Способ измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны



Способ измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны
Способ измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны
Способ измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны

 


Владельцы патента RU 2566662:

Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") (RU)

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при обработке информации, получаемой радиолокаторами с синтезированной апертурой для измерения скорости и азимутальной координаты надводных кораблей. Достигаемый технический результат - обеспечение измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей при съемке радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны. Способ основан на измерении поправки к частоте Доплера и заключается в том, что измерение поправки к частоте Доплера осуществляется по отклику точечных отражателей надводных кораблей, полученных по радиолокационному изображению (РЛИ) с искусственно введенной неоднозначностью по азимуту, что достигается синтезом РЛИ с частотой ниже частоты повторения зондирующего сигнала. 3 ил.

 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при обработке информации, получаемой радиолокаторами с синтезированной апертурой для измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей.

В настоящее время известны способы измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей с помощью разнесенных передающей и приемной позиций. Что возможно либо при бистатическом построении (тандеме) радиолокационной системы [1], где в качестве передающей позиции используется один радиолокатор с синтезированной апертурой антенны (РСА), а в качестве приемной - смещенный относительной передающего РСА другой, либо в случае, когда приемная и передающая позиции организованы путем реализации двулучевой антенны, как это показано в [2].

Недостатком данных способов является трудоемкость и высокая стоимость реализации.

Еще один известный способ определения скорости объекта по радиолокационному изображению в радиолокаторе с синтезированной апертурой антенны, представленный в патенте на изобретение №2101727, имеет недостаток в том, что применить его можно только в случае работы РСА в картографическом режиме. Тогда, когда получаемое радиолокационное изображение (РЛИ) имеет сверхвысокое разрешение (видны кильватерные следы).

Целью настоящего изобретения является способ, с помощью которого производится измерение скорости и азимутальной координаты надводных целей при съемке радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны.

Это достигается тем, что синтез РЛИ проводится с частотой ниже частоты повторения зондирующего сигнала, что приводит к появлению на РЛИ неоднозначности по азимуту. Проявление неоднозначности по азимуту, введенной искусственным путем, демонстрируется на фиг 1, в. На фиг. 1, а показано исходное РЛИ, сделанное в районе пролива Гибралтар порт Сеута в обычном маршрутном режиме съемки РСА «Меч-КУ» КА «Алмаз-1». На фиг. 1, б выделен фрагмент исходного РЛИ.

Далее происходит отделение пикселей, принадлежащих непосредственно цели, от элементов окружающего объект фона (морской поверхности). Затем, на полученном радиолокационном изображении цели выделяются точечные отражатели - локальные источники отраженного поля, образующиеся в результате отражения зондирующего сигнала от элементов конструкции [3], и на этом месте ставиться точка. Координаты центров данных источников в пределах границ цели, а также значения их амплитуды и фазы записываются в массив. В результате моделирования по радиолокационному изображению каждой обнаруженной цели формируются комплексные точечные модели (КТМ), в которых каждая точка есть локальный отражатель цели, имеющий координаты центра рассеивания отраженного сигнала [4, 5].

Процесс выделения точечных отражателей на примере надводных кораблей (НК) иллюстрируется фиг. 2. На фиг. 2, а представлено исходное радиолокационное изображения кораблей, находящихся на стоянке, получено с РСА «Меч-КУ» КА «Алмаз-1» [6, 7]. Цифрами 1-3 обозначены классы кораблей, так 1 и 3 - это большие противолодочные корабли (БПК) проекта 1134-б, 2 - малый противолодочный корабль проекта 1241. В передней части изображения видны элементы причала. На фиг. 2, б представлено фазовое изображение исходного РЛИ. Фиг. 2, в иллюстрирует КТМ корабля, изображенного на фиг. 2, а под номером 3. Интересующий корабль был предварительно выделен из общего РЛИ. Измеренная суммарная величина эффективной поверхности рассеивания (ЭПР) корабля 3 составляет 7360 м2, максимальная ЭПР локального источника отражения 820 м2, уровни ЭПР на фиг. 2, в: «■» - выше 200 м2, «Ο» - 50 м2, «•» - 12 м2. Пунктирной линией со стрелкой на точечной модели показана продольная ось корабля.

Для движущейся цели (например, надводного корабля) отклик от точечных отражателей этой цели, полученный по РЛИ с введенной искусственной неоднозначностью по азимуту, будет несимметричным со смещением, пропорциональным скорости цели фиг. 3, амплитудное распределение данного отклика будет зависеть от формы диаграммы направленности антенны.

Описываемый способ позволяет проводить измерение скорости и азимутальной координаты надводных целей по РЛИ, тем самым повысить информативность космических радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны.

Литература

1. Frieder H., Krieger G., Werner M., Reiniger К., Eineder M., D'Amico S., Erhardt D., Wickler M. TanDEM-X Mission Design and Data Acquisition Plan // Proc. of EUSAR'2008, Friedrichshafen, Germany. June 2-5 2008. V. 4. P. 43-46.

2. Neronskiy L., Osipov I., Verba V. Modelling of Space- Frequency Filtering Method for Moving Target Indication in SAR // Proc. of EUSAR′2006, Dresden, Germany. June 16-18 2006.

3. Штагер Ε.Α., Чаевский Е.В. Рассеяние волн на телах сложной формы. - М.: Сов. радио, 1974.

4. Верба B.C., Неронский Л.Б., Осипов И.Г., Турук В.Э. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования. Под общей ред. B.C. Вербы. - М.: Радиотехника, 2010.

5. Неронский Л.Б., Верба B.C., Лиханский С.Г., Осипов И.Г., Пущинский CH., Турук В.Э. Формирование точечных моделей объектов по комплексным РСА изображениям // Труды седьмой Всероссийской открытой ежегодной конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". - М.: ИКИ РАН, 2009.

6. Каталог изображений Земли. Продукция космического аппарата «Алмаз-1». ОАО «НПО машиностроения». Вэб-сайт http://almazl.ru/

7. Дикинис А.В., Иванов А.Ю., Карлин Л.Н., Неронский Л.Б., и др. Атлас аннотированных радиолокационных изображений морской поверхности, полученных космическим аппаратом «Алмаз - 1». - М.: ГЕОС, 1999.

Способ измерения скорости и азимутальной координаты надводных целей, основанный на измерении поправки к частоте Доплера, отличающийся тем, что измерение поправки к частоте Доплера осуществляется по отклику точечных отражателей целей, полученных по радиолокационному изображению (РЛИ) с искусственно введенной неоднозначностью по азимуту, что достигается синтезом РЛИ с частотой ниже частоты повторения зондирующего сигнала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для вычисления на основе корреляционного принципа скорости движущегося объекта; может использоваться в автоматизированных системах управления воздушным движением для обнаружения и измерения скорости летательных аппаратов.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) с грубыми измерениями азимута и угла места. Достигаемый технический результат - повышение точности определения модуля скорости аэродинамической цели (АЦ).

Группа изобретений относится к средствам защиты летательных аппаратов. Беспилотный летательный аппарат (БЛА) содержит две радиолокационные станции (РЛС), миниатюрный парашют с пускателем, телескопическую антенну с взрывателем заряда, соединенные определенным образом.

Группа изобретений относится к области траекторных измерений с использованием станции слежения (СС) за полетом космического аппарата (КА). При обмене информацией с КА по радиоканалу СС производит измерение дальности до КА и скорости ее изменения.
Изобретение относится к области обработки радиосигналов и может быть использовано в радиолокационной технике. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности измерения радиальной скорости движущегося объекта при сохранении возможности измерения дальности до объекта.

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для обнаружения когерентно-импульсных неэквидистантных радиосигналов и измерения радиальной скорости движущегося объекта.

Изобретение относится к области ближней радиолокации и может быть использовано в системах фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) в радиолокационном датчике доплеровского смещения частоты.

Способ определения модуля скорости баллистической цели в наземной радиолокационной станции относится к радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности определения модуля скорости баллистической цели (БЦ) в наземных радиолокационных станциях (РЛС) с грубыми измерениями угла места и азимута.

Способ измерения радиальной скорости объекта относится к радиолокации. Достигаемый технический результат - уменьшение погрешности измерения радиальной скорости объекта, при которой частота Доплера меньше единиц кГц, и упрощение способа измерения скорости объекта.

Изобретение относится к навигационной технике и предназначено для решения проблемы повышения точности встречи при кратковременном взаимодействии двух летательных объектов на малых расстояниях.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обработки сигналов двухдиапазонных радиолокационных систем. Достигаемый технический результат - повышение точности обработки измерений дальности до цели и скорости сближения с целью. Указанный результат достигается за счет использования двухдиапазонных радиолокационных станций, представляющих собой систему совместной обработки измерений дальности и скорости, при этом оценки измерений дальности до цели и скорости сближения с целью формируются по определенным правилам. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для обработки сигналов двухдиапазонных радиолокационных систем. Достигаемый технический результат - повышение быстродействия и точности идентификации измерений, приходящих от двухдиапазонных радиолокационных систем. Суть предлагаемого способа состоит в том, что в каждом j-ом диапазоне для полученной группы измерений для всех сопровождаемых целей формируются невязки, представляющие собой разность между результатами полученных измерений и результатами прогнозирования оцениваемых фазовых координат отслеживаемой цели. Далее, для всех сопровождаемых траекторий формируются функционалы качества. Решение о принадлежности полученных измерений той или иной из сопровождаемых целей принимается по минимальному значению функционалов, определяемому в процессе их перебора. Система идентификации измерений для двухдиапазонной радиолокационной системы выполнена определенным образом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях обнаружения и целеуказания, а также в радиолокационных станциях (РЛС) сопровождения для измерения истинного значения радиальной скорости цели. Достигаемый технический результат - однозначное измерение радиальной скорости воздушной цели в когерентно-импульсной РЛС. Указанный результат достигается на основе использования взаимной корреляционной функции (ВКФ) отраженного и опорного сигналов, при этом по числу максимумов во ВКФ устанавливают диапазон, в котором находится истинное значение доплеровской частоты отраженного сигнала, а затем определяют истинное значение радиальной скорости цели. Для проведения корреляционного анализа отраженных сигналов их сначала переводят в цифровую форму, а затем объединяют в единый синтезированный цифровой сигнал, длительность которого равна периоду повторения импульсов РЛС. После расчета ВКФ синтезированного сигнала ее огибающую пропускают через низкочастотный фильтр и подсчитывают число ее глобальных максимумов N. Это позволяет определить диапазон частот, в котором находится истинная доплеровская частота отраженного сигнала. Преимущество предлагаемого способа заключается в обеспечении возможности однозначного измерения радиальной скорости воздушной цели в когерентно-импульсной РЛС при частотах Доплера, превышающих значение частоты повторения зондирующих сверхвысокочастотных импульсов. 12 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах ближней радиолокации. Достигаемый технический результат - увеличение точности измерения скорости объекта за счет измерения набега фазы. Указанный результат достигается за счет того, что измеритель содержит генератор прямоугольного импульса высокой частоты, приемную и передающую антенны, фазовый детектор, ключ, два смесителя, гетеродин, индикатор набега фазы, соединенные между собой определенным образом. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах безопасности для обнаружения и измерения в режиме реального времени параметров траекторий движущихся объектов при контроле больших по площади территорий, акваторий и воздушного пространства. Достигаемый технический результат - создание цифровой радиолокационной системы с более широким сектором наблюдения (до 360 градусов) за счет наличия нескольких радиолокационных модулей с набором приемопередающих антенн, расположенных в разных плоскостях; с повышенной степенью защищенности от внешних активных помех за счет того, что каждый из радиолокационных модулей системы выполнен с возможностью кодирования начальной фазы каждого зондирующего импульса по случайному закону с образованием уникального фазового ключа для когерентной последовательности импульсов, который используют для последующей согласованной фильтрации "своих" эхо-сигналов с компенсацией случайной фазы, при этом эхо-сигналы от соседних "чужих" радиолокационных систем, а также внешние гармонические (квазигармонические) активные помехи подвергаются разрушению в цифровом приемном тракте радиолокационного модуля в результате их модуляции по фазе; с увеличенной дальностью обнаружения за счет компенсации ослабления мощности эхо-сигналов в коммутаторе, входящем в состав радиолокационного модуля. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах ближней радиолокации для измерения курсовой скорости объекта. Достигаемый технический результат - измерение курсовой скорости объекта при угле визирования к курсу больше нуля. Указанный результат достигается за счет того, что в способе измерения курсовой скорости объекта из точки пространства, вынесенной с курса объекта, производят измерение радиальной скорости объекта Vr1 и расстояния а от вынесенной точки до объекта, через промежуток времени t больше двух секунд производят второе измерение радиальной скорости объекта Vr2 и расстояния от вынесенной точки до объекта b, после чего определяют расстояние с, пройденное объектом по курсу за время между первым и вторым измерениями, по формуле: c=t·(Vr1+Vr2)/2, определяют полупериметр p треугольника abc, который равен 0,5(a+b+c), далее по формуле: определяют tgA/2=r/(р-а), где r=√(p-a)·(p-b)·(р-c)/р, определяют значение тупого угла А треугольника abc, которое равно 2arctg[r/(p-а)]}, затем курсовую скорость объекта рассчитывают по формуле: V=Vr2/cos(π-А) = Vr2/cos{π-2arctg[r/(p-а)]}. 1 ил.
Наверх