэффициента корреляции между совокупностью значений курса носителя и курсового угла на цель, производится сравнение значения коэффициента корреляции со значением дисперсии курса носителя, взятого со знаком минус, и принимается решение о принадлежности цели классу "ложная", если значение коэффициента корреляции превышает значение дисперсии курса носителя, взятого со знаком минус, в противном случае принимается решение о принадлежности цели классу "истинная".



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к методам и средствам радиолокации нелинейно-рассеивающих объектов. В качестве зондирующего сигнала используются три гармоники с соответствующими частотами.
Изобретение относится к области активной радиолокации и касается обнаружения объектов, покрытых радиопоглощающим материалом, в частности самолетов типа «стелс».

Изобретение относится к радиотехнике, преимущественно к радиолокации, в частности, может быть использовано для зондирования квазимонохроматическими и дискретно-частотными сигналами стационарных, линейно рассеивающих электромагнитные волны объектов.

Изобретение относится к способам радиолокационных измерений и может быть использовано для определения эффективных площадей рассеяния (ЭПР) и координат элементов объема протяженного объекта при его зондировании сверхширокополосным (СШП) сигналом.

Изобретение относится к методам и средствам ближней радиолокации нелинейно-рассеивающих объектов. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных от воздушных объектов сигналов, излучаемых передатчиками радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля воздушного, наземного и морского пространства с использованием прямых и рассеянных подвижными объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение вероятности обнаружения далеких и слабо рассеивающих объектов. Повышение вероятности обнаружения далеких и слабо рассеивающих объектов достигается за счет применения новых операций адаптивной и нелинейной обработки радиосигналов, рассеянных контролируемыми объектами. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обнаружения подвижных объектов. Повышение эффективности обнаружения достигается за счет применения новых операций адаптивной и нелинейной обработки с обратной связью по полезному радиосигналу. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в импульсно-доплеровских радиовысотомерах (РВ). Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение скрытности излучения и максимальной измеряемой высоты без увеличения излучаемой мощности. Сущность изобретения состоит в том, что в направлении подстилающей поверхности излучают пачку зондирующих радиоимпульсов, причем число излучаемых радиоимпульсов (ИР) и период их повторения программно выбираются так, чтобы обеспечить максимальное количество ИР за время априорной задержки (АЗ), задаваемой контроллером обмена (КО), и одновременно исключить неоднозначность измерения высоты и попадание излученного сигнала в зону неопределенности, в которой производится поиск отраженного сигнала, принимают пачку отраженных от подстилающей поверхности радиоимпульсов, преобразуют видеоимпульсы в последовательность цифровых двоичных сигналов (ЦДС) с частотой дискретизации, запоминают синхронно с началом пачки ИР, и, по окончании излучения, определяют адрес ячейки памяти, соответствующий АЗ отраженного сигнала относительно начала пачки излучения, производят узкополосную доплеровскую фильтрацию ЦДС, считываемых последовательно из ячеек памяти в диапазоне поиска адресов памяти, накапливают суммарный результат фильтрации по всем цифровым двоичным сигналам принимаемой пачки при каждой величине оцениваемой задержки, принимают решение о наличии сигнала по превышению наперед заданного порога накопления, определяют задержку отраженного сигнала относительно начала пачки ИР, выдают информацию об измеренной высоте на выход РВ через КО. 8 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Технический результат - обеспечение доступа к узкополосным сигналам в отложенном режиме и повышение числа одновременно функционирующих каналов приема. Многоканальное устройство радиомониторинга содержит антенную решетку, состоящую из N антенн, выходы которых последовательно подключены к N аналоговым приемным блокам, N АЦП и N DDC, а также k блоков хранения данных с управляемой задержкой и в предлагаемом изобретении реализованы этапы, во-первых, предварительной обработки широкополосного сигнала путем его частотной декомпозиции с помощью фильтрбанков анализа с полным восстановлением, снижения избыточности и хранения в течение требуемого времени отложенного доступа, и, во-вторых, выделения узкополосных сигналов путем считывания из блоков хранения данных с управляемой задержкой требуемого частотно-временного фрагмента широкополосного сигнала, его декомпрессии в блоках декомпрессии данных, восстановления с помощью фильтрбанков синтеза, пространственно-временной обработки в блоках пространственно-временной обработки сигнала и передачи пользователю сигналов через интерфейсы с клиентскими средствами обработки сигналов для их оконечной обработки. 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Техническим результатом изобретения является повышение вероятности обнаружения малоразмерных подвижных объектов. Повышение вероятности обнаружения достигается за счет выбора передатчиков, совмещенных в пространстве и излучающих на множестве частот узкополосные и широкополосные радиосигналы, а также применения новой совокупности операций комбинированной обработки прямых и рассеянных объектами радиосигналов выбранных передатчиков. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение качества обнаружения и пространственной локализации малозаметных объектов. Повышение качества обнаружения и пространственной локализации малозаметных объектов достигается за счет применения в каждом канале N-элементной антенной решетки новых операций адаптивной и нелинейной обработки, обеспечивающих повышение разрешающей способности и динамического диапазона синтеза частотно-временного изображения радиосигналов, рассеянных контролируемыми объектами. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в системах классификации и идентификации воздушных объектов (ВО), использующих принцип усреднения признака принадлежности при изменении ракурса объекта, а также в системах построения радиолокационных изображений объектов методом инверсного синтезирования апертуры. Достигаемый технический результат - повышение помехоустойчивости перспективного многочастотного режима радиолокационного сопровождения и формирования радиолокационных изображений объектов. Указанный результат достигается за счет того, что формируют и используют траекторную характеристику, которая представляет собой зависимость, показывающую изменение суммы разностей комплексных амплитуд смежных дальностных портретов от номера портрета, то есть от времени приема очередной фракции сигналов с перестройкой несущей частоты, при этом для построения более качественной траекторной характеристики воздушного объекта предлагается пятикратно сглаживать исходную характеристику методом скользящего среднего. 3 ил.

Изобретение относится к радиолокации пассивных космических объектов (КО), например крупных метеоритов и астероидов (размерами более десяти метров), которые могут представлять опасность при столкновении с Землей. Способ включает радиолокационное зондирование КО, вращающегося в процессе полета, периодической последовательностью высокоразрешающих радиосигналов наносекундной длительности. Число этих импульсов соответствует числу ракурсов КО за период его вращения, максимальный из всех периодов вращения КО вокруг его осей. Этот период определяется по повторяемости радиолокационных портретов (РЛП), дающих разрешение по дальности, равное одной десятой минимального размера КО. При этом производят многократное измерение длительности РЛП освещенной части КО. По этой длительности далее производят оценку среднего радиуса КО по половине усредненной пространственной длины сигнала РЛП и линейного размера по удвоенной величине среднего радиуса. Технический результат изобретения состоит в обеспечении достаточной точности оценки размеров пассивных КО для того, чтобы при необходимости активировать орбитальные средства космической защиты. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение эффективности поиска малозаметных подвижных объектов. Повышение эффективности поиска малозаметных подвижных объектов достигается за счет применения новых операций, обеспечивающих максимизацию выходного отношения сигнал/шум и основанных на нахождении наибольших собственных значений корреляционных матриц, используемых при компенсации когерентной помехи в виде прямого сигнала передатчика подсвета, а также при обнаружении полезных сигналов, полученных после компенсации помехи и откорректированных на заданном множестве гипотетических пространственных координат, направлений и скоростей движения объектов. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля наземного, морского и воздушного пространства с использованием прямых и рассеянных объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение эффективности обнаружения и пространственной локализации широкого класса объектов. Указанный результат достигается за счет применения новых операций адаптивной и нелинейной обработки радиосигналов, адаптивно выделенных на множестве азимутально-угломестных направлений возможных положений контролируемых объектов. 1 ил.
Наверх